Modbus与TCPIP协议转换器的设计
２．１ ｕＣ／ＯＳ—ｆＩ操作系统
为了能够对现场设备做出实时反馈，并且实现对多
本刊邮箱：ｅｔａ＠ｎｃｓｅ．ｃｏｍ．ｃｎ
１４ｌ
。露夔鬈焦
任务有较高要求的 性能，本系统选用灿Ｃ／ＯＳ—ＩＩ多任务 实时操作系统。另外，有源代码、易移植性、可剥夺性、
成员（共４Ｂ）。这些数据成员的引入方便了驱动程序的设 计。发送数据包的格式是８０２．３帻的真子集。如图４所示。
区别的特征。主要的四个表是：
输入开关量
单个位，由Ｉ／Ｏ系统提供，只读
输出开关量
单个位，通过应用程序可变，读写
输入寄存器
１６位量，由Ｉ／Ｏ系统提供，只读
输出寄存器
１６位量，通过应用程序可变，读写
电路板上电后，ＡＲＭ芯片的串行端口不断侦测网络
总线。当第一个域（地址域）接收到，对其进行解码，以
判断是否发给自己。如果地址符合，则接收此帧数据；反 之，则丢弃。当有至少３．５个字符时间的停顿后，标定了 此次消息帧传送的结束。一个新的消息可在此停顿后开 始。在接收的时候，为了尽可能地不丢帧、不出现帧错
ＴＣＰ、ＩＰ、Ｅｔｌｌ咖ｅｔ包头，逐层的向下传，最后把整合后的
数据通过ＤＭＡ方式存放于以（ｏｘ４０００或０】【４６００）为起始 地址的缓冲区，作为数据包发送出去。在发送数据包的 过程中，要不断检测发送的状态，适时地进行重发（重发 次数设为６次）。此时，转换器作为主动连接端和主动断 开端。
应用程序调用发送函数
为了能跟上网络自动化的潮流而不失去竞争优势， 必须建立高效率的数据采集、生产监控、即时成本管理 的联网系统。本文介绍的这一款协议转换器，可以将多 个串口设备连接并能将串口数据流进行选择和处理，把 现有的ＲＳ一４８５接口的串行数据转化成遵循Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ协议的数据，这样就能将传统的串行数据送上流行
以太网协议不止一种，此转换器选用８０２．３。它的帧 结构如图２所示。物理信道上的收发操作均使用这个帧 格式。其中，前导序列、帧起始位、ＣＲＣ校验由硬件自动 添加／删除，与上层软件无关。
在实际中，收到的数据包格式并不是８０２．３帧的真 子集，而是图３所示格式。８０１９自动添加了“接收状态、
目的ＭＡｃ ｌ源ＭＡｃ ｌ类型’ｒＹＰＥ／ｌ数据域ｌ填充
接收程序的流程如图５所示。ＡＲＭ芯片不断查询 ８０１９接收缓冲区是否有数据包存人。当接收到新的数据 包，首先对其前１８字节进行分析，从而获得整个数据包 的有用信息。继而，读Ｅｔｈｅｍｅｔ包头（１４字节）；如是ＡＲＰ 包（ＮｅｘｔＰｒｏｔｏｃｏｌ＝０】【０８０６），则根据其包头（２８字节）信息 进行相应的操作；如是ＩＰ包（ＮｅｘｔＰｒｏｔｏｃｏｌ＝０】【０８００），则根 据其包头（２０字节）信息进入下一层分析，如果是ＩＣＭＰ 操作（ＮｅｘｔＰｍｔｏｃ０１＝０】【０１），则进一步分析是ＩＣＭＰ请求、 还是应答帧，然后做出相应操作（该转换器只实现了 Ｐｉｎｇ操作）；如是ＴＣＰ包（ＮｅｘｔＰＩＤｔｏｃｏｌ＝０】【０６），则加ＴＣＰ 信号量进消息队列（ＯＳＱＰｏｓｔ），等待主函数处理。这时， 触发接收函数读取数据。
（１）有奇偶校 验启始位１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８奇偶位停止位 （２）无奇偶校验 启始位１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８停止位停止位 Ｍｏｄｂｕｓ使用“ｂｉｇ—ｅｎｄｉａｌｌ”表示地址及数据项。即存 储或传送二进制数据时，最高位字节在最前面。
《电子技术应用》２００６年第５期 万方数据
Ｍｏｄｂｕｓ的数据模型基于一系列表，这一系列表具有
（２）网络层。通过ＩＰ协议可以使信息发送到相邻 的ＴＣＰ／ＩＰ网络上的任一主机。其中，应该包含ＡＲＰ地址 解析协议，实现从ＩＰ地址到数据链路物理地址的映象。
（３）传输层。传输层可以让网络程序通过自己定义 的通道、端口号等相应特性来收发数据。在本系统中，重 点放在了ＴＣＰ数据报协议上。
（４）应用层。在本系统中，应用层对收到的数据和 要发送的数据进行Ｍｏｄｂｕｓ与ＴＣＰ／ＩＰ协议的转换。另 外，作为测试程序实现过ＨｒＩ’ＩＰ协议。
本系统中，ＲＳ一４８５接口采用ＭＡＸｌ４８７芯片。
