简述：现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线具有简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。

RS-485和现场总线同属于总线；
modbus和现场总线同属于通信协议；
严格来讲，RS-485≠现场总线，modbus≠现场总线，RS-485+modbus（还有其他什么的）才构成现场总线，其中RS-485在现场总线的物理层，modbus在现场总线的应用层，RS485即EIA-485

要讨论什么是现场总线，先要知道什么是总线：
在工业数据通信领域，总线是指由导线组成的传输线束，连接多个传感器和执行器，实现各部件之间传送信息的公共通信干线。

然后再来看国际电工技术委员会（IEC）在IEC 61158中对现场总线的标准定义：
现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。
从定义中可以看到，现场总线是一种数据总线技术，是一种通信协议，且该通信是数字式、串行、多节点的。

图 1 给出了现场总线相应的物理结构。与开放式互连(OSI)参考模型相比，现场总线的物理结构只涉及到物理层、数据链路层和应用层，这是因为遍历全部七层的协议成本不适用于一个实时响应的解决方案。

RS-485是什么？
RS-485 是由美国电子工业协会在 RS-422 的基础上制订并发布的总线工业标准（EIA-485，1983；EIA-485和RS-485指代同一种技术规范），其各方面性能与 RS-232 相比有了较大的提高，因而广泛应用于中小型集散系统中。
由此可见RS-485是一种总线，即RS-485总线。有些文章可能会提到RS-485是一种串口/接口标准，实际上RS-485总线工业标准包括了总线接口的电气标准。

但是RS-485总线标准对于通信网络中相关的应用层通信协议并没有做出明确的规定，因此开发者可以建立对自己的通信网络设备相关的所适用的高层通信协议标准。
Modbus通信协议可以认为是属于应用层的工业控制技术的通信协议，在物理层方面可以遵循RS-485总线标准。

总结

RS-485和现场总线同属于总线；
modbus和现场总线同属于通信协议；
严格来讲，RS-485≠现场总线，modbus≠现场总线，RS-485+modbus（还有其他什么的）才构成现场总线，其中RS-485在现场总线的物理层，modbus在现场总线的应用层

Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（De facto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（De facto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。 [1] Modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有： [2]

公开发表并且无版权要求
易于部署和维护
对供应商来说，修改移动本地的比特或字节没有很多限制

Modbus允许多个 (大约240个) 设备连接在同一个网络上进行通信，举个例子，一个测量温度和湿度的装置，并且将结果发送给计算机。在数据采集与监视控制系统（SCADA）中，Modbus通常用来连接监控计算机和远程终端控制系统（RTU）。

协议版本

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Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。

大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485物理层进行。

对于串行连接，存在两个变种，它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式，Modbus ASCII是一种人类可读的，冗长的表示方式。这两个变种都使用串行通信（serial communication）方式。RTU格式后续的命令/数据带有循环冗余校验的校验和，而ASCII格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为RTU变种的节点不会和设置为ASCII变种的节点通信，反之亦然。

对于通过TCP/IP（例如以太网）的连接，存在多个Modbus/TCP变种，这种方式不需要校验和计算。

对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的。

Modbus有一个扩展版本Modbus Plus（Modbus+或者MB+），不过此协议是Modicon专有的，和Modbus不同。它需要一个专门的协处理器来处理类似HDLC的高速令牌旋转。它使用1Mbit/s的双绞线，并且每个节点都有转换隔离装置，是一种采用转换/边缘触发而不是电压/水平触发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口，通常是支持ISA（SA85），PCI或者PMCIA总线的板卡。

通信和设备

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Modbus协议是一个master/slave架构的协议。有一个节点是master节点，其他使用Modbus协议参与通信的节点是slave节点。每一个slave设备都有一个唯一的地址。在串行和MB+网络中，只有被指定为主节点的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何一个设备都能发送一个Modbus命令，但是通常也只有一个主节点设备启动指令）。

一个ModBus命令包含了打算执行的设备的Modbus地址。所有设备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令（地址0例外，指定地址0的指令是广播指令，所有收到指令的设备都会运行，不过不回应指令）。所有的Modbus命令包含了检查码，以确定到达的命令没有被破坏。基本的ModBus命令能指令一个RTU改变它的寄存器的某个值，控制或者读取一个I/O端口，以及指挥设备回送一个或者多个其寄存器中的数据。

有许多modems和网关支持Modbus协议，因为Modbus协议很简单而且容易复制。它们当中一些为这个协议特别设计的。有使用有线、无线通信甚至短消息和GPRS的不同实现。不过设计者需要克服一些包括高延迟和时序的问题。

实现

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几乎所有的实现都是官方标准的某种变体。不同的供应商设备之间可能无法正确的通信。一些主要的变化有：

数据类型
- IEEE标准的浮点数
- 32位整型数
- 8位数据
- 混合数据类型
- 整数中的位域
- multipliers to change data to/from integer. 10, 100, 1000, 256 ...
协议扩展
- 16位的从站地址
- 32位的数据大小（1个地址 = 返回32位数据）
- 字交换数据

限制

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Modbus是在1970年末为modbus通信开发的，这些有限的数据类型在那个时代是可以被PLC理解的，大型二进制对象数据是不支持的。
对节点而言，没有一个标准的方法找到数据对象的描述信息，举个例子，确定一个寄存器数据是否表示一个介于30-175度之间的温度。
由于Modbus是一个主/从协议，没有办法要求设备“报告异常”（构建在以太网的TCP/IP协议之上，被称为open-mbus除外）- 主节点必须循环的询问每个节点设备，并查找数据中的变化。在带宽可能比较宝贵的应用中，这种方式在应用中消耗带宽和网络时间，例如在低速率的无线链路上。
Modbus在一个数据链路上只能处理247个地址，这种情况限制了可以连接到主控站点的设备数量（再一次指出以太网TCP/IP除外）
Modbus传输在远端通讯设备之间缓冲数据的方式进行，有对通信一定是连续的限制，避免了传输中的缓冲区漏洞的问题
Modbus协议自身提供针对未经授权的命令或截取数据没有安全性。 [3]

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总结

协议版本

通信和设备

实现

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