因水表远程监控和水泵数据监控系统，需了解物联网开发协议。

通信协议

通信协议说白了就是一种语言，一种通信双方都能听的懂得语言。

设备常用的通信协议有MODBUS RTU，PPI,MPI等，通信协议和我们常用的语言只是叫法不一样，但它们的原理和本质都是一样的。

波特率

波特率好比我们说话的频率，嘴慢的一秒说1个字，嘴快的一秒可以说3个字，并且这个快慢我们还能自己调节。那么设备的波特率的意思就是，一秒钟可以往外发送多少个0或1，即设备通信端口的高低电压一秒钟可以变化多少次，并且这个一秒钟变化的次数也可以调节。波特率的单位是:bit/s。我们常用的波特率9600bit/s，19200bit/s等。

举例：9600bit/s指的就是设备一秒钟可以以往外发送9600个0或1，也就是PLC的通信端口的高低电压一秒钟可以变化9600次。PLC通信时必须按“帧”发送数据，1“帧”=12位，也就是1“帧”=12个0或1。所以波特率为9600bit/s时，一秒钟就可以发送800帧的数据（9600/12=800）。

通信端口指的就是我们的数据要从哪里发送出去。就像我们说话需要用嘴，设备通信就用通信端口，两个设备的通信连接线就接在通信端口上。

主站和从站的地址指的就是通信双方要有各自的名字，也可以叫地址，这个地址不能乱写，并且不能相同，它的书写格式和地址范围，都在上面讲的通信协议中有明确的规定，我们只要按照通信协议里面规定的格式书写就没有问题。

一、什么是Modbus？

Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（De facto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

Modbus通信协议的特点：

二、ModBus分类

Modbus协议分为三种，包括：
Modbus-RTU
Modbus-ASCII
Modbus-TCP
这三种协议中我们最常使用的是ModBus-RTU形式

设备必须要有RTU协议！这是Modbus协议上规定的，且默认模式必须是RTU，ASCII作为选项。

 三、ModBus通信

在通信上我们可将其分为硬件层和软件层两部分：
1）硬件层：RS232、RS485 、CAN等 。主要解决硬件传输问题，解决如何传输0与1的问题（物理上以什么样的电平、多少伏电压传输，仪表可以测到这个电压，还有以双绞线还是什么线传输）。【形象来说硬件层就是我们的交通道路】
2）软件层：怎么传数据，Modbus、TCP/IP【形象来说软件层就是我们的交通灯】对传输的数据有着一定的约束作用。

传输形式： 

1）单工模式：只有一个方向可以进行读和写
2）半双工：两个方向都可以进行读和写，但同一时刻只能一边进行
3）全双工：两个方向读和写可以同时进行
ModBus是一种半双工的通信形式，更多的作为主从模式使用。也就是说在整个系统中，只有一个主机，其余的全都是从机（从机的的数量也有一定的限制），系统中的从机不能主动发送信息给主机。

3.1 硬件层半双工通讯方式的实现

主从模式：
（3）系统上电之后，默认状态，主机，从机都是在监听状态；
（4）主机与从机之间的通信，只能由主机发起；
主机要建立起一次通信，要满足以下要求：
（1）主机要将自己置为发送状态；
（2）主机要按照预先约定好的格式（比如MODBUS协议格式）发送寻址数据帧，发完之后立刻把自己转回接收状态；
（3）寻址完成之后，目标从机要返回给我消息，才能算这次通信成功；

3.2 软件层（数据帧格式）

（1）.MODBUS是主从模式：
整个系统只能有一个主机，每个从机都有唯一的地址（0-247），0号地址是广播地址，发送给所有的从机。0号地址寻址，所有从机不回应，否则会造成消息错误。
（2）.MODBUS主机寻址帧格式：
RTU方式：也叫16进制方式，或者2进制方式
比如：0x03: 0000 0011
（2）ASC方式：字符方式（方便调试）
比如：0x03–> 转换成字符’0’与字符’3’再发送出去；那么就会发
字符’0’（ASCII码是0x30）的2进制0011 0000 + 字符’3’（ASCII码0x33）的2进制 0011 0011，最终发送的就是：0011 0000 0011 0011

四、 RS485总线

  RS485使用差分电平表示逻辑0或1，线A与B的电压差为+2v ~ +6v 时表示逻辑1，-2v ~ -6v时表示逻辑0。通信节点通过A、B两根线接入总线，总线结构如图1.1所示

1. 主/从协议

     基于RS485的Modbus协议是一个主/从协议，总线上有一台主机，一台或多台从机，通信总是由主机发起，从机没有收到来自主机的请求时不会发送数据，从机之间不能相互通信。
主机以两种方式向从机发送Modbus请求：
（1）单播模式
  在单播模式中，主机以特定的地址访问某个从机，该从机接收并处理完请求后，向主机返回一个应答。一个Modbus事务包含2个报文：一个来自主机的请求报文，一个来自从机的应答报文。每个从机有唯一的地址(1 ~ 247)，这样才能区别于其它从机被独立的寻址。
（2）广播模式
  在广播模式中，主机以广播地址向所有从机发送请求，从机不会向主机返回应答，地址0为广播地址。

2 RTU模式

2.1.1 帧结构

帧结构 = 地址 + 功能码+ 数据 + 校验

• 地址: 占用一个字节，范围0-255，其中有效范围是1-247，其他有特殊用途，比如255是广播地址(广播地址就是应答所有地址，正常的需要两个设备的地址一样才能进行查询和回复)。

• 功能码：占用一个字节，功能码的意义就是，知道这个指令是干啥的，比如你可以查询从机的数据，也可以修改数据，所以不同功能码对应不同功能。

• 数据：根据功能码不同，有不同结构，在下面的实例中有说明。

• 校验：为了保证数据不错误，增加这个，然后再把前面的数据进行计算看数据是否一致，如果一致，就说明这帧数据是正确的，我再回复；如果不一样，说明你这个数据在传输的时候出了问题，数据不对的，所以就抛弃了。