ＭＡＸｌ４８７是美国ＭＡＸＩＭ公司产品，采用＋５Ｖ ＤＣ供电， 使用于半双工通信，通信总线上最多可挂１２８个收发 器，满足分机负载要求。
２系统软件实现
软件设计大致分为三块：（Ｉ）仙Ｃ／０Ｓ—ＩＩ实时操作系 统的ＡＲＭ移植；（２）ＲＴＬ ８０１９底层驱动程序；（３）ＴＣＰ／ ＩＰ协议栈、串行数据的收发和协议转换。
行信号的编，解码。
．
ＲＴＬ８０１９ＡＳ内部可以分为远程ＤＭＡ接口、本地
ＤＭＡ接口、ＭＡＣ（介质访问控制）逻辑、数据编码解码逻 辑和其他端口。
１．２ ＬＰＣ２２１４芯片介绍 ＬＰＣ２２１４是基于支持实时仿真和跟踪的１６／３２位
ＡＲＭ７ＴＤＭＩ—Ｓ ＣＰＵ的微控制器，并带有２５６ＫＢ嵌入的高 速Ｆｌａｓｈ存储器（该存储器可用作代码和数据的存储，并 且含有１６ＫＢ的静态ＲＡＭ，可以用作代码和／或数据的存 储，支持８位、１６位和３２位访问）。１２８位宽度的存储器
１６ｂｉｔ
４８ｂｉｔ
４８ｂｊ￡
１６ｂｊｆ
图３ ＲＴＬ８０１９ＡＳ接收包帧结构
＜＝１５００Ｂ 可选 ３２ｂｊｔ
８０１９接收到数据 图５接收程序流程图
１４２ 欢迎网上投稿ｗｗｗ．ａｅｔｎｅｔ．ｃｎ ｗｗｗ．神ｔｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ 万方数据
《电子技术应用》２００６年第５期
衢雏黥
程。只有在连接建立成功后，才能进行数据传输。反之， 终止连接，使用ＴＣＰ连接中断过程关闭连接。
驱动程序屏蔽了底层硬件处理细节，同时向上层软 件提供硬件无其内部寄存器来实现的。因此定义二个宏： ＲｅａｄＦｍｍＮｅｔ（）和ＷＩｉｔｅＴｏＮｅｔ（）．
发送数据包时，通过ＤＭＡ写操作存入网卡芯片，并 给出发送缓冲区首地址（ＴＰｓＲ０、Ⅱ＇ＳＲｌ）和数据包长度 （ＴＢＣＲＯ，ＴＢＣＲｌ），启动发送命令（ＣＲ＝０】【３Ｅ），ＲＴＬ８０１９ＡＳ 会自动完成相应操作。接收数据包时，采用查询方式。 ＲＴＬ８０１９ＡＳ收到物理信号后将其还原成数据，按指定格 式存放于芯片。
的Ｅｔｈ哪ｅｔ，而无需过早淘汰原有设备，从而提高了现有
设备的利用率，节约了投资，还可在既有的网络基础上 简化布线复杂度。 １系统硬件实现
此款协议转换器的硬件框架如图ｌ所示。 在此电路板上，Ｕ’Ｃ２２１４芯片作为ＣＰＵ进行所有任 务的调度和收发控制；通过Ｒ１１Ｌ８０１９ＡＳ网卡芯片，与以 太网通信；ＣＰＵ的串行口通过４８５接口与遵循Ｍｏｄｂｕｓ 协议的现场设备和控制器连在一起；应数据存储和处理 的要求，增加了外部存储器ＲＡＭ和Ｅ２ＰＲＯＭ。
图１硬件电路框架图
《电子技术应用》２００６年第５期 万方数据
１．１ ＲＴＡ８０１９ＡＳ以太网控制器 ＲＴＬ８０１９ＡＳ是一种高度集成的８／１６位ＩＳＡ总线的
以太网控制芯片，集成了ＭＡＣ和物理层的功能，可以方
便地设计基于ＩＳＡ总线的系统。Ｒ，１１Ｌ ８０１９芯片的主要功
能是在物理层进行以太数据包的收发，以及在链路层进
ＴＣＰ连接以后，有二个通道进行数据传输，连接的 双方各占一个通道，被动连接端就可以进行有效数据的 接收了。
在数据发送完毕后，因为传输时是二个通道同时传 输，所以，断开连接是双方协商关断二个传输通道的过 程。流程与建立时类似。
发送程序流程如图６所示。首先根据协议转换要发 送的数据，进行相应的格式变换。然后适时加上相应的
关键词：Ｍｏｄｂｕｓ协议ＴＣＰ／ＩＰ协议ＡＲＭ嵌入式协议转换
Ｍ０ｄｂｕｓ协议是１９７８年由施奈德制定，应用于电子 控制器上的一种通用语言，实现控制器相互之间、控制 器经由网络（例如以太网）和其他设备之间的通信，支持 传统的ＲＳ一２３２，４２２／４８５设备和最新发展起来的以太网 设备。该协议定义了一个能被控制器识别的消息结构， 描述了控制器如何请求访问其他设备，如何回应来自其 他设备的请求，以及怎样侦测错误并记录，可用于总线 或者网络的互联，为客户机，服务器方式。
源ＭＡＣ 地址ＳＡ
类型哪Ｅ
，长度ＬＥＮ
数据域 ＤＡＴＡ
填充ＰＡＤ
校验ＦＣＳ
ＩｃＭＰ处理
ｔ
ｔ
ＴＣＰ处理，数据分析
ｆ
６２ｂｉｔ
２ｂｉｔ
４８ｂｉｔ
４８ｂｉｔ
１６ｂｉｔ
＜＝１５００Ｂ ＤＡＴＡ，Ｊ、于４６Ｂ补Ｏ ３２ｂｉｔ
图２ ８０２．３帧结构
ＩＰ包头处理
ｔ
ＡＲＰ处理
ｆ
Ｅｔｌｌｅｎｌｅｔ包头处理
ｆ
８ｂｉｔ
８ｂｉ￡
