Modbus協議標準定義了一些常見的波特率，如2400、4800、9600、19200、38400、57600和115200 bps，這個波特率的單位(bps)是bit/s，比如我們常用的波特率9600，意思就是設備一秒鐘可以往外發送9600個0或1。

波特率在串口通信中起著至關重要的作用。它決定了數據傳輸的速度和通信效率。具體而言，波特率越高，數據傳輸速度越快，通信效率也就越高。然而在實際應用中并不是越大越好，選擇合適的波特率也并非一成不變，需要根據具體的應用場景和硬件設備進行調整來選擇合適的波特率。

下面列出影響選擇Modbus通信波特率的關鍵因素：

1. 通信距離

長距離通信：波特率越高，信號在傳輸過程中衰減的可能性越大，因此在長距離通信時，波特率不宜過高。在這種情況下，選擇較低的波特率（如最常用的9600bps）可以提高通信的穩定性和抗干擾能力。

短距離通信：在較短的通信距離下，可以選擇較高的波特率（如19200bps或115200bps），以提高數據傳輸速度，我們平時用的Modbus設備配置工具，使用115200bps較多。

2. 通信介質

不同的通信介質有不同的信號衰減和噪聲特性，這些都會影響波特率的選擇。

RS-485：常見的最高波特率可達115200bps，但是9600bps使用的還是最多。RS-485是一種差分信號傳輸標準，具有較強的抗干擾能力，支持較長的通信距離和較高的波特率。

例如下圖中的方案，以西門子S7-200SMART和三菱FX3U PLC為例，這個方案正是利用了RS-485的這些優勢，驗證了不同品牌PLC之間能否實現Modbus RTU協議下的無線485通訊。

RS-232：RS-232是一種單端信號傳輸標準，抗干擾能力相對較弱，適合較短的通信距離。但是最高波特率也可以達到115200bps，但實際應用中往往選擇較低的波特率以保證可靠性。

3. 系統負載

低負載：如果系統中需要傳輸的數據量較少，選擇較低的波特率可以滿足需求，同時降低功耗和減少電磁干擾。

高負載：如果系統中需要頻繁傳輸大量數據，選擇較高的波特率可以提高數據傳輸效率，減少通信延遲。

4. 通信設備的兼容性

設備限制：不同的設備可能支持的波特率范圍不同。選擇波特率時需要確保所有通信設備都能支持所選的波特率。如果設備處理速度慢，可能無法支持高波特率的數據傳輸。

標準推薦：一些工業標準和設備手冊中會推薦特定的波特率，以確保最佳的通信性能和兼容性，比如電表推薦的波特率是2400bps，逆變器常用9600bps。

通信設備的處理速度也是選擇波特率的一個因素，波特率增加，通信速度會提高，但同時也會增加信號傳輸的復雜性，對設備的處理能力和傳輸介質的品質要求更高，過高的波特率可能會導致設備處理不過來。

5. 抗干擾能力

電磁干擾：在存在較強電磁干擾的環境中，選擇較低的波特率可以提高通信的抗干擾能力。

噪聲：波特率越高，對干擾和噪聲的敏感性也越高，而較高的波特率可能會導致誤碼率增加，因此在高噪聲環境中，，選擇較低的波特率可以減少誤碼率。

6. 實際應用需求

根據實際應用的需求來選擇合適的波特率，例如某些應用可能對實時性有較高要求，可能需要選擇較高的波特率。

實時性要求：如果實際應用對實時性要求較高，可以選擇較高的波特率以減少數據傳輸延遲。

可靠性要求：如果對可靠性要求較高，可以選擇較低的波特率以確保數據傳輸的穩定性。

7.協議類型

Modbus協議有不同的子類型，如Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP等，它們的波特率選擇范圍可能不同。

通過綜合考慮這些因素，可以選擇出最適合當前應用場景的波特率，從而確保Modbus通信的可靠性、穩定性和效率。

常見的Modbus波特率

1200：紅外通信，紅外通信信號相對485線較弱，使用1200更穩定。

2400：電表采集，電表的485通信接口要求的波特率通常是2400bps。

9600：廣泛應用于各種工業設備，具有較好的穩定性和抗干擾能力。

115200：適用于對數據傳輸速率有極高要求并且距離較短的場合，通常應用在使用485轉USB配置Modbus設備的情況。

如何選擇合適的波特率?

1. 確定通信需求

首先，我們需要明確通信的需求。例如，是需要高速傳輸大量數據，還是只需要低速傳輸少量數據?根據具體需求，我們可以確定波特率的范圍。

2. 考慮硬件限制

不同的硬件設備對波特率有一定的限制。因此，在選擇波特率時，需要考慮硬件設備的最大傳輸速率，并確保選擇的波特率不超過設備的限制。

3. 考慮傳輸距離

傳輸距離也是選擇波特率的一個重要因素。通常情況下，較長的傳輸距離需要較低的波特率，以保證數據的可靠傳輸。

4. 考慮誤碼率

高波特率下，由于傳輸速度較快，容易產生誤碼。因此，在選擇波特率時，還需要考慮誤碼率，并選擇一個合適的波特率以降低誤碼率。

5. 進行實驗和測試

在確定一定范圍的波特率后，可以進行實驗和測試，以找到最佳的波特率。通過比較不同波特率下的通信效果和傳輸速度，選擇最適合的波特率。

總結

波特率是串口通信中最基本且最重要的參數之一。它決定了數據傳輸的速度和通信效率。選擇合適的波特率需要考慮通信需求、硬件限制、傳輸距離、誤碼率等因素，并通過實驗和測試找到最佳的波特率。

只有合理選擇波特率，才能實現可靠的數據傳輸和高效的串口通信。

審核編輯 黃宇