Modbus RTU协议就像工业设备间的"普通话"，让不同品牌的电能表、传感器等设备能够顺畅"交流"。
瑞银Modbus通讯协议应用演示
本文将用最简单易懂的方式，带您了解Modbus RTU在电能表中的应用，即使您是完全没有技术背景的小白，也能轻松掌握这一重要工业通信协议的核心要点。
1、什么是Modbus RTU协议？Modbus RTU是一种串行通信协议，最初由Modicon公司（现为施耐德电气的一部分）在1979年为其PLC（可编程逻辑控制器）开发。
如今，它已成为工业自动化领域应用最广泛的协议之一，全球有超过400家厂商支持。
Modbus协议
为什么叫"RTU"？RTU是英文"Remote Terminal Unit"（远程终端设备）的缩写，表明这种协议主要用于远程设备间的通信。它就像电力设备间的"短信系统"，通过简单的请求和回复机制实现数据交换。
2、Modbus RTU如何工作？Modbus RTU采用 主从式通信架构 ，就像一个教室里的老师和学生
■主站（Master） ：相当于"老师"，通常是电脑、PLC或集中器，负责发起问题和指令 。
■从站（Slave） ：相当于"学生"，如电能表、传感器等设备，只能回答老师的提问，不能主动发言 在电能表应用中。
Modbus RTU的通信报文就像一条精心设计的短信，有固定的格式要求。
一条完整的Modbus RTU报文包含以下几个部分：
地址码
功能码
数据域
校验码
8-Bits
8-Bits
N×8-Bits
16-Bits
●地址码 （1字节）：相当于"收件人电话"，标识目标电能表的地址（1-247），0为广播地址。
●功能码 （1字节）：相当于"短信类型"，告诉电能表要做什么操作（如读数据、写数据等） 。
●数据域 （N字节）：具体要传输的信息内容，如寄存器地址、数据值等 。
●CRC校验码 （2字节）：相当于"防伪码"，用于检查信息在传输过程中是否出错 。
以读取瑞银电能表总正向有功电能数据的典型报文为例：
[地址00][功能码03][起始地址00 0C][读取长度00 02][CRC校验05 D9]
这相当于说："所有电表，请从000C号寄存器开始，读取1个寄存器的数据"。
1号电能表收到后会回复：
[地址01][功能码03][数据长度04][数据00 00 00 00][CRC校验FA 33]
表示："1号电表回复：读到的总正向有功电能数据值是00 00 00 00（十六进制）"（注意：该1号表为未经使用的新表）。下图为测试演示图：
Modbus RTU协议中，电能表的各种数据都存储在"电子表格"——寄存器中。寄存器主要分为四种类型：
寄存器类型读写权限功能码典型存储内容线圈寄存器读写01,05继电器状态、开关控制离散输入寄存器只读02开关量输入（如报警信号）输入寄存器只读04实时测量数据（电压、电流等）保持寄存器读写03,06设备参数、累计电量等在电能表应用中，最常见的寄存器是：
●输入寄存器：（04H功能码）：存储实时测量的电压、电流、功率等数据.