稳定性也是选择它的部分原因。 在斗Ｃ／ＯＳ—ＩＩ系统中，每一个任务都是一个无限循
环，都有对应的数据结构。该数据结构记录了任务的五 种状态：休眠、就绪、运行、等待或挂起、被中断。通过任 务调度，各个任务在五个状态之间进行转换。最高优先 级的任务一旦就绪，就总能得到ＣＰＵ的控制权；当一个 运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入就绪态 后，当前任务的ＣＰＵ使用权就被剥夺或被挂起，而高优 先级的任务立刻得到了ＣＰＵ的控制权。 ２．２网卡芯片的驱动程序
控制器能设置为两种传输模式（ＡＳＣＩＩ或ＲＴＵ）中的 任何一种，在标准的Ｍｏｄｂｕｓ网络中进行通信。本系统选 择ＲＴＵ模式（其发送效率高）。使用ＲＴＵ模式，消息发 送至少要以３．５个字符时间的停顿间隔开始。
当消息在标准的Ｍｏｄｂｕｓ系列网络传输时，每个字 符或字节以如下方式发送（从左到右）：最低有效位… 最高有效位。位的序列是：
Ｊ
ＴＣＰ发送处理整合程序
ｌ ＩＰ包头添加ｌ
Ｊ
ＥｔＩｌｅｍｅｔ包头添加
ｌ
发送到８０１９发送缓冲区
图６发送程序流程图
流程与接收时类似，在此不做重述。 ２．４基于Ｍｏｄｂｕｓ协议的收发设计
Ｍｏｄｂｕｓ是一个请求／应答协议，并且提供功能码规 定的服务。当在Ｍｏ曲ｕｓ网络上通信时，Ｍｏｄｂｕｓ协议决定 了每个控制器需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。
Modbus-TCP协议说明技术文档说明书
Modbus-TCP协议文档说明
1、指令格式说明（文档中所有数据要求为16进制）
(1)、功能码03---查询从设备寄存器数据内容
主设备报文
说明：数据区总共有36组数据，72个字节；CRC校验码要根据实际数据得出；
数据最小为:0000H,最大值为:2710H(十六进制),10000D(十进制)
(2)、功能码06---对从设备单个寄存器置数
主设备报文
序列数据举例数据内容字节数
2 10000为此次通信事务处理标识符，一般每次通信之后将被要求加1
以区别不同的通信数据报文
20000表示协议标识符，固定2 30006为数据长度，用来指示接下来数据的长度（4-7序列数据长度）2
401从设备地址，可变（1-256），说明为11
从设备正确报文
协议转换设置(网络通讯接口产品可选择使用Modbus-TCP协议)
寄存器地址(Hex)寄存器内容寄存器个数寄存器状态数据范围0060H协议转换1写00：Modbus-RTU协议
01：Modbus-TCP协议
协议修改命令举例：
从设备地址功能码寄存器地址写入数据CRC-L CRC-H 01H06H00H60H00H01H48H14H 说明：用06功能码协议修改为Modbus-TCP通讯协议;
数据返回格式：
使用发命令修改的工具软件可以到本公司网站上下载一个测试工具去发命令修改,下载地址为:
/z.aspx?id=71&P=upload/file/sscom5.13.1%E5%B7%A5%E5%85%B7.zip
软件页面设置与发送格式如下:(产品出厂默认IP为192.168.2.720108端口),发送后有数据返回即为修改成功.。
MODBUSTCPIP协议
MODBUSTCPIP协议MODBUS TCP/IP协议是一种工业通信协议，常用于建立在TCP/IP网络上的自动化系统中。
它是由Modicon公司在1979年开发的Modbus通信协议的一个变种。
MODBUS TCP/IP协议在工业控制领域被广泛应用，用于在远程设备之间进行通信和数据交换。
MODBUSTCP/IP协议基于客户端-服务器模型，其中客户端是请求数据的设备，服务器是响应请求的设备。
客户端通过发送指令来请求数据或发送控制命令，服务器收到请求后进行处理并返回响应。
协议使用TCP/IP 协议进行通信，这意味着它可以在局域网或广域网上使用，并具有高度的可靠性和稳定性。
MODBUSTCP/IP协议包括多种功能码，用于实现不同的操作。
常见的功能码包括读取线圈状态、读取输入状态、读取保持寄存器、写单个寄存器等。
这些功能码允许设备在通信中进行数据读取和写入，实现对远程设备的监测和控制。
MODBUSTCP/IP协议采用简单的报文结构，报文包括事务标识符、协议标识符、长度字段、单元标识符、功能码以及数据字段。
