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1.3 Modbus的总体描述和应用
Modbus是1979年由Modicon公司首次提出的一种通讯协议，最先应用于工业领域中的控制设备上，主要是该公司开发的PLC可编程控制器。Modbus是一种串行的、非同步的通讯脚议[9]，此脚议不需要特别的接口，典型的物理接口是RS485[10]，该通讯协议是一种标准的、开放的、完善的工业标准，广泛应用于工业自动化领域，仪器、设备以及控制器之间经由网络，通过该协议进行信息数据交换，从而实现资源共享。
Modbus协议定义了一种独立于物理层介质的数据帧结构，控制器管设备通信的网络类型都能够对其识别和使用，因此Modbus具有非常良好的适用性。MODICON公司将其发展成为标准Modbus接口和Modbus plus网络，同时进一步扩展到了MAP、以太网等各种网络应用。当Modbus协议应用在标准Modbus网络时，将被直接传送；而当应用在其他网络时，Modbus协议将被植入该网络的通信数据帧结构中发送，MODICON公司为此提供了专门的适配器和嵌入式芯片，从而进行数据转换工作[11]。
因为Modbus协议具有良好的适用性，已经广泛应用于各个方面，如风力发电机监控系统中TSwin． net 软件的HMI 设计 [12]、远程监控系统的硬件和软件设计 [13]、工控上位机（PC）与下位机（PLC）之间的通信 [14]、网络化电力传动船舶监控系统[15]、楼宇自动化系统（BAS） [16]、自动化监控系统 [17]等。
通信协议的作用是使信息和资料能在上位机（主机）和设备之间有效地传递，包括：
1）允许主站访问和设定所接设备的保护定值；
2）允许访问所有设备测量的数据和事件记录。
Modbus协议采用主/从通信方式，主机向从机发送数据请求，从机接收到数据请求后对其进行分析，若数据信息是正确的，则从机向主机发送数据，以此来响应请求。主机也可以直接向从机发送信息，以此来修改从机的数据，从而实现Modbus主/从双向读写。Modbus协议有两种传输模式：ASCII模式和RTU模式。在Modbus协议中，物理层没有被规定[18]，而协议定义了一种能够被控制器正确辨认并使用的数据帧消息结构。
Modbus作为一种应用层报文传输协议[19]，属于OSI模型的第七层，当设备运行在不同类型总线或者网络上时，可以获得Modbus提供的客户机/服务器类型的通讯服务。到现在为止，用于实现Modbus通信的方法有如下三种，如图1.1所示：
1）通过以太网TCP/IP；
2）通过各种介质（如EIA/TIA232/485等）实现异步串行传输；
3）Modbus PLUS[20]，一种高速令牌传递网络。
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