定义
Modbus 是工业领域广泛使用的串行通信协议，包括 Modbus RTU（基于 RS-485 串口）和 Modbus TCP（基于以太网）。用于 PLC、传感器、仪表、变频器等工业设备的数据采集与控制，支持功能码 01/02/03/04/05/06/15/16 进行线圈与寄存器读写。
协议变体
Modbus RTU：基于 RS485 半双工，主从轮询，CRC 校验，典型波特率 9600；Modbus ASCII：可读性更好，效率较低；Modbus TCP：基于以太网，在 TCP 502 端口，增加 MBAP 头，便于跨网络。工业网关、RTU、DTU 常支持 Modbus RTU 采集，并转换为 Modbus TCP、MQTT、OPC UA 等上报。
功能码与数据区
01 读线圈、02 读离散输入、03 读保持寄存器、04 读输入寄存器、05 写单线圈、06 写单寄存器、15 写多线圈、16 写多寄存器。寄存器地址通常 0～65535，不同设备对地址映射（如 40001 保持寄存器）有约定。工业网关需根据设备手册配置从站地址、寄存器映射、数据类型（INT16/UINT32/Float 等）。
应用场景
PLC、变频器、仪表、传感器数据采集；SCADA、DCS、MES 设备接入；AMR 抄表、EMS 能源管理；工业物联网边缘网关协议转换。Modbus 为事实工业标准，设备支持广泛，集成成本低。
地址模型与主站轮询节拍
线圈和寄存器不是同一种量
协议把现场量分成几块互不通用的表。线圈和离散输入是位，保持寄存器和输入寄存器是字。读线圈的功能码不能拿去读模拟量，写单个寄存器和写一段寄存器的报文长度也不一样。主站发出的是“从站号 + 功能码 + 起始地址 + 数量”，从站只回答自己的那一帧。总线上没有设备会主动上报，所以扫描周期完全由主站排程决定，从站数量一多，最坏响应时间就是把每台的超时加在一起。
串行版本在差分或三线链路上半双工传输，帧尾靠静默间隔判断，校验用循环冗余。以太网版本把同样的功能码装进 TCP，端口约定在 502，前面多了事务标识，可以同时有多路请求，但设备内部的处理队列未必撑得住并发。网关若把串行从站映射成多个 TCP 连接同时去读，底层仍然只有一条半双工线，请求会在网关里排队，超时时间要按排队后的时间重算。
半双工总线只能有一个主站
使用串行链路时，一条物理总线只允许一个主站轮询。第二个主站、一台插上的调试笔记本或一个也在广播的网关，都会把应答帧撞碎。从站地址必须在这条总线上唯一。波特率、校验位和停止位三台设备有一台不一致，这一台就会永远超时，而其他从站仍正常，故障看起来像“单台设备坏了”。
它适合点表稳定、刷新在百毫秒到数秒、由采集侧主动读取的仪表、变频器和小型控制器。不适合大量突发报警，也不适合让从站随时插话。需要事件推送时，应在网关里把轮询结果转成别的上报方式，而不是指望从站自己说话。与 PLC 通信时，先确认对方把数据放在保持寄存器还是输入寄存器，再决定功能码。
字序、位序和地址偏移
地址偏移是集成时最常翻车的地方。有的手册从 0 编写保持寄存器，有的把 40001 当作第一个字，组态软件若再自动减一，读到的就是相邻寄存器，数值看起来“有数但不对”。32 位整数和浮点跨两个寄存器，字序可能是高字在前，也可能是低字在前，字节在字内还会再颠倒。不对照手册用已知物理量做一次换算，缩放后的工程值会差出一个数量级。
写操作比读操作更危险。把遥控点写成线圈、把设定值写成错误的寄存器，现场设备会立刻动作。上线时应先只读，核对从站号、功能码和一两个已知量，再开放写。异常码要单独解析：从站回答“非法地址”和主站自己超时不是同一种故障。多主站抢总线、广播写无法确认、以及把 EtherNet/IP 的对象模型当成寄存器平坦地址，都会得到无法复现的偶发错误。