报文中的数据字段可用于携带设备的状态信息、控制命令、传感器数据等。
协议还支持数据的加密和校验，以确保通信的安全性和完整性。
通过使用MODBUSTCP/IP协议，用户可以实现点对点、点对多点和多点对多点之间的通信。
它适用于各种工业自动化应用，包括监控和控制系统、远程终端单元、数据采集和分析系统等。
它提供了简单、可靠、高效的数据传输方法，使得设备之间的通信更加灵活和方便。
总之，MODBUSTCP/IP协议是一种在TCP/IP网络上进行工业通信的标准协议。
它具有简单、可靠、高效的特点，广泛应用于各种工业自动化系统中。
通过使用MODBUSTCP/IP协议，用户可以实现设备之间的数据交换和远程控制，实现工业过程的监测和控制。
modbustcp编程
modbustcp编程【一、modbustcp简介】Modbus TCP/IP是一种基于以太网的通信协议，起源于Modbus串行通信协议。
Modbus TCP/IP协议广泛应用于工业自动化和楼宇自动化领域，用于实现设备之间的通信和数据交换。
Modbus TCP/IP协议具有简单、易于实现、传输速率较高、传输距离较远等优点。
【二、modbustcp通信协议原理】Modbus TCP/IP通信协议采用客户端-服务器架构。
通信过程中，客户端向服务器发送请求，服务器接收请求并返回响应。
通信数据采用结构化的数据帧，包括设备地址、功能码、数据长度和校验和等字段。
【三、modbustcp编程实践】1.客户端编写：客户端编程主要包括以下几个步骤：a.初始化网络连接。
b.创建Modbus TCP/IP客户端实例。
c.连接到Modbus TCP/IP服务器。
d.发送请求并处理响应。
2.服务器端编写：服务器端编程主要包括以下几个步骤：a.初始化网络连接。
b.创建Modbus TCP/IP服务器实例。
c.监听端口，等待客户端连接。
d.处理客户端请求并返回响应。
【四、modbustcp编程实战案例】以下是一个简单的modbustcp编程实战案例：1.安装Python的modbus库（如：pymodbus）。
2.编写一个Modbus TCP/IP客户端程序，实现与服务器的通信。
3.编写一个Modbus TCP/IP服务器程序，监听端口并处理客户端请求。
4.运行客户端程序，连接到服务器，发送请求并处理响应。
【五、总结与展望】Modbus TCP/IP通信协议在工业自动化和楼宇自动化领域具有广泛的应用。
通过掌握modbustcp编程，可以实现设备之间的便捷通信和数据交换。
ModbusBACnet协议转换网关总体设计方案
Modbus TO BACnet IP协议转换网关总体设计方案[V1.0]编写： ___校对： ___审核：____________审批：____________广东××楼宇科技有限公司2009-8-2目录一、项目背景 (3)二、设计原则 (4)三、拓扑结构 (4)四、总体设计方案 (5)4.1产品整体设计 (5)4.2协议转换器功能 (5)五、硬件设计方案 (6)5.1MTB协议转换器硬件结构 (6)5.2MTB协议转换器功能说明 (7)六、软件设计方案 (8)6.1软件架构设计 (8)6.2MTB协议转换器系统子模块设计 (10)6.2.1 BACnet接口模块 (11)6.2.2 Modbus接口模块 (14)6.2.3 CGI 模块 (15)6.2.4 Web模块 (15)6.2.5 安全性设计 (19)七、技术参数 (20)7.1MTB协议转换器主模块技术参数 (20)八、开发工具...................................... 错误!未定义书签。
九、进度安排、项目组成员、及预算 .................. 错误!未定义书签。
一、项目背景本产品用于将MODBUS RTU通讯的设备接入BACnet IP网络。
本产品在MODBUS 网络中为主站，可接8个从站。
本产品在BACnet IP网络中为一个网络设备，用户可将从MODBUS RTU网络中的数据点一一对应到BACnet IP网络中的数据点。
Modbus RTU 转BACnetIP, 通过BACnet对象可以读/写任何标准的Modbus寄存器。
1、实现从MODBUS RTU主（Master）到BACnet IP转换。
