解密工业网络RS485总线与Modbus通信的无缝对话
在工业控制、电力通讯和智能仪表等领域，串口通信一直是数据交换的主要方式。最初，我们使用的是RS232接口，但由于其易受环境干扰，因此无法保证信号传输的准确性。1979年，施耐德电气推出了Modbus协议，这是一种专为工业现场设计的总线协议，现在广泛应用于RS485通信中。今天，我们将深入探讨RS485通信与Modbus通信协议。
首先，让我们回顾一下RS232接口的问题：它的信号电平较高，对芯片有损坏风险，而且与TTL电平不兼容；共地模式容易产生干扰且抗干扰性能弱；传输距离和速率有限，只能实现两点之间的通信，不适合多机联网。
为了解决这些问题，出现了RS485这样的新型接口标准。RS485具有以下优点：逻辑“1”和“0”的表示方式更为安全；支持高速数据传输速度（最高可达10Mbps）并且抗干扰能力强；能够实现长距离传输（最远可达1200米），但需要注意速率和距离之间的关系，以及如何通过中继来扩展传输范围。此外，它支持总线式拓朴结构，可以实现多机网络，并采用主从通信模式。
然而，在实际操作中，有些人可能忽略了信号地连接的问题。这可能导致共模干扰或EMI问题，从而影响网络稳定性甚至损坏设备。在PC机上，要想使用RS485，你可以选择转换器或者直接安装PCI多串口卡。
接着，我们来了解一下Modbus协议。这是一种通用的工业语言，它使得不同厂商生产的设备可以通过网络相互沟通，形成一个统一管理平台。Modbus定义了一套消息结构，使得请求访问设备、响应来自设备以及检测错误都变得明确无误。
Modbus具有开放性，无需支付许可费，同时拥有超过400家支持厂商及600种产品支持。在不同的介质上也能运行，如双绞线、光纤、无线等，其帧格式简洁易懂，便于用户操作和开发者编程。
在探索Modbus时，我们还需要了解寄存器类型及其对应功能，以及数据格式及功能码简述。包括位操作指令与字节操作指令，以及它们各自用于读取或写入数据的情景。此外，还有关于读取单个寄存器至多个寄存器，以及执行写入命令时所需遵循的一系列规则等内容构成了完整理解MODBUS系统必不可少的一部分知识体系。
