工业系统中常用通讯协议
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串M行O线协D议BUS on Serial与OSI层次对应关系
应用层标准：MODBUS Application Protocol MODBUS应
MODBUS协议的各个层次只采用了OSI层次模型中的三层
Βιβλιοθήκη Baidu
：物理层，数据链路层和应用层。各层都有各层相应的标准规
范。
物理层：在多种物理媒体上以多种速率采用 CSMA/CD 访问
方式
10Base2,10Base5,10BaseTX,10BaseFX
数据链路层：IEEE 802.3
MOD逻媒B辑体链接U路入S控控o制制nLMLACTCC(L(oMPge与icdailuOLminSAkcICc层oensst次rCool)对n子tr层o应l)子关层。系
MODBUS典型网络结构
MODBUS 协议
对子网间的数据包进行路
2、数据链路层(DataLink Layer)
在此层将数据分帧，并处 理流控制。指定拓扑结构， 物理地址寻址、数据的成 帧、流量控制、数据的检 错、重发等。本层的数据 称为“数据帧”。数据链 路层协议的代表包括： SDLC、HDLC、PPP、STP、 帧中继等。
1、物理层 (Physical Layer)
6、表示层(Presentation Layer)
主要用于处理两个通信系统中交 换信息的表示方式。它包括数据格式交换、 数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
5、会话层(Session Layer)
在两个节点之间建立端连接。此服 务包括建立连接是以全双工还是以半双工 的方式进行设置，尽管可以在层4中处理 双工方式 。本层管理主机之间的会话进程，
。包括全双工或半双工、
流控制和错误恢复服务；
本层的数据称为“数据段
”。传输层协议的代表包
括：TCP UDP SPX等。
3、网络层(Network Layer)
本层通过寻址来建立
两个节点之间的连接，它
通讯网络结构模型OSI（二）
包括通过互连网络来路由 和中继数据；网络层负责
Open System Interconnect
MODBUS on Serial——PDU长度为253字节 MODBUS on TCP——PDU长度为249字节
无错误的事务处理过程——事务正常完成，服务器返回客户机所需的数据
错误的事务处理过程——事务异常完成，服务器返回错误代码指示错误原因。 设置请求功能码的MSB为1，因此一般情况下MODBUS协议中80H以上功能码保留。
物理层的主要功能是利用
物理传输介质为数据链路
通讯网络结构模型OSI（三） 层提供物理连接，以便透
明的传送比特流。规定了
Open System Interconnect
激活、维持、关闭通信端
MODBUS分为两种：
串行链路上的MODBUS (MODBUS on Serial Line)
TCP/IP上的MODBUS
冲突检测 IEEE754——浮点数表示标准
网络结构模型 MODBUS协议 串行接口 SI RS485可靠性
网络结 构模型
Network Model
7、应用层(Application Layer)
应用层确定进程之间通信的性质， 以满足用户的需要。不仅要提供应用进程 所需要的信息交换和远程操作，而且还要 作为应用进程的用户代理，为完成一些为 进行信息交换所必需的功能。应用层为操 作系统或网络应用程序提供访问网络服务 的接口。典型的协议:Telnet FTP HTTP SNMP
(MODBUS on TCP/IP)
串行链路上的MODBUS
TIA/EIA-232-F TIA/EIA-485-A
TCP/IP 上的 MODBUS RFC793和RFC791
MODBUS 标 准 分 类
MODBUS协议的各个层次只采用了OSI层次模型中的三层 ：物理层，数据链路层和应用层。各层都有各层相应的标准规 范。 物理层标准：EIA/TIA-485(或EIA/TIA-232) 数据链路层标准：MODBUS Serial Line Protocol MODBUS
通讯网络结构模型OSI（一） 负责建立、管理、终止进程之间的会话。 会话层还利用在数据中插入校验点来实现 数据的同步。 Open System Interconnect
4、传输层(Transport Layer)
传输层负责将上层数
据分段并提供端到端的、
可靠的或不可靠的传输。
传输层还要处理端到端的
差错控制和流量控制问题
定义与PDU结构
定义：MODBUS协议是一项应用层报文传输协议，用于在通过不同类型的 总线或网络所连接的设备之间的客户机/服务器通讯。 MODBUS协议定义了一个与基础通讯层无关的简单协议数据单元(PDU)
PDU由通讯发起方负责创建，发起方在协议定义中称为客户机 通讯接收方负责对PDU的应答，通讯接收方在协议定义中称为服务器 一次的通讯过程称为事务处理
自控系统中常用通讯
MODBUS协议
2009年1月15日
名
词
EIA—— Electronic Industries Association 美国电子工业协会 TIA——Telecommunications Industry Association 电信工业协会 OSI——Open System Interconnection 开放系统互联 MODBUS——MODICOM 公司定义的通讯协议 ADU——Application Data Unit 应用数据单元 PDU——Protocol Data Unit 协议数据单元 HDLC——High Data Link Control 高级数据链路控制 IP——Internet Protocol 互联网协议 TCP——Transport Control Protocol 传输控制协议 CSMA/CD——Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 载波监听多路访问/
功能码
(FUNCTION CODE)
功能码——定义某一个PDU的功能
分为公共功能码和用户功能码
公共功能码——唯一的被较好定义 的MODBUS组织认可的功能码