2、向下提供1个RS485/MODBUS RTU接口，可连接8台MODBUS从（Slave）设备，速率支持2400～38400bps，通讯距离可达1000米。
3、向上提供1个BACnet IP接口，速率支持10/100M。
modbus tcp通讯协议详解与实例演示
Modbus TCP是一种基于TCP/IP网络的通信协议，用于在工业自动化系统中实现设备间的数据交换。
以下是Modbus TCP通讯协议的详细解释和一个实例演示：1. Modbus TCP协议概述：- Modbus TCP是Modbus协议的一种变体，使用TCP/IP作为传输层协议，通过以太网进行数据通信。
- 它基于客户端-服务器架构，其中客户端发起数据请求，而服务器响应请求并提供数据。
- Modbus TCP使用简单的请求-响应模型，支持读取和写入数据寄存器、线圈、输入寄存器和离散输入等。
2. Modbus TCP帧结构：- Modbus TCP帧由标头和数据部分组成。
- 标头包括事务标识符、协议标识符、长度字段和单元标识符。
- 数据部分包含功能码、数据和错误检查字段。
3. Modbus TCP功能码：- Modbus TCP支持多种功能码用于不同的操作，如读取、写入、读取多个寄存器等。
- 常见的功能码包括读取线圈状态（0x01）、读取输入状态（0x02）、读取保持寄存器（0x03）、写单个寄存器（0x06）等。
4. Modbus TCP实例演示：- 假设有一个Modbus TCP服务器设备，IP地址为192.168.0.100，端口号为502。
- 客户端想要读取该设备上的保持寄存器中的数据。
- 客户端发送一个读取保持寄存器的请求帧，包括事务标识符、协议标识符、长度字段、单元标识符和功能码等。
- 服务器接收到请求后，解析请求帧，根据功能码读取保持寄存器中的数据。
- 服务器将读取到的数据封装成响应帧，并发送给客户端。
- 客户端接收到响应帧后，解析响应帧，提取出所需的数据。
Modbus TCP协议是一种常用的工业自动化通信协议，广泛应用于控制系统、仪表设备和传感器等。
通过使用Modbus TCP，不同的设备可以方便地进行数据交换和远程控制。
在实际应用中，可以使用各种编程语言和开发工具来实现Modbus TCP通讯，如Python、C#、Java等。
Modbus协议在TCPIP上的实现指南
m_MODBUSResponse
CMODBUSServer CMODBUSServer Stereotype
MODBUS
protected char GlobalState MODBUS
CMODBUSServer(TConfigureObject * lnkConfigureObject)
protected void m_InitServerFunctions(void ) m_ServerFunction
[Send_OK]
4.4.1.2 MODBUS
[No_Transaction_Available] [Transaction_Available]
12
-
-
4.4.1.3
MODBUS
4.4.1.4
4.4.2.1 MODBUS
4.4.2.2 MODBUS PDU
4.4.2.3 MODBUS
) m_ClientReceivingMessage
CTransaction m_MODBUSRequest
CInterfaceResponseMsg TCP_Management MODBUS
MBAP m_MODBUSConfirmation
TCP/IP
m_EventOnStack
CinterfaceIndicationMsg MODBUS
TCP 300
advertised window
TCP MODBUS
900
TCP 256 +MBAP
TCP-NODELAY:
tinygrams tinygrams
TCP
LAN
TCP-NODELAY
SO-REUSEADDR: MODBUS MSL
MODBUS-TCP-协议解析
SUPCON
SUPCON
客户机的通信过程如下: (1)用 Connect 命令建立与目标设备的连接; (2)准备 Modbus 报文包括 7个字节的 MBAP 在 内的请求； (3)使用 Send 命令发送报文; (4)在同一连接下等待应答; (5)用 Recv 命令读取报文, 完成一次数据交换过程。当 通信任务结束时, 关闭 TCP 连接, 使 Modbus TCP服务器
