Modbus

Modbus是ぜ一いち種しゅ串くし行ぎょう通つう訊協定きょうてい，是ぜModicon公司こうし（現在げんざい的てき施ほどこせ耐たい德とく電氣でんき）於1979年ねん為ため使用しよう可か程ほど式しき化か邏輯控ひかえ制せい器き（PLC）通どおり訊而發表はっぴょう。Modbus已やめ經けい成なり為ため工業こうぎょう領域りょういき通どおり訊協定きょうてい事實じじつ上じょう的てき業界ぎょうかい標準ひょうじゅん，並なみ且現在ざい是ぜ工業こうぎょう電子でんし裝置そうち之の間あいだ常用じょうよう的てき連接れんせつ方式ほうしき。 Modbus比ひ其他通どおり訊協定きょうてい使用しよう的てき更さら廣こう泛的主要しゅよう原因げんいん有ゆう：

1. 公開こうかい發表はっぴょう並なみ且無著作ちょさく權けん要求ようきゅう
2. 易えき於部署しょ和わ維護
3. 對たい供應きょうおう商しょう來らい說せつ，修おさむ改あらため移動いどう原生げんせい的てき位い元もと或ある位くらい元もと組くみ沒ぼつ有ゆう很多限げん制せい

Modbus允許いんきょ多た個こ (大約たいやく240個こ) 裝置そうち連接れんせつ在ざい同どう一個網絡上進行通訊，舉個例れい子こ，一個由測量溫度和濕度的裝置，並なみ且將結果けっか傳送でんそう給きゅう電腦でんのう。在ざい數かず據よりどころ採集さいしゅう與あずか監視かんし控ひかえ制せい系統けいとう（SCADA）中ちゅう，Modbus通常つうじょう用よう來らい連接れんせつ監かん控ひかえ電腦でんのう和わ遠とお端はし終端しゅうたん控ひかえ制せい系統けいとう（RTU）。

協定きょうてい版本はんぽん

Modbus協定きょうてい目前もくぜん存在そんざい用よう於序列じょれつ埠、乙おつ太たい網もう路ろ以及其他支持しじ互聯網もう協定きょうてい的まと網もう絡からま的てき版本はんぽん。

大だい多數たすうModbus裝置そうち通どおり訊通過つうか串くしEIA-485實體じったい層そう進行しんこう。

對たい於串行ぎょう連接れんせつ，存在そんざい兩個りゃんこ變種へんしゅ，它們在ざい數すう值數據よりどころ表示ひょうじ不ふ同和どうわ協定きょうてい細ほそ節ぶし上略じょうりゃく有ゆう不同ふどう。Modbus RTU是ぜ一いち種しゅ緊湊的てき，採用さいよう二進制表示數據的方式，Modbus ASCII是ぜ一いち種しゅ人類じんるい可讀かどく的てき，冗長じょうちょう的てき表示ひょうじ方式ほうしき。這兩個りゃんこ變種へんしゅ都と使用しよう串くし行ぎょう通どおり訊（serial communication）方式ほうしき。RTU格式かくしき後續こうぞく的てき命令めいれい／數かず據よりどころ帶たい有ゆう迴圈冗餘校こう驗けん的まと校こう驗けん和わ，而ASCII格式かくしき採用さいよう縱たて向こう冗餘校こう驗けん的まと校こう驗けん和わ。被ひ組くみ態たい為ためRTU變種へんしゅ的てき節點せってん不ふ會かい和わ設置せっち為ためASCII變種へんしゅ的てき節點せってん通どおり訊，反たん之の亦また然しか。

對たい於通過つうかTCP/IP（例れい如乙おつ太たい網もう路ろ）的てき連接れんせつ，存在そんざい多た個こModbus/TCP變種へんしゅ，這種方式ほうしき不ふ需要じゅよう校こう驗けん和わ計算けいさん。

對たい於所有しょゆう的てき這三種通訊協定在數據模型和功能呼叫上都是相同的，只ただ有ゆう封ふう裝そう方式ほうしき是ぜ不同ふどう的てき。

Modbus有ゆう一いち個こ擴充かくじゅう版本はんぽんModbus Plus（Modbus+或ある者ものMB+），不ふ過か此協定きょうてい是ぜModicon專有せんゆう的てき，和かずModbus不同ふどう。它需要じゅよう一個專門的協處理器來處理類似HDLC的てき高速こうそく權けん杖つえ旋轉せんてん。它使用しよう1Mbit/s的てき雙そう絞しぼ線せん，並なみ且每個こ節點せってん都と有ゆう轉換てんかん隔離かくり裝置そうち，是ぜ一いち種しゅ採用さいよう轉換てんかん／邊あたり緣えん觸發しょくはつ而不是ぜ電壓でんあつ／水平すいへい觸發しょくはつ的てき裝置そうち。連接れんせつModbus Plus到いた電腦でんのう需要じゅよう特別とくべつ的てき介かい面めん，通常つうじょう是ぜ支援しえんISA（SA85），PCI或ある者ものPCMCIA匯流排はい的てき板いた卡。

