解密工业网络RS485与Modbus通信协议的秘密探索CAN通讯与485通讯的双重魔力
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。最初使用的是RS232接口，但由于其对环境干扰敏感性较高，导致信号传输错误的问题。为了解决这一问题，1979年施耐德电气提出了Modbus协议，现在RS485通信中广泛采用了这个协议。在了解这些技术之前，让我们先探索一下RS485与Modbus通信协议背后的故事。
【RS485通信】
首先，我们来看一下RS232，它虽然早于RS485诞生，但也存在一些不足之处：1) 信号电平值过高，易损坏芯片，并且不兼容TTL电平；2) 共地模式传输容易产生干扰，对抗干扰性能较弱；3) 传输距离和速率都有限，只能两点之间进行通信，不适合多机联网。
针对这些缺陷，出现了新的接口标准，如RS485。它具有以下优点：1) 逻辑“1”以两线间的电压差表示，与TTL兼容；2) 数据传输速度快，可达10Mbps以上，加强了抗干扰能力；3) 传输距离可达1200米左右，但需要注意速率与距离的关系，以保持最佳效果；4) 可实现总线式网络，上限32个设备，可以主从结构工作。
然而，在实际应用中，如果忽略信号地的连接，就会面临共模干扰和EMI问题。这可能导致系统稳定性下降甚至设备损坏。在PC上升级为支持RS485的情况下，可以通过转换器或专用PCI卡来实现这一需求。
【Modbus通信协议】
Modbus是一个广泛认可的工业标准，用以促进不同厂商产品间的沟通。它定义了一种消息格式，使得请求访问设备过程、回应来自设备请求以及检测错误并记录变得统一化。这种开放性使得用户可以无需支付许可费就能使用，而支持者超过400家，有超过600种产品支持这项技术。
此外，Modbus能够适配多种物理层，如RS-232、RS-485，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤或无线等，其帧格式简单易懂，使得开发者使用更为便捷。此外，它还包括寄存器类型说明（如读写操作）、通讯数据格式以及功能码简述，为用户提供了一个清晰明确的框架来理解如何有效地利用该协议进行数据交换。