RS-485总线和Modbus通信协议的关系

一、RS-485总线

RS-485总线技术只是规定了接口的电气标准，并没有规定RS-485接口的电缆，插件以及通信协议，只是OSI规范中物理层的一个标准，RS-485总线采用差分平衡传输方式。由于RS-485总线并没有规定通信协议，有很多厂家自己推出基于RS-485总线的通信协议。RS-485总线支持点对多点通信模式，而其没有数据冲突检测解决机制，所以数据冲突的问题都是依靠主机来解决，通过主机对整个系统进行全方位的控制，避免数据冲突的产生，一般而言，由于必须通过主机进行控制以避免数据冲突，所以由于RS485总线组网，在通信协议中是使用一主多从的通信方式。
1、RS-485通信距离：
RS-485最大的通信距离约为1219m，最大传输速率为10Mbps，传输速率与传输距离成反比，在100KbpS的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。
2、RS-485支持结点：
RS-485通讯中一个串口可以控制多少个设备的问题是与该485网络中的电气特性和协议特性所决定的。所谓电气特性就是指的是要保证485网络中的特征阻抗在允许的范围内，应该是120欧姆左右，连接的设备越多，特征阻抗越小，所以一般在485网络中一般都要加120欧姆的终端电阻。

二、Modbus通信协议

Modbus通信协议是由modicon公司推出的，定义了一种数据传输的规范。协议采用的是主从通信模式（Master/Slave通信模式）。协议的应用主要有三种：Modbus RTU,Modbus ASCII 和Modbus TCP三种，其中Modbus RTU与Modbus ASCII均为支持RS-485总线的通信协议，Modbus TCP是支持以太网的通信协议，在工业现场一般都是采用Modbus RTU协议，一般而言，大家说的基于串口通信的Modbus通信协议都是指Modbus RTU通信协议。
1、Modbus RTU通信协议格式：
RTU协议中的指令由地址码(一个字节），功能码（一个字节），起始地址（两个字节），数据（N个字节），校验码（两个字节）五个部分组成，其中数据又由数据长度（两个字节，表示的是寄存器个数，假定内容为M）和数据正文（M乘以2个字节）组成，而RTU协议是采用3.5个字节的空闲时间作为指令的起始和结束。

由于协议中地址码是一个字节，则理论上modbus最大可支持的结点为1~255个，但协议官网文档中说明最大只支持247个结点。

三、RS-485与Modbus的关系

RS-485总线只是规定了接口的电气标准，并没有规定应用层的通信协议，所以很多公司都是自定义基于RS-485总线的应用层通讯协议。而modbus通信协议则是基于RS-485总线上的标准应用层的协议。

四、参考文档

http://blog.csdn.net/derryzhang/article/details/5004761
http://www.modbustools.com/modbus.html
http://www.cnblogs.com/dengxiaojun/p/4399232.html
https://github.com/aguegu/stm32-modbus //在github上边有基于STM32的源代码，还没有时间去研究。

by 羊羊得亿
2017-11-04 ShenZhen