在 TCP/IP 上的 M odbus 映射
TCP/IP IETF RFC 793
IP IETF RFC 791
Ethernet II /802.3 IEEE 802.2
以太网物理层
Modbus应用协议
SUPCON
Modbus是一种简单客户机/服务器应用协议 客户机能够向服务器发送请求。 服务器分析请求，处理请求，向客户机发送应答。
Modbus在2004年成为我国国家标准。
2
Modbus 协议规范
SUPCON
Modbus技术规范的关系
Modbus 应用协议 规范
Modbus 应用层
Modbus 协议 在 TCP/IP 上 的实现指南
Modbus 协议 在串行链路 上的实现指 南
串行链路主站/从站 TIA/EIA-232-F TIA/EIA-485-A
SUPCON
Modbus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 一个主节点连接与总线，一个或多个子节点（最大编号为 247）连接于同一串行总线。自主节点的 请求时，从不会发送数据。
子节点之间互不通信。
Modbus TCP/IP 的 通 信 设 备 ： 连 接 至 TCP/IP 网 络 的 Modbus TCP/IP客户机和服务器设备。
Modbus协议RTU模式与TCP模式的通信转换设计
１ Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 通信模 式
Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 协议 是 由 Ｍｏ ｄ ｉ ｃ ｏ ｎ公 司在 １ ９ ７ ９年 开 发
互连成通信 网络 ， 以便最 大限度 的进 行集 中监控 ， 因此网络通信 和通信 协议的运用是工业 控制不 可 或缺 的重 要 组 成 部 分 ¨ Ｊ 。Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 通 信 协 议 作 为 工
出来 的网络协 议 ， 是 第 一 个 真 正 意 义上 用 于 工 业 现 场 的总线 协议 。它 定 义 了设 备 与 设 备 之 间 的 信 息
传输方式 ， 使控制器 之间、 控 制器 和其它设备之 问 可以进行通信和传输数据 Ｊ 。
１ ． １ Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｒ Ｔ Ｕ模 式
第 １ ３卷
第 １ ８ 期
２ ０ １ ３ 年 ６月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ ｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． １ ８ Ｊ ｕ ｎ ．２ ０１ ３
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ 、 １ ８ — ５ １ ９ １ — ０ ６
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
业 控 制领域 最 为流 行 的协 议 ， 可 以使 用 在 电能优 化 管 理 系统集 成 之 中。 目前 常用 的 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 通 信 分 为 两 种 物 理 接 口方 式， 一种 是 经 由 Ｒ Ｓ － ２ ３ ２ Ｃ兼容 串行 接 口（ 或通过 Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ ／ ４ ８ ５转 换 器 转 换 成 Ｒ Ｓ － ４ ８ ５接 口 ） 组 成 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ
基于单片机的Modbus TCP转换器设计
男 教授， 主 要 从 事 协议通信 网络监控
，
的研容
