Modbus RTU通信协议详解以及与Modbus TCP通信协议之间的区别和联系

您好，Modbus-RTU是Modbus-TCP通信协议的一部分，另外一部分属于Modbus-ASCLL。这是一种通讯方式，适合不同的场合，Modbus-RTU适合传输数据，Modbus-TCP通信协议更适合传输字符，谢谢。

一、对设备进行接入评估，确定设备数据是否可以被采集
一般来说，目前大多数工厂都已经实现了自动化能力，设备通过PLC、CNC等仪表仪器进行数据展示获取，因此对于这部分设备来说，想要实现联网，可以用工业网关进行接入。
以Ruff物联网智能网关为例，Ruff网关与车间设备PLC连接，并将数据进行协议转化和处理后发送到云端，其中涉及到的主要连接协议包括Modbus-RTU等传输协议，而自动化数据采集方式则包括通讯串口、以太网、RS-485等。
当网关进行顺利的连接之后，网关的一端进行设备PLC数据的采集，采集到本地之后，网关会进行初步的数据筛选和处理，将由价值的数据再从另一端口上传到云端或者客户指定的服务器上，从而实现设备数据的采集和传输。
同时，也会遇到另外一种情况，就是工厂的设备完全没有自动化的能力，纯粹属于一台物理机器，如果想要实现联网，则需要借助传感器来实现，用传感器来采集设备的各维度数据，再通过网关进行采集和传输。
二、设备数据联网，实现生产过程实时监控
当设备数据通过工业网关采集上传到云端或者服务器之后，下一步骤就是针对这批设备数据进行分析处理。
以设备宝为例，采集上来的数据可以立马获取工厂生产监控情况及设备异常告警信息，包括实时查看生产线的运行状况及产量信息，实现对工厂生产状况的实时监控。此外，工厂管理者也可以通过手机端远程查看生产状况，保证工厂的实时运行情况都被监控和管理。
除了生产信息获取，设备的异常监控也可以通过设备联网实现。联网之后，通过物联网技术手段，可以将设备的各项标准参数数据进行监控，超过标准范围的异常数据将被预警，管理者通过手机端获取异常预警通知，从而避免意外故障带来的生产损失。
目前，大多数工厂都选了IoT云平台来存储及处理设备数据，例如百度云针对物联网领域推出的天工物联网平台，就是一站式全托管的物联网云平台，实现设备数据的处理计算、存储以及可视化的展示与分析等。
而如果客户针对设备数据具有高度安全性保密性要求，也可以采取私有化部署的方式，进行数据的存储与管理。
三、终端化设备数据展示，实现工厂管理数字化
设备数据从PLC到网关，再从网关到云端，最后云端经过处理分析之后，再把数据展示到终端设备上，比如手机端、PC端、LED大屏等等。
当数据通过云平台的分析处理之后，我们通常可以获取工厂生产统计信息、生产效率信息以及工段或车间数据对比等工厂生产信息。
以生产统计为例，工厂管理者可以通过手机端的APP获取到生产效率统计信息，包括设备生产线的开机率、停机时长、停机次数等实时统计，从而判断工厂生产效率水平及影响生产效率的原因。
其次可以获取工厂产量统计信息，包括生产产量、良品率以及各个班组、产品规格等实时精确统计，保证生产计划的实时交付及工人考核的精确性。
目前，终端数据展示主要以手机端和PC端两种形式为主，在一些工厂的车间及生产线上，也会有生产看板大屏，工厂管理者既可以通过手机端进行实时查看工厂各项数据，也可以通过现场生产看板进行当前生产数据查看。

