MODBUS通信协议是什么标准协议?

   2023-01-01 15:11:07 网络980
核心提示:ModBus协议是应用层报文传输协议。1、Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工

MODBUS通信协议是什么标准协议?

ModBus协议是应用层报文传输协议。

1、Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。

2、此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如何回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

3、当在一Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

通信行业保密协议

本文主要是给大家梳理一下目前市面上常用的一些无线通讯协议标准,帮助大家了解一下不同的无线网络技术由来和各自特点。

首先说一下IEEE 802.15.4,IEEE 802.15.4是一种技术标准,目前常用的无线通讯协议大多数是在802.15.4标准规定的底层协议基础上,开发的上层协议而演变出来的,它规定了低速率无线个域网 (LR-WPAN)的 物理层 和 媒体访问控制 ,并由 IEEE 802.15 工作组维护,该工作组在2003年定义了该标准。它是 Zigbee 的基础,另外像诸如 ISA100.11a , WirelessHART ,WIA-PA , 6LoWPAN 和 SNAP 规范,每个标准规范都是通过开发IEEE 802.15.4中未定义的上层进一步扩展了标准。类似于以上几种协议标准,Lora是基于IEEE802.15.4g标准进行了上层标准的扩展定义,而IEEE802.15.4g是在IEEE802.15.4基础上对物理层和MAC层做了调整。除此之外wifi是基于IEEE802.11b标准创建的一种无线局域网技术,通常使用2.4G UHF或者5G SHF ISM射频频段。IEEE 802.15.1是由 IEEE 制定的一种蓝牙无线通信规范标准,应用于无线个人区域网(WPAN)。可以说原版IEEE802.15.1来源于蓝牙规范并与蓝牙1.1完全兼容使用。

接下来我们详细说一下目前在工业物联网和消费电子领域应用比较广泛的几种无线技术,有ZigBee、WirelessHart、WIA-PA、Lora、WiFi、蓝牙bluetooth、NB-IOT、BeeLPW-T。

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。在工业领域的典型应用是中国油气田生产物联网自动化采集控制设备规范中明确物理层、链路层、网络层采用ZigBee通讯协议,应用层通讯采用A11-GRM通讯协议。

WirelessHART是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准,满足了工业工厂对于可靠、强劲、安全的无线通讯方式的迫切需求。作为HART7技术规范的一部分,除了保持现有HART设备、命令和工具的能力,它增加了HART协议的无线能力。国际电工委员会于2010年4月批准发布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591(Ed.1.0),是第一个过程自动化领域的无线 传感器 网络国际标准。该网络同样使用运行在2.4GHz频段上的无线电IEEE802.15.4标准,采用直接序列扩频(DSSS)、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址同步、网络上设备间延控通信等技术,WirelessHART标准协议主要应用于工厂自动化领域和过程自动化领域,弥补了高可靠、低功耗及低成本的工业无线通信市场的空缺。典型应用以Emerson为例,从2010年就已经开始供应WirelessHART兼容产品,从压力、流量、液位、温度、振动、pH测量等各类仪表变送器到网关节点等,逐渐有了品类齐全的无线类工业仪表产品系列。

WIA-PA标准是具有我国自主知识产权、符合我国工业应用国情的一种无线标准体系,2008年10月,该规范获得了国际电工委员会(IEC)全体成员国96%的投票,成为与Wireless HART被同时承认的两个国际标准化文件之一。WIA-PA同样基于IEEE802.15.4标准,通讯速率250kbps,频段2.4GHz,工业室内通讯距离200m,室外环境可达800m,数据可靠性大于99%,自适应跳频技术,避免干扰,冗余路由技术,自组织修复网络。同时支持HART命令,兼容WirelessHART标准。典型应用是中科院沈阳自动化研究所提供技术支持参与合作的在国内辽河油田、吉林油田、大庆油田、新疆油田等现场的远程油井监测控制系统。

LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线协议,基于IEEE 802.15.4g标准,它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。Lora的工作频率在ISM 频段,包括433、868、915 MHz。

WiFi俗称无线宽带,又叫802.11b标准,工作在2.4GHz或者5GHz频段,最高传输速率能达到11Mbps,网络覆盖范围最高可达300m,适合办公室和楼内区域使用。由于WiFi技术在结构上与以太网完全一致,所以能够将WLAN集成到已有的宽带网络中,也能够将已有的宽带业务集成到WLAN中,这样,就可以利用已有的宽带有线接入资源,迅速地部署WLAN网络,形成无缝覆盖。