●保持寄存器：（03H功能码）：存储累计电量、设备参数等
5、瑞银电能表Modbus寄存器地址信息表modbus 协议广播地址0x00，瑞银电能表具体modbus协议寄存器地址信息，详见下面表格：
寄存器
变量名称
属性
数据
类型
个数
备 注
十六进制
单位
读写
0x0000
直流电压
V
RO
S16
1
-9999~9999
读数=有效值×10(小数点-3)例：读到数据为 5000，小数点为 2，即实际数据为：5000*10(2-3) =500.0
0x0001
电压小数点
无
RO
U16
1
值固定为：0
0x0002
直流电流值
A
RO
S16
1
-9999~ 9999
0x0003
电流小数点
无
RO
U16
1
值固定为：1
0x0008
功率值
kW
RO
S16
1
-9999~ 9999
0x0009
功率小数点
无
RO
U16
1
值固定为：1
0x000C
总正向有功电能
0.001kWh
RO
U32
2
高字节在前，低字节在后;
0x203C
1 路电压
0.0001V
RO
I32
2
高字节在前，低字节在后;
0x203E
2 路电压
0.0001V
RO
I32
2
恒为0；
0x2040
1 路电流
0.0001A
RO
I32
2
高字节在前，低字节在后;
0x2042
2 路电流
0.0001A
RO
I32
2
恒为0；
0x2044
1路功率
0.0001kW
RO
I32
2
高字节在前，低字节在后;
0x2046
2路功率
0.0001kW
RO
I32
2
恒为0；
0x9A00
正向有功总电能
kWh
RO
float
2
0xA001/0x8900
本机地址
无
RW
U16
1
0~247
备 注 说 明
名称描述U16
无符号16 位整形
U32无符号32位整形
I16有符合16位整形I32有符合32位整形float浮点数，IEEE754RO只读数据RW可读可写WO只写数据6、读取瑞银电能表报文演示通过瑞银电能表上位机软件，读取DJZ1226直流智能电能表的：总正向有功电能、电压、电流、功率以及表地址。
如上图演示，上位机发送与接收的详细报文内容：
13:25:30.229Total positive active energy(000C0002) ...
13:25:30.256 ▼Send:00 03 00 0C 00 02 05 D9
13:25:30.344 ▲Receive:01 03 04 00 00 00 00 FA 33
13:25:30.359 DC voltage(00000002) ...
13:25:30.424 ▼Send:00 03 00 00 00 02 C5 DA
13:25:30.428 ▲Receive:01 03 04 00 17 00 03 0A 36
13:25:30.494 DC current(00020002) ...
13:25:30.522 ▼Send:00 03 00 02 00 02 64 1A
13:25:30.610 ▲Receive:01 03 04 00 30 00 02 7B FD
13:25:30.621 Power(00080002) ...
13:25:30.682 ▼Send:00 03 00 08 00 02 44 18
13:25:30.690 ▲Receive:01 03 04 00 01 00 02 2A 32
13:25:30.702 Communication Address 2(A0010001) ...
13:25:30.779 ▼Send:00 03 A0 01 00 01 F6 1B
13:25:30.783 ▲Receive:01 03 02 00 01 79 84
13:25:30.795 End of reading data.
7、常见问题与调试技巧即使Modbus RTU协议相对简单，在实际应用中仍可能遇到各种问题。以下是电能表通信中常见的故障及解决方法：
01通讯完全无响应
●检查物理连接 ：
▪RS-485接线是否正确（A/B线是否接反）。
▪ 终端电阻是否匹配（一般在总线两端各接120Ω电阻）。
▪ 通信距离是否超出限制（RS-485理论可达1200米，但实际受环境影响） 。
●验证参数设置 ：
▪波特率、数据位、停止位、校验方式是否与电能表一致 。
▪设备地址是否设置正确（无重复地址）。
02通讯时好时坏
●检查线路干扰：
▪使用双绞屏蔽线，并确保屏蔽层单端接地 。
▪避免与强电线缆平行走线。
●测试单个设备 ：
▪逐个接入电能表，排查故障设备。
▪使用瑞银电子专用上位机软件（如AMS）直接与电能表通信，确认问题所在。
03数据错误
●验证CRC校验：
▪检查发送和接收的CRC码是否一致 。
▪确认数据字节顺序（Modbus RTU通常为小端模式）。
● 检查寄存器映射 ：
▪确认使用的寄存器地址与电能表说明书一致 。
▪注意寄存器地址的偏移量。
如您需要使用本文中的瑞银上位机软件（Modbus RTU协议），请联系您购买瑞银电能表的订单负责人，以及获得更多售后技术支持。
▌作者介绍：徐昌国，男，现任职于浙江瑞银电子有限公司（工业事业部），主要负责新能源电力计量仪表（充电桩电能表等）技术咨询及推广。