现场总线有哪几种揭秘RS485与Modbus通信协议的奇妙世界
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，但由于环境中存在大量电磁干扰，这种接口并不适合复杂的工业现场。因此，在1979年，施耐德电气推出了Modbus协议，现在这个协议广泛应用于RS485通信中。
首先，让我们来了解一下RS485通信。实际上，RS485是在之前的RS232基础上发展起来的，它解决了许多与RS232相关的问题，比如信号电平过高容易损坏芯片，以及共地模式传输易受干扰等问题。
相比之下，RS485具有以下优点：逻辑“1”和“0”的表示方式更加安全，不会对周围环境造成影响；它支持更快的数据传输速度，可以达到10Mbps以上；同时，它能够抵抗更强烈的干扰，并且可以实现多机联网通信，而且支持远距离传输，最长可达1200米，但需要注意速率和距离之间的关系。
然而，如果没有正确连接信号线中的信号地，就可能出现共模干扰问题或者EMI问题。这两个问题都是很严重的问题，因为它们不仅会影响通信稳定性，还可能损坏设备。如果要在PC机上通过串口进行RS485通信，可以选择防浪涌带隔离转换器或直接使用PCI多串口卡。
然后，我们来探讨一下Modbus通信协议。这是一个广泛应用于电子设备间通讯的一种标准化语言，它使得不同厂商生产的大量控制设备可以互联互通，从而形成一个统一管理平台。Modbus定义了一套消息结构，使得请求访问设备以及响应这些请求变得简单明了，同时也能检测错误并记录下来。
Modbus有几个显著特点：首先，它是免费开放的，没有版权限制，因此任何人都可以无限制地使用它；其次，它可以与多种不同的电气接口（如RS-232、RS-485）结合，并且能够在各种介质上传送信息，如双绞线、光纤甚至无线网络。此外，Modbus帧格式简洁，便于用户理解和操作，同时对于厂商来说开发也非常方便。
最后，让我们看看Modbus如何处理寄存器类型以及数据格式。在这里，有四种基本类型：线圈状态用于输出端口，可读写；离散输入状态用于输入端口，只读不可写；保持寄存器用于运行时设置参数，可读写；输入寄存器用于从外部获取参数，只读不可写。此外，还有单个写入、多个写入和读取操作，而功能码则分为位操作指令和字节操作指令，以满足不同的需求。