蓝牙是一种短距离无线通信的技术规范,它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线线缆连接。在制定蓝牙规范之初,就建立了统一全球的目标,向全球公开发布工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学(ISM)频段。从目前的应用看,蓝牙体积小、功率低,其应用早已不局限于计算机外设,可以集成到任何数字设备中,尤其是对数据传输速率要求不高的移动设备。蓝牙有几大特点,一是全球范围适用,无需申请许可证,二是同时可传输语音和数据,三是可以建立临时性对等连接,四是具有很好的抗干扰能力。

窄带物联网(NB-IOT)是国际移动通信标准化组织为了应对日渐强烈的物联网需求,制订的一个新的蜂窝物联网的标准(CIOT),这个新标准要实现超强覆盖、超低功耗、超低成本、超大连接。NB-IOT是一个空中接口标准,主要是用在终端与基站之间的约定,包括物理层和数据链路层的一些设计规定。NB-IoT构建于 蜂窝网络 ,只消耗大约180kHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

BeeLPW-T是必创科技聚焦工业场景应用,基于IEEE802.15.4标准自主开发的一种无线通信协议,具有同步精度高、功耗低、网络自恢复等优点。大容量的同步网络节点数量和多跳能力,可为工业现场的网络覆盖及节点架设提供强大的网络协议支撑。该协议具有的天然物联网基因,能以更优的功耗将传感器的感知层数据传输至云端,较往代产品效率提高近四倍。

1、更高速灵敏的反馈

基于高精度的网络同步性能,所有设备可以工作在最优的功耗状态下,保持全网秒级的响应速度,可以满足绝大多数尤其是具有边缘计算能力低功耗设备的需求。

2、更丰富的应用方式

同步网络下的节点,真正实现协同工作,赋予数据在无线应用中时间的属性,无论星型,树状等网络模式,均可满足各种设备密度、覆盖距离的应用要求。

3、更低的维护成本

协议可以随意切换周期采样及大数据采集状态 ,针对不同工况及应用需要,兼容有线状态分析系统的采集需求;时间同步及低功耗设计,在确保网络运行精准的同时,降低了设备的无效工作时间,使得设备整体更加简练、高效。更低的功耗,可改善设备的维护周期,降低维护难度和平均维护成本,为客户提供一个安心可靠并几近无感的防护体验。

最后附表总结一下几种典型无线技术标准的特点区别:

 NB-IOTLoRaZigbeeWIFIbluetoothBeeLPW-TWIAPA

组网方式基于现有蜂窝组网基于LoRa网关基于Zigbee网关基于无线路由器基于蓝牙Mesh网关基于BeeLPW-T网关基于WIA-PA网关

网络部署方式节点节点+网关

受现场遮挡影响

节点+网关节点+路由器节点-节点节点+中继+网关节点+中继+网关

传输距离远距离,基站覆盖10公里以上远距离,可达十几公里短距离

10-100m

短距离50米10米不含中继200m不含中继200m

单网接入节点容量约20万理论约6万,实际500-5000理论6万,一般200-500个约50个理论6万理论5000通道理论6万,一般200-500个

电池续航理论10年/AA电池理论10年/AA电池理论约2年/AA电池数小时数天理论约2年/AA电池理论约2年/AA电池

成本30-70元30-40元5-15元模块约7-8s小于10元  

频段License频段

运营商频段

unLicense频段

Sub-GHZ(433/868/915MHz)

unLicense频段

2.4GHz

2.4G和5G2.4GunLicense频段

2.4GHz

unLicense频段

2.4GHz

传输速度理论160kbps-250kbps

实际小于100kbps

0.3-50kbps理论250kbps,实际小于100kbps2.4G:1-11Mbps

5G:1-500Mbps

1M理论250kbps理论250kbps

网络时延6-10sTBD<1s<1s<1s<1s<1s

适合领域户外户外,工厂工厂,室内办公室,工厂移动设备工厂,车间工厂,车间

联网所需时间3 30ms3s10s3s3s

标准modbus通讯协议有哪些?

