工業物聯網常見的工業協議簡介
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前言
在目前軟體事業部有很大一部分是傳統IT從業人員，對於工業控制協議比較陌生，因此再做工業大資料採集時，對於各類工業協議有時容易搞不清楚，我簡單把在做工業大資料採集時常見的幾種工業協議整理了一下，以便搞清這些工業協議的概念和區別。
OSI（Open System Interconnect）參考模型
常見的工業協議按照OSI（Open System Interconnect）參考模型分到了不同層次
這只是為了容易理解和區分各類協議，實際上，隨著各種協議的發展，很多自身都跨越了很多層次，能夠實現多層協議的功能，我們做的劃分只是它最重要的功能所處的協議層。
物理層
RS232
在序列通訊時，要求通訊雙方都採用一個標準介面，使不同的裝置可以方便地連線起來進行通訊。
RS-232-C介面是目前最常用的 一種序列通訊介面 。
RS-232-C是美國電子工業協會EIA（Electronic IndustryAssociation）制定的 一種序列物理介面標準 。
RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號，C表示修改次數（“RS-232-C”中的“-C”只不過表示RS-232的版本，所以與“RS-232”簡稱是一樣的）
。
RS-232-C匯流排標準設有25條訊號線，包括一個主通道和一個輔助通道。
工業控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三條線。通常 RS-232 介面以9個引腳 (DB-9) 或是25個引腳 (DB-25) 的型態出現，一般個人計算機上會有兩組 RS-232 介面，分別稱為 COM1 和 COM2。
RS485
隨著企業資訊化法發著的需要，企業在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯網通訊介面。
最初是資料模擬訊號輸出簡單過程量，後來儀表介面是RS232介面，這種介面可以實現點對點的通訊方式，但這種方式不能實現聯網功能。隨後出現的RS485解決了這個問題。
485通訊介面一個對通訊介面的硬體描述，它只需要兩根通訊線，即可以在兩個或兩個以上的裝置之間進行資料傳輸。
這種資料傳輸的連線，是半雙工的通訊方式。
在某一個時刻，一個裝置只能進行傳送資料或接收資料。而RS232是全雙工，最少3條通訊線（RX,TX,GND），因為使用絕對電壓表示邏輯，由於干擾，導線電阻等原因，通訊距離不遠，低速時幾十米也是可以的。
在RS232或RS485裝置聯成的裝置網中，如果裝置數量超過2臺，就必須使用RS485做通訊介質，RS485網的裝置間要想相互通訊息只有通過“主（Master）”裝置中轉才能實現，這個主裝置通常是PC，而這種裝置網中只允許存在一個主裝置，其餘全部是"從（Slave）"裝置。
而現場匯流排技術是以ISO/OSI模型為基礎的，具有完整的軟體支援系統，能夠解決匯流排控制、衝突檢測、鏈路維護等問題 。
資料鏈路層
CAN
控制器區域網CAN（ Controller Area Network）屬於現場匯流排的範疇，是一種有效支援分散式控制系統的序列通訊網路。
是由德國博世公司在20世紀80年代專門 為汽車行業開發的一種序列通訊匯流排 。
由於其高效能、高可靠性以及獨特的設計而越來越受到人們的重視，被廣泛應用於諸多領域。
CAN協議分為二層：物理層和資料鏈路層。
CAN的訊號傳輸採用短幀結構，傳輸時間短，具有自動關閉功能，具有較強的抗干擾能力。
CAN支援多主工作方式，並採用了非破壞性匯流排仲裁技術，通過設定優先順序來避免衝突，通訊距離最遠可達10KM/5Kbps/s，通訊速率最高可達40M /1Mbp/s，網路節點數實際可達110個。
由於CAN匯流排本身的特點,其應用範圍目前已不再侷限於汽車行業,而向自動控制、航空航天、航海、過程工業、機械工業、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫療器械及感測器等領域發展；
ProfiBus
ProfiBus是德國標準（DIN19245）和歐洲標準（EN50170）的現場匯流排標準。
由PROFIBUS--DP、PROFIBUS－FMS、PROFIBUS－PA系列組成。
- DP用於分散外設間高速資料傳輸，適用於加工自動化領域。
- FMS適用於紡織、樓宇自動化、可程式設計控制器、低壓開關等。
- PA用於過程自動化的匯流排型別，服從IEC1158－2標準。
PROFIBUS是 一種用於工廠自動化車間級監控和現場裝置層資料通訊與控制的現場匯流排技術。
可實現現場裝置層到車間級監控的分散式數字控制和現場通訊網路，從而為實現工廠綜合自動化和現場裝置智慧化提供了可行的解決方案。
該標準廣泛適用於製造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。
應用層
ModBus
Modbus是由Modicon（現為施耐德電氣公司的一個品牌）在1979年發明的， 是全球第一個真正用於工業現場的匯流排協議。
ModBus網路是一個工業通訊系統，由帶智慧終端的可編程式控制器和計算機通過公用線路或區域性專用線路連線而成。
其系統結構既包括硬體、亦包括軟體。
它可應用於各種資料採集和過程監控。
ModBus網路只有一個主機，所有通訊都由他發出。網路可支援247個之多的遠端從屬控制器，但實際所支援的從機數要由所用通訊裝置決定。採用這個系統，各PC可以和中心主機交換資訊而不影響各PC執行本身的控制任務。
Modbus協議是應用於電子控制器上的一種通用語言。 ==通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網路（例如乙太網）和其它裝置之間可以通訊== 。它已經成為一通用工業標準。
有了它，不同廠商生產的控制裝置可以連成工業網路，進行集中監控。此協議定義了一個控制器能認識使用的訊息結構，而不管它們是經過何種網路進行通訊的。它描述了一控制器請求訪問其它裝置的過程，如何迴應來自其它裝置的請求，以及怎樣偵測錯誤並記錄。它制定了訊息域格局和內容的公共格式。
== Modbus是通訊協議 ，而RS232、RS485只能代表通訊的物理介質層和鏈路層。==
Modbus協議支援傳統的RS-232、RS-422、RS-485和乙太網裝置。
許多工業裝置，包括PLC，DCS，智慧儀表等都在使用Modbus協議作為他們之間的通訊標準。
軟體介面
OPC
OPC全稱是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出現為基於Windows的應用程式和現場過程控制應用建立了橋樑。
在過去，為了存取現場裝置的資料資訊，每一個應用軟體開發商都需要編寫專用的介面函式。由於現場裝置的種類繁多，且產品的不斷升級，往往給使用者和軟體開發商帶來了巨大的工作負擔。
通常這樣也不能滿足工作的實際需要，系統整合商和開發商急切需要一種具有高效性、可靠性、開放性、可互操作性的即插即用的裝置驅動程式。
在這種情況下，OPC標準應運而生。OPC標準以微軟公司的OLE技術為基礎，它的制定是通過提供一套標準的OLE/COM介面完成的，在OPC技術中使用的是OLE 2技術，OLE標準允許多臺微機之間交換文件、圖形等物件。
總結
大致上可以這樣理解，
- RS232、RS485是硬體介面技術，
- CAN、ProBus等是現場匯流排技術，
- ModBus是工業控制協議，
- OPC是網路資料介面