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會(huì)員注冊(cè)在使用Modbus協(xié)議的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)遇到諸如40001、30001，10001之類的地址，這些數(shù)字代表什么含義呢？這其實(shí)是Modbus協(xié)議的數(shù)據(jù)模型和地址模型。
Modbus協(xié)議的數(shù)據(jù)模型
數(shù)據(jù)模型是對(duì)從站設(shè)備可訪問的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象，Modbus協(xié)議的數(shù)據(jù)模型定義了四種可訪問的數(shù)據(jù)：
| 數(shù)據(jù)區(qū)塊 | 數(shù)據(jù)類型 | 訪問類型 |
|---|---|---|
| 線圈(Coils) | 布爾 | 讀/寫 |
| 離散量輸入(Discrete Input) | 布爾 | 只讀 |
| 輸入寄存器(Input registers) | 無符號(hào)2字節(jié)整型 | 只讀 |
| 保持寄存器(Holding registers) | 無符號(hào)2字節(jié)整型 | 讀/寫 |
其中，離散量輸入和線圈數(shù)據(jù)類型是布爾量，因此只支持以位(bit)的方式進(jìn)行訪問，輸入寄存器和保持寄存器數(shù)據(jù)類型是無符號(hào)2字節(jié)整型，因此支持以字的方式進(jìn)行訪問。當(dāng)主設(shè)備訪問從設(shè)備的這些數(shù)據(jù)模型時(shí)，離散量輸入和輸入寄存器只支持以只讀的方式進(jìn)行訪問，而線圈和保持寄存器既可以讀也可以寫。
| 地址前綴編號(hào) | 編號(hào)范圍 (1~65536) |
編號(hào)范圍 (1~9999) |
數(shù)據(jù)區(qū)塊 | 數(shù)據(jù)類型 | 訪問類型 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 000001~065536 | 00001~09999 | 線圈(Coils) | 布爾 | 讀/寫 |
| 1 | 100001~165536 | 10001~19999 | 離散量輸入 (Discrete Input) |
布爾 | 只讀 |
| 3 | 300001~365536 | 30001~39999 | 輸入寄存器(Input registers) | 無符號(hào)2字節(jié)整型 | 只讀 |
| 4 | 400001~465536 | 40001~49999 | 保持寄存器(Holding registers) | 無符號(hào)2字節(jié)整型 | 讀/寫 |
數(shù)據(jù)模型中的每一種數(shù)據(jù)區(qū)塊都最多允許有65536(2^16)個(gè)元素，Modbus定義了每個(gè)數(shù)據(jù)元素的地址，范圍從0到65,535。但是每個(gè)數(shù)據(jù)元素的編號(hào)從1開始，范圍從1到65,536。
需要說明的是：65536只是協(xié)議允許的最大元素范圍，并不要求全部實(shí)現(xiàn)。Modbus協(xié)議允許設(shè)備根據(jù)自己的實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)部分元素，甚至不要求實(shí)現(xiàn)模型中全部四種數(shù)據(jù)模型。譬如設(shè)備可能會(huì)選擇不執(zhí)行線圈、離散輸入或輸入寄存器，而只使用保持寄存器150至175和200至225。這是完全可以接受的，并且通過異常來處理無效的訪問。
Modbus協(xié)議的地址模型
雖然規(guī)范將不同的數(shù)據(jù)類型定義為存在不同的區(qū)塊中，并為每種類型分配一個(gè)本地地址范圍，但這并不一定會(huì)轉(zhuǎn)化為用于記錄或理解給定設(shè)備的Modbus可訪問內(nèi)存的直觀編址方案。
為了簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)模型與設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，又引入了地址模型的概念，通過編號(hào)的方式對(duì)不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分，也就是通過特定的編號(hào)作為前綴加到所討論的數(shù)據(jù)地址中。如表中所示，通過0,1,3,4分別表示線圈，離散量輸入，輸入寄存器，和保持寄存器。
因此理論上，
線圈地址范圍：000001~065536
離散量輸入地址范圍：100001~165536
輸入寄存器地址范圍：300001~365536
保持寄存器地址范圍：400001~465536
由于65536是比較大的數(shù)值，實(shí)際應(yīng)用一般不需要這么大的存儲(chǔ)區(qū)，因此設(shè)備廠家普遍采用的是10000以內(nèi)的地址范圍，即：
線圈地址范圍：00001~09999
離散量輸入地址范圍：10001~19999
輸入寄存器地址范圍：30001~39999
保持寄存器地址范圍：40001~49999
有了該地址模型，我們就可以從Modbus寄存器的地址判斷要訪問的區(qū)塊的類型。譬如常見到的寄存器地址40001/400001，最前面的4表明它是一個(gè)保持寄存器，后面的0001或者00001都是指第一個(gè)保持存儲(chǔ)器，并且它的地址是0。寄存器30004表明它是輸入寄存器，地址是3。寄存器10008表明它是離散量輸入，地址是7。
要注意的是，保持寄存器和輸入寄存器中的數(shù)值是2個(gè)字節(jié)，而線圈和離散量輸入中數(shù)值大小僅為1bit (位）。
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