甲方:xx-xxx-xxx-x(以下简称甲方)

乙方:xx-xxx-xxx-x(以下简称乙方)

双方就前述事宜中所涉及的保密信息达成以下一致:

1. 本协议所称“保密信息”是指:甲方基站基础数据和信息等。包括但不限于:任何甲方不欲公开的观点、发现、发明、公式、程序、计划、图表、模型、参数、数据、标准和专有技术秘密,和/或其中的任何知识产权。

2. 甲方向乙方提供保密信息的行为不构成向乙方授予任何与保密信息相关的专利权、专利申请权、商标权、著作权、商业秘密或其它的知识产权。

3. 乙方承诺仅为目的.使用保密信息,不为任何其他目的使用保密信息。

4. 乙方对保密信息的使用应当满足下列要求:乙方应遵守甲方制定的《xx-xxx公司工程期间网络与信息安全管理办法v1.0.0》《客户信息保密管理细则》等)。

5. 未经甲方的事先书面批准,乙方不得以任何形式或任何方式将保密信息和/或其中的任何部分,披露或透露给任何第三方。乙方有义务妥善保管保密信息,不得复制、泄漏或遗失。乙方亦不得依据保密信息,就任何问题,向任何第三方做出任何建议。

6. 甲方同意乙方有权向其职员透露或使其接触保密信息和/或其中的任何部分,范围是这些职员应是在设备调测与维护期间需要使用保密信息的人员,前提是乙方向职员透露或使其接触保密信息前已经从该职员获得了至少与本协议保密义务一样严格的保密承诺。

7. 乙方的职员违背保密承诺,未按照本协议的规定使用保密信息或向第三方披露保密信息,或依据该等保密信息向第三方做出任何建议,都被视为乙方违反本协议。

8. 如任何一方违反本协议,违约方应按照《中华人民共和国合同法》的相关规定承担违约责任。

9. 甲方保留在甲方认为必要的情况下收回所提供的保密信息及其使用权的权利。

10. 凡因执行本协议所发生的或与本协议有关的一切争议,双方应通过友好协商解决。如果协商不能解决时,申请西安仲裁委员会依其仲裁时现行有效的仲裁规则进行。

11. 本保密协议对双方和各自所属/关联公司、机构都具有约束力。

12. 对于本协议条款的修改,只有经双方授权的代表书面签署后方可生效并对双方具有约束力。

13. 本协议规定的保密责任的期限为自本协议生效之日起至本协议终止之日止。

14. 本协议自双方签字盖章之日起生效,有效期至 2015 年 1月 1日。

15. 本协议壹式4份,甲乙双方各执2份,具有同等法律效力。

甲方:xx-xxx-xxx-x 乙方:xx-xxx-xxx-x

签字:__ __签字:

日期: 年月日 日期: 年月日

通信协议有哪几种

Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU最常用,比较简单,在单片机上很容易实现。

1、报文

一个报文就是一帧数据,一个数据帧就一个报文: 指的是一串完整的指令数据,就像上面的一串数据。

2、CRC校验

意义:例如98 04  是数据(01 06 00 01 00 17)通过一算法计算出来的结果,其实就像是计算累加和那样。(累加和:就是010600010017加起来的值,然后它的算法就是加法)。

3、功能号

意义:modbus 定义。

作用:指示具体的操作。

扩展资料

大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485物理层进行。

对于串行连接,存在两个变种,它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。Modbus RTU是一种紧凑的,采用二进制表示数据的方式,Modbus ASCII是一种人类可读的,冗长的表示方式。这两个变种都使用串行通信(serial communication)方式。

RTU格式后续的命令/数据带有循环冗余校验的校验和,而ASCII格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为RTU变种的节点不会和设置为ASCII变种的节点通信,反之亦然。

对于通过TCP/IP(例如以太网)的连接,存在多个Modbus/TCP变种,这种方式不需要校验和计算。

对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的,只有封装方式是不同的。

Modbus有一个扩展版本Modbus Plus(Modbus+或者MB+),不过此协议是Modicon专有的,和Modbus不同。

它需要一个专门的协处理器来处理类似HDLC的高速令牌旋转。它使用1Mbit/s的双绞线,并且每个节点都有转换隔离装置,是一种采用转换/边缘触发而不是电压/水平触发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口,通常是支持ISA(SA85),PCI或者PMCIA总线的板卡。

参考资料来源:百度百科-Modbus通讯协议

在局域网中,通信协议也是比较多的,但常见的主要有三种,分别是TCPIP、NETBEUI和IPXISPX三种协议,而且需要了解的是,每种协议的应用环境也是不同的。

对于工业通信协议来说,种类也是比较多的,常见的主要有四种,分别是modbus ,RS-232、RS-4685、HART四种协议,除此之外还有MPI、串口通信、PROFIBUS,工业以太网等协议。

以上就是关于MODBUS通信协议是什么标准协议?全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

 
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