通つう訊和裝置そうち

Modbus協定きょうてい是ぜ一いち個こmaster/slave架か構的協定きょうてい。有ゆう一いち個こ節點せってん是ぜmaster節點せってん，其他使用しようModbus協定きょうてい參與さんよ通どおり訊的節點せってん是ぜslave節點せってん。每まい一いち個こslave裝置そうち都と有ゆう一いち個こ唯一ゆいいつ的てき地ち址し。在ざい串くし行ぎょう和わMB+網もう絡からま中なか，只ただ有ゆう被ひ指定してい為ため主ぬし節點せってん的てき節點せってん可か以啟動どう一いち個こ命令めいれい（在ざい乙おつ太たい網もう路上ろじょう，任にん何なん一いち個こ裝置そうち都と能のう傳送でんそう一いち個こModbus命令めいれい，但ただし是ぜ通常つうじょう也只有ゆう一個主節點裝置啟動指令）。

一いち個こModBus命令めいれい包含ほうがん了りょう打算ださん執行しっこう的てき裝置そうち的てきModbus地ち址し。所有しょゆう裝置そうち都會とかい收おさむ到いた命令めいれい，但ただし只ただ有ゆう指定してい位置いち的てき裝置そうち會かい執行しっこう及回應おう指令しれい（地ち址し0例外れいがい，指定してい地ち址し0的てき指令しれい是ぜ廣こう播指令れい，所有しょゆう收おさむ到いた指令しれい的てき裝置そうち都會とかい執行しっこう，不ふ過か不ふ回かい應おう指令しれい）。所有しょゆう的てきModbus命令めいれい包含ほうがん了りょう檢けん查碼，以確定かくてい到達とうたつ的てき命令めいれい沒ぼつ有ゆう被ひ破壞はかい。基本きほん的てきModBus命令めいれい能のう指揮しき一いち個こRTU改變かいへん它的暫存器き的てき某ぼう個こ值，控ひかえ制せい或ある者もの讀取よみと一いち個こI/O埠，以及指揮しき裝置そうち回送かいそう一個或者多個其暫存器中的數據。

有ゆう許多きょたmodems和わ閘道器き支援しえんModbus協定きょうてい，因いん為ためModbus協定きょうてい很簡單かんたん而且容易ようい複製ふくせい。它們當とう中なか一些為這個協定特別設計的。有ゆう使用しよう有線ゆうせん、無線むせん通どおり訊甚至いたり短たん訊和GPRS的てき不同ふどう實現じつげん。不ふ過か設計せっけい者しゃ需要じゅよう克服こくふく一些包括高延遲和時序的問題。

實現じつげん

幾いく乎所有しょゆう的てき實現じつげん都と是ぜ官かん方かた標準ひょうじゅん的てき某ぼう種しゅ變體へんたい。不同ふどう的てき供應きょうおう商しょう裝置そうち之の間あいだ可能かのう無法むほう正確せいかく的てき通どおり訊。一些主要的變化有：

• 資料しりょう類型るいけい
  • IEEE標準ひょうじゅん的てき浮點數すう
  • 32位い元げん整せい型がた數すう
  • 8位い元もと數すう據よりどころ
  • 混合こんごう資料しりょう類型るいけい
  • 整數せいすう中ちゅう的てき位い域いき
  • multipliers to change data to/from integer. 10, 100, 1000, 256 ...

• 協定きょうてい擴充かくじゅう
  • 16位い元もと的てき從したがえ站地址し
  • 32位い元もと的てき數すう據よりどころ大小だいしょう（1個いっこ地ち址し = 返かえし回かい32位い元もと數すう據よりどころ）
  • 字じ交換こうかん數すう據よりどころ

限きり制せい

• Modbus是ぜ在ざい1970年ねん末まつ為ため可か程ほど式しき化か邏輯控ひかえ制せい器き通つう訊開發かいはつ的てき，這些有限ゆうげん的てき資料しりょう類型るいけい在ざい那な個こ時代じだい是ぜ可か以被PLC理解りかい的てき，大型おおがた二進制對象數據是不支援的。

• 對たい節點せってん而言，沒ぼつ有ゆう一個標準的方法找到數據對象的描述資訊，舉個例れい子こ，確定かくてい一個暫存器數據是否表示一個介於30-175度ど之の間あいだ的てき溫度おんど。