工业物联网无线数据采集系统，是一套基于信立 XLSN无线传感器网络技术的，具有终端数据采集，无线数据传输和数据应用分析等多功能的智能化数据采集和监控系统，它在市政供排水管网、供汽管网、热力管网、石油天然气管网、地下管沟监控；游泳池水箱水塔液位、大坝、河道水位、泵房浸水监控；蔬菜蘑菇、针金菇、水果、花卉、育苗等农业大棚智能环境监控；畜牧、家禽、水产等农业养殖智能环境监控；化工危化品石油天然气储罐区、电池、面粉仓库智能环境监控；电信机房、实验室、医院药房、生产车间、冷柜冰箱、图书馆、博物馆、档案室、粮库、烟草、酒糟酒曲酒窖等仓储馆藏智能环境监控；社区楼宇、港口工业园区、公园景区、校园广场、超市商场等大气环境质量智能监控；发动机、变频器等生产机器设备运行状态、仪器仪表能耗及生产缺料的智能监控等多个领域有着广泛的应用。
近年来，工业物联网无线数据采集系统的发展趋势是简化终端结构，在数据采集终端与主机之间采用无线通信，以代替复杂、不灵活的现场布线。该阶段数据采集系统采用更先进的模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可以扩展或修改系统，满足不同领域的需要。基于XLSN无线传感器网络24GHz或433MHz模块技术、MES制造执行系统技术及无线传感器、无线测控装置RTU等的智能制造工厂生产车间无线数据采集系统是工业物联网无线数据采集系统的典型应用案例。

在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，我们经常会看到或者听到“RS-485“与“Modbus”结伴出现，可你真的了解这两者是什么，又有着什么样的联系吗？
RS-485其实是一个物理接口，相当于硬件；Modbus则是一种国际标准的通讯协议，用于在不同的设备之间交换数据，所谓Modbus通讯协议，就好比我们人类的语言，相当于软件。
两台设备通过Modbus通讯协议进行数据传输，最开始使用的是RS-232C作为硬件接口，但是在工业生产中，各设备之间往往分布距离远且方位各异，而RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线，所以逐渐成为了工业领域中常用的接口标准。
RS-485是物理通信层的标准接口，是一种信号传输方法，具有传输速度快、距离远、抗干扰能力强、可以挂接多台设备等优势：
1 采用差分信号正逻辑，逻辑“1”以两线间的电压差为+（2~6）V表示；逻辑”0“以两线间的电压差为-（2~6）V表示。接口信号电平降低，不易损坏接口电路的芯片， 与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。
2 RS-485通讯速度快，数据最高传输速率为10Mbps，并且RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强。
3 RS-485的传输速率与传输距离成反比，传输速率越低，传输距离越长。RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，进行组网通讯。
但是RS-485作为硬件层协议，只定义了0、1的逻辑，而没有解释其含义，这时候就需要用到软件层协议了。Modbus就是用来解释这些0101代码的含义的，只有按照Modbus协议的规定去发送代码，不同的设备之间才能进行明确的交流。
Modbus通信协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，通过这项协议，控制器与控制器之间、控制器与设备之间可以进行通信。它已经成为一种通用的工业标准，通过它，不同厂商生产的控制设备也可以连成工业网络，进行集中监控。
此协议定义了一个控制器能认识使用的信息结构，描述了一个控制器请求访问其他设备的过程，以及如何回应来自其他设备的请求、怎样侦测错误并记录。
目前，Modbus可以通过下列三种通信方式实现：
1、以太网方式：对应的传输模式是Modbus TCP，通讯介质包括5类/6类网线或光纤等；
2、异步串行口方式：对应的传输模式是Modbus RTU、ASCII，各种通讯介质包括有线的RS-232/422/485、光纤、无线等；
3、高速令牌传递方式：对应的传输模式是Modbus PLUS，通讯介质包括双绞线、同轴电缆等。
工业生产中不同设备通过RS-485串联起来，组成物物相连的网络，再依靠Modbus协议接入网络，各设备之间进行互联互通，实现系统的集中监控，分散控制的功能，推动了工业自动化的发展。

modbus tru是与modbus ASCII相比较来说的，前者是通过二进制数码进行传送，后者是通过ASCII字符方式传送，除此之外没有区别。MODBUS指令和数据既可以通过串口实现通讯，也可以通过以太网实现通讯，通讯方式不同，数据格式完全相同，MODBUS TCP就是在以太网上进行MODBUS通讯，同样也可以采用RTU和ASCII两种方式。

modbus网关是工业自动化系统的一个网络集线器通信协议转换设备，下与智能仪表连接，将下位仪表的数据采集到modbus网关，上与计算机网络连接，按Modbus Tcp协议规约与网络计算机通信。
DTU、RTU、智能网关,就是这样的“关口”。 DTU是串口数据与IP数据相互转化的装置,RTU是在DTU的基础上,具备控制功能,能够采集模拟量和开关量的输入与输出入

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