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｍｏ ｄ ｂｕ ｓ ＴＣＰ Ｃｏ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓｉ ｎｇ ｌ ｅ － Ｃｈｉ ｐ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ
Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｊ ｕ ｎ ， ， Ｙ Ｅ Ｈａ ｉ ｗ ｕ
关键词 ： 协议转换器 ； Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ； Ｔ Ｃ Ｐ； 单 片 机 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ５ ７ １ ： Ｔ Ｎ ９ １ ５ ． ５ 文 献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ － ５ ５ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ —
０ ０４６ － ０ ４
３ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ， Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ０ ５ ０ ０ ３ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ＣＰ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ， ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｔ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ａ ｎ ｄ Ｅｔ ｈ ｅ ｒ Ｎｅ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｉ ｆ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｎ
ModbusTCP转ModbusRTU的应用方案
ModbusTCP转ModbusRTU的应用方案Modbus TCP（Transmission Control Protocol）是一种基于TCP/IP网络的Modbus协议变体，主要用于在工业自动化系统中实现通信。
Modbus RTU（Remote Terminal Unit）则是一种串行通信协议，通常通过RS-485总线进行传输。
在一些实际的工业控制场景中，有时需要将Modbus TCP转换为Modbus RTU，以下是一个应用方案的详细说明。
1.硬件需求：- Modbus TCP到Modbus RTU网关：用于将Modbus TCP报文转换为Modbus RTU格式，并通过RS-485总线发送给目标设备。
这个网关通常是一个专用的设备，可以使用商用的Modbus网关产品。
- RS-485串行通信电缆：用于连接Modbus TCP到Modbus RTU网关与目标设备之间的RS-485总线。
2.连接设置：- 将Modbus TCP到Modbus RTU网关与本地网络连接，以便通过以太网与Modbus TCP主机进行通信。
- 将Modbus RTU网关与目标设备通过RS-485总线连接。
确保总线的电缆长度在规定范围内，避免信号在传输过程中被干扰。
3.配置：- 配置Modbus TCP到Modbus RTU网关的网络参数，包括IP地址、子网掩码和网关地址。
这些参数需要与Modbus TCP主机处于同一网络段。
- 配置Modbus RTU网关的串行通信参数，包括波特率、数据位、校验位和停止位。
这些参数需要与目标设备的串行通信参数保持一致。
4.通信流程：- Modbus TCP主机向网关发送Modbus TCP报文，其中包括目标设备的Modbus RTU地址、功能码和数据。
- Modbus TCP到Modbus RTU网关接收到报文后，将其转换为Modbus RTU格式，并添加CRC校验码。
- 网关通过RS-485总线将Modbus RTU报文发送给目标设备。