Study on Communication Protocols Modbus and CAN Bus

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan Modbus- ja CAN-väylän standardeja. Nämä kaksi kenttäväylän protokollaan on laajasta käytössä eri sovellusalueilla. Modbus on yleinen teollisuussovellluksissa ja CAN-väylä autoteollisuudessa.

Kenttäväylien tehtävä on mahdollistaa kommunikaatio erilaisten väylään kytkettyjen laitteiden välillä. Koska näitä kahta kenttäväylää käytetään eri sovelluksissa, on niillä joitain yhtäläisyyksiä ja eroja.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on saada ymmärrys näistä kahdesta kenttäväylien protokollasta. Tätä tietoakäytetään opinnäytetyön käytännön osassa, jossa ohjelmoidaan kaksi Arduino-laitetta kommunikoimaan keskenään Modbus-protokollaa käyttäen RS-485-sarjaliikenteen kautta. Yhteyden toimintaa testataan kytkemällä toinen Arduino-laite lukemaan painonapin tilaa ja toinen ohjaamaan lähtöporttiin kytkettyä LEDiä vastaavasti.

Käytännön osuudessa onnistuttiin toteuttamaan laitteiden välinen kommunikaatio Modbus-protokollaa ja RS-485-sarjaliikennettä käyttäen. Testien aikana esiintyi kytkentään ja painonapin tilan lukemiseen liittyviä ongelmia, mutta kokonaisuutena tavoitteet Modbus-protokollaan testauksessa saavutettiin ja työ tuotti arvokasta tietoa käytännön sovelluksesta.

This thesis is a study about communication protocols Modbus and CAN bus standards. Communication protocols are used everywhere in our daily lives, and the two fieldbuses are popular in their respective fields, Modbus for industrial area and CAN bus for cars electrical components.

The function of the two fieldbuses is to enable communication with different devices that are connected with each other. As they are used as standards in different fields, the two fieldbuses share some similarities and differences.

The goal of this thesis is to provide an understanding of both Modbus and CAN bus. To put the understanding into practice the practical work of this thesis uses two Arduino devices to communicate via RS-485 serial communications using Modbus protocol. The communication was tested by connecting one Arduino board as an input to read the state of a button and the other to control an LED accordingly.

The practical work was successful in enabling communication with the two devices with Modbus protocol. Some minor hardware related issues were found while reading the input signal, but the implementation of Modbus with RS-485 serial communication between two Arduino devices was a success. This provided valuable information about the Modbus protocol in practice.