溫濕度傳感器RS-485通信和Modbus通訊協議

長期以來，人類習慣靠自身的感覺器官直接獲取信息，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，人們發明了傳感器和傳感器通信技術。隨著各項傳感技術的迅速發展，使得信息獲取和上傳的手段發生了一次又一次變革，極大地增強了人們獲取信息的能力。

一、RS-485和Modbus的由來

RS-485：通常情況下，數據上傳是采用串口通信的方式進行數據交換。起初采用的方式是RS232通信。由于工業現場比較復雜，各種傳感器設備會在環境中產生比較多的電磁干擾，經常會出現傳輸錯誤的問題。除此之外，RS232只能實現點對點通信，不具備聯網功能，傳輸距離也只能達到十幾米，無法滿足遠距離通信要求。上述這些問題直到RS-485出現后才得以解決。

RS-485信號采用差分傳輸方式，可以有效的解決共模干擾問題，通訊距離可達1200米，并且允許多個收發設備接到同一條總線上。

Modbus協議：隨著工業應用通信越來越多，1979年施耐德電氣制定了一個用于工業現場的總線協議Modbus協議，現在工業中使用RS-485通信場合很多都采用Modbus協議，接下來我們便講一下RS-485通信和Modbus通信協議。

二、RS-485和Modbus協議的關系

首先RS-485是硬件層的協議，而Modbus是在這個硬件層之上的軟件層協議，是應用層報文傳輸協議。通俗點來講，ModBus規約了主從機，主機要分別發送什么命令給從機。ModBus規定主從機之間數據的交互，需要遵循什么樣的格式，如何保證數據在傳輸過程中不發生沖突。只要都遵循這個協議，那么不同廠家的主從機就可以共用了。Modbus協議包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU非常常用，而且比較簡單。

1、RS-485通信

RS-485是一個定義平衡數字多點系統中的驅動器和接收器的電氣特性的標準，該標準由電信行業協會和電子工業聯盟定義。使用該標準的數字通信網絡能在遠距離條件下以及電子噪聲大的環境下有效傳輸信號。RS-485使得連接本地網絡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，四線制只能實現點對點的通信方式，現很少采用，多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓撲結構，在同一總線上最多可以掛接32個節點。

2、Modbus通信協議

Modbus協議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡（例如以太網）和其他設備之間可以通信。它已經成為一個通用工業標準。有了它，不同廠商生產的控制設備可以連成工業網絡，進行集中監控。此協議定義了一個控制器能認識使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。它描述了一個控制器請求訪問其他設備的過程，如何回應來自其他設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。

Modbus具有以下幾個特點：

（1）標準、開放，用戶可以免費、放心地使用Modbus協議，不需要繳納許可證費，也不會侵犯知識產權。

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

（3）Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。用戶使用容易，廠商開發簡單。