MODBUS协议-蓄电池组在线监测.doc

蓄电池组在线监测装置
MODBUS通信协议

1MODBUS通信协议原理

2物理层接口
蓄电池组在线监测装置，采用RS485线路进行通信。

3Modbus串行数据链路层协议
3.1Modbus主站/从站协议原理
Modbus串行链路协议是一个主-从协议。在同一时刻，只有一个主节点连接于总线，一个或多个子节点(最大编号为247)连接于同一个串行总线。Modbus通信总是由主节点发起。子节点在没
有收到来自主节点的请求时，从不会发送数据。子节点之间从不会互相通信。主节点在同一时刻只
会发起一个Modbus事务处理。
主节点以两种模式对子节点发出Modbus请求:
在单播模式，主节点以特定地址访问某个子节点，子节点接到并处理完请求后，子节点向主节
点返回一个报文(一个'应答')。在这种模式，一个Modbus事务处理包含2个报文：一个来自主节点的请求，一个来自子节点的应答。
每个子节点必须有唯一的地址(1到247)，这样才能区别于其它节点被独立的寻址。
在广播模式，主节点向所有的子节点发送请求。
对于主节点广播的请求没有应答返回。广播请求一般用于写命令。所有设备必须接受广播模式的写
功能。地址0是专门用于表示广播数据的。
单播和广播模式的区别在一个多点的结构下(如RS485)更加易于理解。

3.2Modbus地址规则

Modbus寻址空间有256个不同地址。
01～4755～248广播地址子节点单独地址保留
Modbus主节点没有地址，只有子节点必须有一个地址。该地址必须在Modbus串行总线上唯
一。

图解如下：

3.3串行链路数据帧格式
3.3.1Modbus帧描述
MODBUS协议定义了一个与基础通信层无关的简单协议数据单元（PDU）。特定总线或网络上
的MODBUS协议映射能够在应用数据单元（ADU）上引入一些附加域。

表3-2数据帧格式表
字段字节数描述设备地址1BYTE型数据，对象的地址。范围1~247。每组蓄电池分配
一个访问地址，默认情况下组1地址为1，组2地址为组1
地址加1，以此类推。监测多少组蓄电池，就占用连续的多
少个地址。组1地址可以前台修改，相应组2地址也会在组
1地址上增1。功能码1BYTE型数据。见“命令解析”。正常情况下发送和应答的
功能码一致，异常情况下参见“异常应答机制”。数据区N见“命令解析”。校验2CRC16校验，校验生成函数参考附录七。帧格式图解

在Modbus串行链路，地址域只含有子节点地址。
如前文所述，合法的子节点地址为十进制0–247。每个子设备被赋予1–247范围中的地址。
主节点通过将子节点的地址放到报文的地址域对子节点寻址。当子节点返回应答时，它将自己的地
址放到应答报文的地址域以让主节点知道哪个子节点在回答。
功能码指明服务器要执行的动作。功能码后面可跟有表示含有请求和响应参数的数据域。
错误检验域是对报文内容执行"冗余校验"的计算结果。根据不同的传输模式(RTUorASCII)
使用两种不同的计算方法。

4.串行传输模式RTU
它定义了报文域的位内容在线路上串行的传送。它确定了信息如何打包为报文和解码。
Modbus串行链路上所有设备的传输模式(和串行口参数)必须相同。
4.1RTU传输模式
串行链路上第一个MODBUS执行的长度约束限制了MODBUSPDU大小（最大RS485ADU=256
字节）。
因此，对串行链路通信来说，MODBUSPDU=256-服务器地址（1字节）-CRC（2字节）＝253
字节。帧描述:

ModbusRTU帧最大为256字节。

4.2Modbus报文RTU帧

由发送设备将Modbus报文构造为带有已知起始和结束标记的帧。这使设备可以在报文的开始接收
新帧，并且知道何时报文结束。不完整的报文必须能够被检测到而错误标志必须作为结果被设置。
在RTU模式，报文帧由时长至少为3.5个字符时间的空闲间隔区分。在后续的部分，这个时间区
间被称作t3.5。

整个报文帧必须以连续的字符流发送。
如果两个字符之间的空闲间隔大于1.5个字符时间，则报文帧被认为不完整应该被接收节点丢弃。

串通讯的数据帧格式图解

4.3.1///*****************串口传输设置********************
蓄电池组在线监测装置，采用RS485线路进行通信。串口通信输出格式为：1位起始位，8位数据位，1位停止位，奇校验。默认波特率为2400bps，可调节为1200bps,2400bps,4800bps,9600bps。
编码系统:8–位二进制
报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字符(0–9，A–F)
BitsperByte:1起始位
8数据位，首先发