溫濕度傳感器RS-485通信和Modbus通訊協(xié)議

長(zhǎng)期以來(lái)，人類習(xí)慣靠自身的感覺(jué)器官直接獲取信息，然而這樣獲取信息是非常有限的。為了克服人體器官的局限性和自然條件的限制，人們發(fā)明了傳感器和傳感器通信技術(shù)。隨著各項(xiàng)傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，使得信息獲取和上傳的手段發(fā)生了一次又一次變革，極大地增強(qiáng)了人們獲取信息的能力。

一、RS-485和Modbus的由來(lái)

RS-485：通常情況下，數(shù)據(jù)上傳是采用串口通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。起初采用的方式是RS232通信。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜，各種傳感器設(shè)備會(huì)在環(huán)境中產(chǎn)生比較多的電磁干擾，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤的問(wèn)題。除此之外，RS232只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，不具備聯(lián)網(wǎng)功能，傳輸距離也只能達(dá)到十幾米，無(wú)法滿足遠(yuǎn)距離通信要求。上述這些問(wèn)題直到RS-485出現(xiàn)后才得以解決。

RS-485信號(hào)采用差分傳輸方式，可以有效的解決共模干擾問(wèn)題，通訊距離可達(dá)1200米，并且允許多個(gè)收發(fā)設(shè)備接到同一條總線上。

Modbus協(xié)議：隨著工業(yè)應(yīng)用通信越來(lái)越多，1979年施耐德電氣制定了一個(gè)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線協(xié)議Modbus協(xié)議，現(xiàn)在工業(yè)中使用RS-485通信場(chǎng)合很多都采用Modbus協(xié)議，接下來(lái)我們便講一下RS-485通信和Modbus通信協(xié)議。

二、RS-485和Modbus協(xié)議的關(guān)系

首先RS-485是硬件層的協(xié)議，而Modbus是在這個(gè)硬件層之上的軟件層協(xié)議，是應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議。通俗點(diǎn)來(lái)講，ModBus規(guī)約了主從機(jī)，主機(jī)要分別發(fā)送什么命令給從機(jī)。ModBus規(guī)定主從機(jī)之間數(shù)據(jù)的交互，需要遵循什么樣的格式，如何保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不發(fā)生沖突。只要都遵循這個(gè)協(xié)議，那么不同廠家的主從機(jī)就可以共用了。Modbus協(xié)議包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU非常常用，而且比較簡(jiǎn)單。

1、RS-485通信

RS-485是一個(gè)定義平衡數(shù)字多點(diǎn)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器和接收器的電氣特性的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)由電信行業(yè)協(xié)會(huì)和電子工業(yè)聯(lián)盟定義。使用該標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)能在遠(yuǎn)距離條件下以及電子噪聲大的環(huán)境下有效傳輸信號(hào)。RS-485使得連接本地網(wǎng)絡(luò)以及多支路通信鏈路的配置成為可能。

RS-485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在同一總線上最多可以掛接32個(gè)節(jié)點(diǎn)。

2、Modbus通信協(xié)議

Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其他設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一個(gè)通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一個(gè)控制器請(qǐng)求訪問(wèn)其他設(shè)備的過(guò)程，如何回應(yīng)來(lái)自其他設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

Modbus具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放，用戶可以免費(fèi)、放心地使用Modbus協(xié)議，不需要繳納許可證費(fèi)，也不會(huì)侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

（2）Modbus可以支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質(zhì)上傳送，如雙絞線、光纖、無(wú)線等。

（3）Modbus的幀格式簡(jiǎn)單、緊湊，通俗易懂。用戶使用容易，廠商開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單。