Modbus协议通信经验

1. Modbus相关概念，网上一大堆，可以参考外文网站http://www.simplymodbus.ca/TCPclient.htm

2. Modubs协议属于数据链路层协议，即在物理层基础之上实现原始比特的可靠传输。

     比如物理层的通信媒介为485，那么原始比特传输一般是1个起始位，8个数据位，2个停止位，有无校验位都可。为了实现可靠传输，需要数据链路协议收发帧。

3. Modbus协议基于485总线上发送数据时，一般首先发送最高字节，比如发送0x6789，先发送0x67，再发送0x89.

4. modbus分为RTU、ASCII、TCPIP三大类，一般使用RTU通讯方式。

5. 由于Modbus的04或03功能码一个寄存器占用2个字节数据，如果传输float型数据时，float是4个字节，需要在协议中规定偏移和系数得到浮点值。比如传浮点值F，那么就可以规定此值偏移为b， 系数为k，传的两个字节数据组合后的值为x，那么F=k（x+b）。通过这样的方式，使2个字节表示了4个字节的float数据.

6. 如果Modbus采用一问一答方式，主机发起请求，从机执行请求并且应答。由于此协议没有结束标记，因此收发双方靠时延确定是否接收完成。请求或应答消息帧前后必须以3.5个以上的字符时间以间隔：

起始空闲（至少3.5个字符空闲）

消息帧

结束空闲（至少3.5个字符空闲）

       消息帧发送前必须距上一帧消息间隔有3.5个字符时间的空闲，而在发完最后一个字符后，也必须以至少3.5个字符时间的空闲停顿表示消息的结束。也就是要保证两个帧间的间隔至少大于3.5个字符的空闲时间。可以通过这个来决定是否一帧数据收完。

       整个消息帧必须作为一连续的流转输，如果在一个消息帧中间，两个字符间有超过1.5个字符时间的停顿时间，则接收方可以认为本帧错误。

3.5个和1.5个的字符空闲时间与通信波特率有关，计算方法如下：

1.5个字符间隔 = 1 / 9600 * 11 * 1.5 * 1000 = 1.7ms

3.5个字符间隔 = 1 / 9600 * 11 * 3.5 * 1000 = 4.01ms

      上面假定波特率为9600，波特率含义是每秒传输的二进制位的个数，比如9600bps，意思就是说每1秒（也就是1000毫秒）传输9600个位，11表示RS485原始比特传输一个起始位、8个数据位、1个停止位、1个校验位，11*1.5表示1.5个字符有多少位，由于每一位需要1000/9600毫秒，那么1.5个字符就需要（11*1.5）*（1000/9600）毫秒。

     一个modbus协议帧最长255字节，那么最长帧传输时间为255*1.7=433ms，假如一个协议帧长度为45字节，那么最长协议帧为45*1.7=76.5ms。如果把超时时间设置为传输时间的5~10倍，比如350ms。主机发起请求后，若从机300ms内未应答，则可以认为本次请求失败。