python实现基于串口通信的modbusrtu客户端是一件简单的事情,只要通过pymodbus模块就可以实现。
一、关于modbusrtu
1、什么是modbusrtu
modbus rtu(remote terminal unit)是一种串行通信协议,用于在工业自动化系统中传输数据。它是modbus协议的一种变体,采用二进制编码,并通常在rs-485串行通信物理层上运行。
modbus rtu协议允许设备(例如传感器、执行器、控制器等)通过串口(通常是rs-485)与计算机、plc(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)等主设备进行通信。
通信的内容可以包括传感器的测量数据、控制命令等。它是一种常见的工业通信协议,被广泛应用于自动化、监控、数据采集等领域。
modbus rtu协议的特点包括:
(1)简单性: modbus rtu协议相对简单,易于实现和理解,适用于各种规模的系统。
(2)实时性: modbus rtu通信通常具有较低的延迟,适用于实时性要求较高的应用场景。
(3)灵活性: 可以通过串口连接多个设备,实现点对点或多点通信。
(4)可靠性: modbus rtu协议提供了crc(cyclic redundancy check)校验,用于检测通信数据的错误。
(5)广泛应用: 由于其简单性和可靠性,modbus rtu协议在工业自动化中得到广泛应用,特别是在老旧系统的现代化改造中。
在modbus rtu通信中,设备通过地址进行识别,并使用不同的功能码来执行不同的操作,例如读取数据、写入数据等。通信内容以二进制形式传输,因此在硬件层面通常采用串口通信,例如rs-485。
总的来说,modbus rtu是一种用于工业自动化领域的通信协议,它提供了简单、实时和可靠的数据交换方式,使得各种设备可以方便地与控制系统进行通信。
2、modbusrtu报文解析

大体如上图所描述,在modbus rtu通信中,通信数据通过串口以二进制形式传输。
modbus rtu帧的结构如下:
(1)起始符(start of frame):帧的起始由一段静默(没有通信)的时间标志着,称为“间隙”。
(2)设备地址(address):1字节,表示modbus设备的地址。
(3)功能码(function code):1字节,表示modbus操作的类型(读、写等)。
(4)数据(data):可变长度,包含操作的参数(寄存器地址、数量等)。
(5)crc校验(cyclic redundancy check):2字节,用于检测数据传输中的错误。
(6)结束符(end of frame):帧的结束由一个固定的时间间隔标志着,称为“间隙”。
3、crc算法有多少种?
crc(循环冗余校验)是一种差错检测算法,有很多不同的变种和多项式。
以下是一些常见的crc算法及其多项式:

以上只是一些常见的crc算法,实际上,crc算法可以根据需要选择不同的多项式。每个多项式都有不同的性能特征,适用于不同的应用场景。选择适当的crc算法通常取决于数据传输的特性和错误检测的需求。
4、modbusrtu选哪种crc?
modbus rtu协议通常使用的是crc-16校验(cyclic redundancy check with 16-bit polynomial),也被称为modbus crc。crc-16校验使用了一个16位的多项式,具体而言是x^16 + x^15 + x^2 + 1。
在modbus rtu通信中,crc-16校验是标准的校验方式,它用于检测数据在传输过程中是否发生了错误。选择crc-16的原因包括其良好的性能和广泛的应用。它能够检测到大多数单比特、双比特和其他常见的传输错误。
总的来说,crc-16是modbus rtu协议中常用的一种校验方式,因为它提供了较高的错误检测能力,适用于大多数的应用场景。
5、crc计算的网站
(1)modbus rtu计算示例
注意:由于大端序和小端序的存在,以下20ea在报文中可能是ea20。

二、一个demo
1、示例程序
from pymodbus.client import modbusserialclient
# 配置串口参数
com_port = '/dev/ttys0' # 串口号(windows系统可能是com1、com2等)
baud_rate = 9600 # 波特率
parity = 'n' # 奇偶校验('n'表示无校验,'e'表示偶校验,'o'表示奇校验)
stop_bits = 1 # 停止位
data_bits = 8 # 数据位
# 创建modbus rtu客户端
client = modbusserialclient(method='rtu', port=com_port, baudrate=baud_rate,
parity=parity, stopbits=stop_bits, bytesize=data_bits)
# 连接到modbus设备
if client.connect():
print("设备连接成功")
# 读取保持寄存器的值(示例地址为1,寄存器地址为0,读取一个寄存器)
response = client.read_holding_registers(address=0, count=1, slave=1)
if response.iserror():
print("读取失败:", response)
else:
print("保持寄存器的值:", response.registers)
# 关闭连接
client.close()
else:
print("设备连接失败")2、modbusrtu与modbustcp功能码是一样的么?
modbus rtu和modbus tcp都是modbus协议的变种,因此,modbusrtu和modbustcp使用相同的功能码。
事实上,modbus通信协议的功能码定义是通用的,无论是在rtu(remote terminal unit)模式下使用串口通信,还是在tcp/ip网络上使用modbustcp,功能码的含义和用法都是相同的。
总结
以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持代码网。
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