用户功能码——不保证唯一的，各 用户不同的。只能定义65～72和 100～110范围内的功能码。
应用层标准：MODBUS Application Protocol MODBUS应
MODBUS协议的各个层次只采用了OSI层次模型中的三层
Βιβλιοθήκη Baidu
：物理层，数据链路层和应用层。各层都有各层相应的标准规
范。
物理层：在多种物理媒体上以多种速率采用 CSMA/CD 访问
方式
10Base2,10Base5,10BaseTX,10BaseFX
数据链路层：IEEE 802.3
MOD逻媒B辑体链接U路入S控控o制制nLMLACTCC(L(oMPge与icdailuOLminSAkcICc层oensst次rCool)对n子tr层o应l)子关层。系
MODBUS典型网络结构
MODBUS 协议
对子网间的数据包进行路
2、数据链路层(DataLink Layer)
在此层将数据分帧，并处 理流控制。指定拓扑结构， 物理地址寻址、数据的成 帧、流量控制、数据的检 错、重发等。本层的数据 称为“数据帧”。数据链 路层协议的代表包括： SDLC、HDLC、PPP、STP、 帧中继等。
1、物理层 (Physical Layer)
6、表示层(Presentation Layer)
主要用于处理两个通信系统中交 换信息的表示方式。它包括数据格式交换、 数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
5、会话层(Session Layer)
在两个节点之间建立端连接。此服 务包括建立连接是以全双工还是以半双工 的方式进行设置，尽管可以在层4中处理 双工方式 。本层管理主机之间的会话进程，
。包括全双工或半双工、
流控制和错误恢复服务；
本层的数据称为“数据段
”。传输层协议的代表包
括：TCP UDP SPX等。
3、网络层(Network Layer)
本层通过寻址来建立
两个节点之间的连接，它
通讯网络结构模型OSI（二）
包括通过互连网络来路由 和中继数据；网络层负责
Open System Interconnect
MODBUS on Serial——PDU长度为253字节 MODBUS on TCP——PDU长度为249字节
无错误的事务处理过程——事务正常完成，服务器返回客户机所需的数据
错误的事务处理过程——事务异常完成，服务器返回错误代码指示错误原因。 设置请求功能码的MSB为1，因此一般情况下MODBUS协议中80H以上功能码保留。
物理层的主要功能是利用
物理传输介质为数据链路
通讯网络结构模型OSI（三） 层提供物理连接，以便透
明的传送比特流。规定了
Open System Interconnect
激活、维持、关闭通信端
MODBUS分为两种：
串行链路上的MODBUS (MODBUS on Serial Line)
TCP/IP上的MODBUS
冲突检测 IEEE754——浮点数表示标准
网络结构模型 MODBUS协议 串行接口 SI RS485可靠性
网络结 构模型
Network Model
7、应用层(Application Layer)
应用层确定进程之间通信的性质， 以满足用户的需要。不仅要提供应用进程 所需要的信息交换和远程操作，而且还要 作为应用进程的用户代理，为完成一些为 进行信息交换所必需的功能。应用层为操 作系统或网络应用程序提供访问网络服务 的接口。典型的协议:Telnet FTP HTTP SNMP
(MODBUS on TCP/IP)
串行链路上的MODBUS
TIA/EIA-232-F TIA/EIA-485-A
TCP/IP 上的 MODBUS RFC793和RFC791
MODBUS 标 准 分 类
MODBUS协议的各个层次只采用了OSI层次模型中的三层 ：物理层，数据链路层和应用层。各层都有各层相应的标准规 范。 物理层标准：EIA/TIA-485(或EIA/TIA-232) 数据链路层标准：MODBUS Serial Line Protocol MODBUS
通讯网络结构模型OSI（一） 负责建立、管理、终止进程之间的会话。 会话层还利用在数据中插入校验点来实现 数据的同步。 Open System Interconnect
4、传输层(Transport Layer)
传输层负责将上层数
据分段并提供端到端的、
可靠的或不可靠的传输。
传输层还要处理端到端的
差错控制和流量控制问题
定义与PDU结构
定义：MODBUS协议是一项应用层报文传输协议，用于在通过不同类型的 总线或网络所连接的设备之间的客户机/服务器通讯。 MODBUS协议定义了一个与基础通讯层无关的简单协议数据单元(PDU)
PDU由通讯发起方负责创建，发起方在协议定义中称为客户机 通讯接收方负责对PDU的应答，通讯接收方在协议定义中称为服务器 一次的通讯过程称为事务处理
自控系统中常用通讯
MODBUS协议
2009年1月15日
名
词
EIA—— Electronic Industries Association 美国电子工业协会 TIA——Telecommunications Industry Association 电信工业协会 OSI——Open System Interconnection 开放系统互联 MODBUS——MODICOM 公司定义的通讯协议 ADU——Application Data Unit 应用数据单元 PDU——Protocol Data Unit 协议数据单元 HDLC——High Data Link Control 高级数据链路控制 IP——Internet Protocol 互联网协议 TCP——Transport Control Protocol 传输控制协议 CSMA/CD——Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 载波监听多路访问/
功能码
(FUNCTION CODE)
功能码——定义某一个PDU的功能
分为公共功能码和用户功能码
公共功能码——唯一的被较好定义 的MODBUS组织认可的功能码
用户功能码——不保证唯一的，各 用户不同的。只能定义65～72和 100～110范围内的功能码。