Modbus由MODICON公司于1979年開發，是一種工業現場總線協定标準。1996年施耐德公司推出基于以太網TCP/IP的Modbus協定：ModbusTCP。Modbus協定是一項應用層封包傳輸協定，包括ASCII、RTU、TCP三種封包類型。标準的Modbus協定實體層接口有RS232、RS422、RS485和以太網接口，采用master/slave方式通信。
一、Modbus TCP資料幀
ModbusTCP的資料幀可分為兩部分：MBAP+PDU。
（一）封包頭MBAP：MBAP為封包頭，長度為7位元組，組成如下：
（二）幀結構PDU：PDU由功能碼+資料組成。功能碼為1個位元組，資料長度不定，由具體功能決定。
（1）功能碼：Modbus的操作對象有四種：線圈、離散輸入、保持寄存器、輸入寄存器。
（2）根據對象的不同，Modbus的功能碼有：
（3）說明更詳細地表：
二、PDU詳細結構
（1）0x01：讀線圈：在從站中讀1~2000個連續線圈狀态，ON=1,OFF=0
- 請求：MBAP 功能碼 起始位址H 起始位址L 數量H 數量L（共12位元組）
- 響應：MBAP 功能碼 資料長度 資料（一個位址的資料為1位）
-
如：在從站0x01中，讀取開始位址為0x0002的線圈資料，讀0x0008位
00 01 00 00 00 06 01 01 00 02 00 08
-
回：資料長度為0x01個位元組，資料為0x01，第一個線圈為ON，其餘為OFF
00 01 00 00 00 04 01 01 01 01
（2）0x05：寫單個線圈：将從站中的一個輸出寫成ON或OFF，0xFF00請求輸出為ON,0x000請求輸出為OFF。
- 請求：MBAP 功能碼 輸出位址H 輸出位址L 輸出值H 輸出值L（共12位元組）
- 響應：MBAP 功能碼 輸出位址H 輸出位址L 輸出值H 輸出值L（共12位元組）
-
如：将位址為0x0003的線圈設為ON
00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
-
回：寫入成功
00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
（3）0x0F：寫多個線圈：将一個從站中的一個線圈序列的每個線圈都強制為ON或OFF，資料域中置1的位請求相應輸出位ON，置0的位請求響應輸出為OFF。
- 請求：MBAP 功能碼 起始位址H 起始位址L 輸出數量H 輸出數量L 位元組長度 輸出值H 輸出值L
- 響應：MBAP 功能碼 起始位址H 起始位址L 輸出數量H 輸出數量L
（4）0x02：讀離散量輸入：從一個從站中讀1~2000個連續的離散量輸入狀态。
- 請求：MBAP 功能碼 起始位址H 起始位址L 數量H 數量L（共12位元組）
- 響應：MBAP 功能碼 資料長度 資料（長度：9+ceil（數量/8））
-
如：從位址0x0000開始讀0x0012個離散量輸入
00 01 00 00 00 06 01 02 00 00 00 12
-
回：資料長度為0x03個位元組，資料為0x01 04 00，表示第一個離散量輸入和第11個離散量輸入為ON，其餘為OFF
00 01 00 00 00 06 01 02 03 01 04 00
（5）0x04：讀輸入寄存器：從一個遠端裝置中讀1~2000個連續輸入寄存器。
- 請求：MBAP 功能碼 起始位址H 起始位址L 寄存器數量H 寄存器數量L（共12位元組）
- 響應：MBAP 功能碼 資料長度 寄存器資料(長度：9+寄存器數量×2)
-
如：讀起始位址為0x0002，數量為0x0005的寄存器資料
00 01 00 00 00 06 01 04 00 02 00 05
-
回：資料長度為0x0A，第一個寄存器的資料為0x0c，其餘為0x00
00 01 00 00 00 0D 01 04 0A 00 0C 00 00 00 00 00 00 00 00
（6）0x03：讀保持寄存器：從遠端裝置中讀保持寄存器連續塊的内容。
- 請求：MBAP 功能碼 起始位址H 起始位址L 寄存器數量H 寄存器數量L（共12位元組）
- 響應：MBAP 功能碼 資料長度 寄存器資料(長度：9+寄存器數量×2)
-
如：起始位址是0x0000，寄存器數量是 0x0003
00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03
-
回：資料長度為0x06，第一個寄存器的資料為0x21，其餘為0x00
00 01 00 00 00 09 01 03 06 00 21 00 00 00 00
（7）0x06：寫單個保持寄存器：在一個遠端裝置中寫一個保持寄存器。
- 請求：MBAP 功能碼 寄存器位址H 寄存器位址L 寄存器值H 寄存器值L（共12位元組）
- 響應：MBAP 功能碼 寄存器位址H 寄存器位址L 寄存器值H 寄存器值L（共12位元組）
-
如：向位址是0x0000的寄存器寫入資料0x000A
00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
-
回：寫入成功
00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
（8）0x10：寫多個保持寄存器：在一個遠端裝置中寫連續寄存器塊（1~123個寄存器）。
- 請求：MBAP 功能碼 起始位址H 起始位址L 寄存器數量H 寄存器數量L 位元組長度 寄存器值（13+寄存器數量×2）
- 響應：MBAP 功能碼 起始位址H 起始位址L 寄存器數量H 寄存器數量L（共12位元組）
-
如：向起始位址為0x0000，數量為0x0001的寄存器寫入資料，資料長度為0x02，資料為0x000F
00 01 00 00 00 09 01 10 00 00 00 01 02 00 0F
-
回：寫入成功
00 01 00 00 00 06 01 10 00 00 00 01
三、Modbus TCP示例封包
ModBusTcp與串行鍊路Modbus的資料域是一緻的，具體資料域可以參考串行Modbus。這裡給出幾個ModbusTcp的鍊路解析說明，輔助新人分析封包。
四、Modbus TCP通信
（一）通信方式
Modbus裝置可分為主站(poll)和從站(slave)。主站隻有一個，從站有多個，主站向各從站發送請求幀，從站給予響應。在使用TCP通信時，主站為client端，主動建立連接配接；從站為server端，等待連接配接。
- 主站請求：功能碼+資料
- 從站正常響應：請求功能碼+響應資料
- 從站異常響應：異常功能碼+異常碼，其中異常功能碼即将請求功能碼的最高有效位置1，異常碼訓示差錯類型
- 需要逾時管理機制，避免無期限的等待可能不出現的應答
- IANA（Internet Assigned Numbers Authority，網際網路編号配置設定管理機構）給Modbus協定賦予TCP端口号為502，這是目前在儀表與自動化行業中唯一配置設定到的端口号。
（二）通信過程
- connect 建立TCP連接配接
- 準備Modbus封包
- 使用send指令發送封包
- 在同一連接配接下等待應答
- 使用recv指令讀取封包，完成一次資料交換
- 通信任務結束時，關閉TCP連接配接
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