ModBus RTU、ModBus ASCII、ModBus TCP，它们都有什么区别？

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ModBus是一种通信协议，用于连接自动化设备（如PLC、温度控制器等）和计算机。它被广泛应用于工业控制系统，支持多种通信方式，包括ModBus RTU、ModBus ASCII和ModBus TCP。本文将解释这三种通信方式的区别和应用场景。

ModBus RTU（Remote Terminal Unit）是ModBus协议最常见的实现方式，采用二进制数据传输，具有较高的传输效率和稳定性。它使用串行通信，支持RS232和RS485两种接口。在RTU模式下，每个字节可以传输两位十六进制字符。比如0xAB会直接以十六进制0xAB（二进制10）进行发送。

其消息帧格式由以下部分组成：

ModBus ASCII（American Standard Code for Information Interchange）采用ASCII码传输文本信息，相对于ModBus RTU而言，它的传输效率较低，但具有更好的可读性。ModBus ASCII也使用串行通信，并支持RS232和RS485两种接口，适用于短距离通信。在ASCII模式下，每个8位的字节拆分为两个ASCII字符进行发送，消息帧以英文冒号“：”开始，以回车和换行（CRLF）符号结束。例如十六进制数0xAB，会被分解成ASCII字符“A”和“B”进行发送。

ModBus TCP（Transmission Control Protocol）是ModBus协议的一种扩展，它使用TCP/IP协议进行通信，可以在局域网（LAN）和广域网（WAN）之间传输数据。ModBus TCP支持多种网络设备，包括计算机、服务器、交换机、路由器等。它适用于远程监控和控制，常用于工业网络和物联网应用。该协议的物理层、数据链路层、网络层、传输层都是基于TCP协议，它只是在应用层将ModBus协议封装进去。然后接收端将该TCP数据包拆包后，重新获得原始ModBus帧，然后按照ModBus协议规范进行解析，并将要返回的数据包重新封装到TCP协议中，发回至发送端。与串行通信的传输格式不同，TCP模式去除了附加地址和校验，增加报文头，如下图所示。

在ModBus RTU和ModBus ASCII中，通信是通过串行接口进行的，这意味着它们只能在较短的距离内进行通信。因此，如果需要在较远的距离内进行通信，则需要使用ModBus TCP。另一方面，ModBus RTU和ModBus ASCII使用二进制和ASCII码分别进行数据传输，因此它们的传输效率和可读性存在差异。在选择ModBus通信方式时，需要考虑多种因素，包括通信距离、传输效率和可读性。对于短距离通信，ModBus RTU和ModBus ASCII均可作为选择。如果需要更高的传输效率，则可以选择ModBus RTU；如果需要更好的可读性，则可以选择ModBus ASCII。对于远距离通信，则只能使用ModBus TCP。