• 由よし於Modbus是ぜ一いち個こ主ぬし／從したがえ協定きょうてい，沒ぼつ有ゆう辦法要求ようきゅう裝置そうち「報告ほうこく異常いじょう」（構建在ざい乙おつ太たい網もう路ろ的てきTCP/IP協定きょうてい之の上うえ，被ひ稱しょう為ためopen-mbus除外じょがい）- 主しゅ節點せってん必須ひっす迴圈的てき詢問每ごと個こ節點せってん裝置そうち，並なみ尋ひろ找數據よりどころ中ちゅう的てき變化へんか。在ざい頻しき寬ひろし可能かのう比較ひかく寶たから貴たか的てき應用おうよう中ちゅう，這種方式ほうしき在ざい應用おうよう中ちゅう消耗しょうもう頻しき寬和ひろかず網もう絡からま時間じかん，例れい如在低速ていそく率りつ的てき無線むせん鏈路上じょう。

• Modbus在ざい一個數據鏈路上只能處理247個こ地ち址し，這種情況じょうきょう限げん制せい了りょう可か以連接れんせつ到いた主しゅ控ひかえ站點的てき裝置そうち數量すうりょう（再さい一次指出乙太網路TCP/IP除外じょがい）

• Modbus傳でん輸在遠どお端はし通どおり訊裝置そうち之の間あいだ緩衝かんしょう數すう據よりどころ的てき方式ほうしき進行しんこう，有ゆう對たい通どおり訊一定いってい是ぜ連續れんぞく的てき限きり制せい，避免了りょう傳でん輸中的てき緩衝かんしょう區く漏も洞ほら的てき問題もんだい

• Modbus協定きょうてい針はり對たい未み經けい授權的てき命令めいれい或ある截取數すう據よりどころ沒ぼつ有ゆう安全あんぜん性せい。

Modbus 通どおり訊協定きょうてい學理がくり上じょう的てき弱點じゃくてん分析ぶんせき

Modbus 當初とうしょ設計せっけい的てき時候じこう，主要しゅよう着ぎ重じゅう兩りょう點てん，分別ふんべつ是ぜ簡單かんたん－易えき於各項かくこう系統けいとう或ある是ぜ裝置そうち上じょう的てき實現じつげん與あずか各項かくこう系統けいとう所しょ需求的てき資源しげん較低，以利降くだ低てい成本なりもと， 另一則そく是ぜ通用つうよう－便びん於整合せいごう各かく式しき各樣かくよう裝置そうち或ある是ぜ平台ひらだい，同樣どうよう地ち，這樣也帶來らい一いち些缺點てん，從したがえ資し安やす的てき角度かくど上じょう去さ解析かいせき可か發現はつげん具有ぐゆう三さん個こ主要しゅよう的てき弱點じゃくてん：

1. 沒ぼつ有ゆう保護ほご機き制せい－指令しれい明あかり碼傳輸(透過とうか第だい三方封包側錄軟件就可以擷取封包內容，無む須解密みつ)。
2. 沒ぼつ有ゆう認證にんしょう機き制せい－符合ふごう規範きはん就執行しっこう (只ただ要よう符合ふごうModbus規範きはん之の封ふうじ包つつみ傳でん輸便可か透過とうか第だい三方控制軟件監控接受端裝置)
3. 有ゆう可能かのう有ゆう實現じつげん上じょう的てき問題もんだい(針はり對たい未定義みていぎ參考さんこう位置いち輸入ゆにゅう指令しれい值，可能かのう造成ぞうせい接收せっしゅう端はし傳でん輸異常いじょう進しん而癱瘓接收せっしゅう端はし裝置そうち)。

參考さんこう文獻ぶんけん

• https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=8176605 （頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）

外部がいぶ連結れんけつ

• 詳細しょうさい協定きょうてい說明せつめい（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）
• Modbus-IDA站點（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）

開源かいげん軟件

• 一いち個こ基もと於GNU/Linux C開發かいはつ的てき開源かいげんModbus庫こ（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）
• 為ため微ほろ控ひかえ制せい器き開發かいはつ的てき免めん費ひ的てきModbus ASCII/RTU和わTCP軟件（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）。
• C開發かいはつ。新しん站點位置いちhttp://www.freemodbus.org（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）。商業しょうぎょう支援しえん版本はんぽん在ざいhttp://www.embedded-solutions.at（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）。
• NModbus（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）是ぜ一いち個こ有ゆう例れい子こ的てきC#實現じつげん版本はんぽん
• Perl語ご言げん開發かいはつ的てきProtocol::Modbus
• Perl語ご言げん開發かいはつ的てきModbus::Client（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）
• Ruby開發かいはつ的てきModbus master（頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於互聯網もう檔案館かん）。公共こうきょう領域りょういき的てき範はん例れい代だい碼，可か以很容易ようい的てき用よう其他手しゅ稿こう語ご言げん重おも新しん開發かいはつ。