在使用Modbus協議編程的時候，會(hui) 遇到諸如40001、10001之類的地址，比如前麵的文章《實例：S7-200 SMART通過Modbus-RTU讀取溫濕度傳(chuan) 感器數據》，讀取溫濕度傳(chuan) 感器的寄存器地址用的是40001，這究竟是代表什麽(me) 意思呢？今天這篇文章，我們(men) 來談談Modbus協議的數據模型和地址模型，這樣大家就能理解這個(ge) 問題。

深入理解Modbus協議的數據模型和地址模型，西門子plc的通訊
1、Modbus協議的數據模型

數據模型是對可訪問數據的一種抽象，Modbus協議的數據模型定義(yi) 了四種可訪問的數據，分別是：

離散量輸入(Discrete Input)；
線圈(Coils)；
輸入寄存器(Input registers)；
保持寄存器(Holding registers)；
其中，離散量輸入和線圈隻支持以位(bit)的方式進行訪問，輸入寄存器和保持寄存器隻支持以字(WORD)的方式進行訪問；離散量輸入和輸入寄存器隻支持以隻讀的方式進行訪問，而線圈和保持寄存器既可以讀也可以寫(xie) ；

數據模型中成員的特點如下麵的表格所示：

 
既然數據模型是一種抽象，在實際使用時必須將其映射到真實的物理存儲(chu) 區才能被訪問。

Modbus協議允許設備將四種數據分別映射到不同的存儲(chu) 區塊中，各個(ge) 區塊之間相互獨立，使用不同的功能碼可讀取到不同的數值，如下圖所示：

 
圖1：Modbus數據模型映射到不同的存儲(chu) 區塊

Modbus協議也允許設備將四種數據映射到同一存儲(chu) 區塊中，這樣通過不同的功能碼讀取數據可能會(hui) 得到相同的數據(比如：輸入寄存器和保持寄存器為(wei) 同一物理區塊），如下圖所示：

 
圖2：Modbus數據模型映射到同一區塊

數據模型中的每一種數據都最多允許有65536個(ge) 元素（編號1~65536），元素的地址編號從(cong) 0開始，因此地址的範圍為(wei) ：0~65535；

需要說明的是：65536隻是協議允許的最大元素範圍，但並不要求全部實現。Modbus協議允許設備根據自己的實際情況實現部分元素，甚至不要求實現模型中全部四種數據；

2、Modbus協議的地址模型

為(wei) 了簡化數據模型與(yu) 設備存儲(chu) 區的對應關(guan) 係，引入了一種地址模型。該模型通過編號的方式對不同類型數據進行區分，各數據的地址編號請看下麵的表格：

 
Modbus地址模型的編號從(cong) 1開始。

由於(yu) 每一種數據都最大支持65536個(ge) 元素，因此理論上，

對於(yu) 線圈型數據來說，其地址範圍為(wei) ：000001~065536；

類似的，

離散量輸入，其地址範圍為(wei) ：100001~165536；

輸入寄存器，其地址範圍為(wei) ：300001~365536；

保持寄存器，其地址範圍為(wei) ：400001~465536；

由於(yu) 65536是比較大的數值，實際應用一般不需要這麽(me) 大的存儲(chu) 區，因此PLC廠家普遍采用的是10000以內(nei) 的地址範圍，即：

線圈地址範圍：00001~09999；

離散量輸入地址範圍：10001~19999；

輸入寄存器地址範圍：30001~39999；

保持寄存器地址範圍：40001~49999；

有了該地址模型，我們(men) 就可以從(cong) Modbus寄存器的地址判斷要訪問的區塊的類型。比如本文開頭提到到地址40001就是保持存儲(chu) 器的第一個(ge) 值的地址，而10001就是離散量輸入的第一個(ge) 值的地址；要注意的是，保持寄存器和輸入寄存器的每個(ge) 值的大小為(wei) 16bits(字），而線圈和離散量輸入每個(ge) 值的大小為(wei) 1bit(位）；

各PLC廠家根據PLC的實際情況，將Modbus的地址模型映射到實際的存儲(chu) 區。一般來說，線圈對應過程輸出映像區(Q)；離散量輸入對應過程輸入映像區(I)；輸入寄存器對應模擬量輸入(AI)；保持寄存器對應數據塊或V存儲(chu) 區或M存儲(chu) 區。以西門子S7-200 SMART為(wei) 例，其Modbus地址與(yu) 存儲(chu) 器地址的對應關(guan) 係如下表所示：

 
Modbus地址模型對於(yu) Modbus-RTU/ASCII和Modbus-TCP協議都是適用的。