串口通信數(shù)據(jù)校驗(yàn)問題

Modbus協(xié)議最初由Modicon公司 開發(fā)出來，在1979年末該公司成為施耐德自動化(Schneider Automation)部門的一部分，現(xiàn)在Modbus已經(jīng)是工業(yè)領(lǐng)域全球最流行的協(xié)議。此協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS-232、RS-422、RS-485和以太網(wǎng)設(shè)備。許多工業(yè)設(shè)備，包括PLC，DCS，智能儀表等都在使用Modbus協(xié)議作為他們之間的通訊標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。

當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)，Modbus協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設(shè)備地址，識別按地址發(fā)來的消 息，決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應(yīng)，控制器將生成應(yīng)答并使用Modbus協(xié)議發(fā)送給詢問方。

Modbus協(xié)議包括ASCII、RTU、TCP等，并沒有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認(rèn)識 和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。標(biāo)準(zhǔn)的Modicon控制器使用RS232C實(shí)現(xiàn)串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、命令和就答的方式，數(shù)據(jù)通訊采用Maser/Slave方式，Master端發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息，Slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到Master端以響應(yīng)請求；Master端也可以直接發(fā)消息修改Slave端的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)雙向讀寫。

Modbus協(xié)議需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，串行協(xié)議中除有奇偶校驗(yàn)外，ASCII模式采用LRC校驗(yàn)，RTU模 式采用16位CRC校驗(yàn)，但TCP模式?jīng)]有額外規(guī)定校驗(yàn)，因?yàn)門CP協(xié)議是一個面向連接的可靠協(xié)議。另外，Modbus采用主從方式定時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，在實(shí)際使用中如果 某Slave站點(diǎn)斷開后（如故障 或關(guān)機(jī)），Master端可以診 斷出來，而當(dāng)故障修復(fù)后，網(wǎng)絡(luò)又可自動接通。因此，Modbus協(xié)議的可靠性較好。

下面我來簡單的給大家介紹一下，對于Modbus的ASCII、RTU和TCP協(xié)議來說，其中TCP和RTU協(xié)議非常類似，我們只要把RTU協(xié)議的兩個字節(jié)的校驗(yàn)碼去掉，然后在RTU協(xié)議的開始加上5個0和一個6并通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送出去即可。所以在這里我僅介紹一下Modbus的ASCII和RTU協(xié)議。

下表是ASCII協(xié)議和RTU協(xié)議進(jìn)行的比較：

通過比較可以看到，ASCII協(xié)議和RTU協(xié)議相比擁有開始和結(jié)束標(biāo)記，因此在進(jìn)行程序處理時(shí)能更加方便，而且由于傳輸?shù)亩际强梢姷腁SCII字符，所以進(jìn)行調(diào)試時(shí)就更加的直觀，另外它的LRC校驗(yàn)也比較容易。但是因?yàn)樗鼈鬏數(shù)亩际强梢姷腁SCII字符，RTU傳輸?shù)臄?shù)據(jù)每一個字節(jié)ASCII都 要用兩個字節(jié)來傳輸，比如RTU傳輸一個十六進(jìn)制數(shù)0xF9,ASCII就需要傳輸’F’’9’的ASCII碼0x39和0x46兩個字節(jié)，這樣它的傳輸?shù)男示捅容^低。所以一般來說，如果所需要傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小可以考慮使用ASCII協(xié)議，如果所 需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量比較大，最好能使用RTU協(xié)議。

下面對兩種協(xié)議的校驗(yàn)進(jìn)行一下介紹。

1、LRC校驗(yàn)

LRC域是一個包含一個8位二進(jìn)制值的 字節(jié)。LRC值由傳輸設(shè)備來計(jì)算并放到消息幀中，接 收設(shè)備在接收消息的過程中計(jì)算LRC，并將它和接收 到消息中LRC域中的值比較，如果兩值不等，說明有 錯誤。

LRC校驗(yàn)比較簡單，它在ASCII協(xié)議中使 用，檢測了消息域中除開始的冒號及結(jié)束的回車換行號外的內(nèi)容。它僅僅是把每一個需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按字節(jié)疊加后取反加1即可。下面是它的VC代碼：

BYTE GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//獲得校驗(yàn)碼

{

BYTE byLrc = 0;

char pBuf[4];

int nData = 0;

for(i=1; i

{

// 每兩個需要發(fā)送的ASCII碼轉(zhuǎn)化為一個十六進(jìn)制數(shù)

pBuf [0] = pSendBuf [i];

pBuf [1] = pSendBuf [i+1];

pBuf [2] =