Python是一种简单易学且功能强大的编程语言，广泛应用于各个领域。在工业自动化领域中，Python也扮演着重要的角色，其中Modbus RTU协议是常用的通讯协议之一。本文将介绍如何使用Python进行Modbus RTU通讯，并提供相应的代码示例。
Modbus RTU是一种串行通讯协议，常用于工业自动化系统中的设备间通讯。在Python中，我们可以使用第三方库pyModbus来实现Modbus RTU协议的收发操作。首先，我们需要安装pyModbus库，可以使用以下命令进行安装：
pip install pymodbus
安装完成后，我们可以开始编写代码进行Modbus RTU通讯。下面是一个简单的示例，其中包含了一个Modbus RTU主站和一个从站的通讯过程。
from pymodbus.client.sync import ModbusSerialClient as ModbusClient
# 创建Modbus RTU主站实例
client = ModbusClient(method='rtu', port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600)
client.connect()
# 读取从站的寄存器
result = client.read_holding_registers(address=0, count=1, unit=1)
if result.isError():
print("读取寄存器失败")
else:
print("读取到的数据：", result.registers)
# 写入从站的寄存器
result = client.write_register(address=1, value=100, unit=1)
if result.isError():
print("写入寄存器失败")
else:
print("写入成功")
client.close()
在上述代码中，我们首先创建了一个Modbus RTU主站的实例，并通过connect()方法与从站建立连接。然后，我们使用read_holding_registers()方法读取从站的寄存器数据，将结果存储在result变量中，并判断是否读取成功。接着，我们使用write_register()方法向从站的寄存器写入数据，同样也需要判断写入是否成功。最后，我们通过close()方法关闭与从站的连接。
需要注意的是，上述代码中的串口参数port和波特率baudrate需要根据实际的硬件配置进行修改。
除了上述的代码示例，我们还可以使用pyModbus库提供的其他方法进行更多功能的实现，比如读取输入寄存器、写入多个寄存器等。通过使用pyModbus库，我们可以快速方便地实现Modbus RTU通讯，并与各种自动化设备进行数据交换。
接下来，我们将通过类图来展示Modbus RTU通讯的类结构。这里使用mermaid语法中的classDiagram来绘制类图。
classDiagram
class ModbusClient{
- method: str
- port: str
- baudrate: int
+ connect()
+ read_holding_registers(address: int, count: int, unit: int) : Result
+ write_register(address: int, value: int, unit: int) : Result
+ close()
}
class Result{
+ isError() : bool
- registers: List[int]
}
上述类图中，我们定义了ModbusClient类和Result类。ModbusClient类表示Modbus RTU主站，包含了连接、读取寄存器、写入寄存器以及关闭连接的方法。Result类表示Modbus RTU通讯的结果，包含了判断是否出错的方法和寄存器数据。
最后，我们使用甘特图来展示通讯过程的时间线。这里使用mermaid语法中的gantt来绘制甘特图。
gantt
title Modbus RTU通讯时间线
dateFormat YYYY-MM-DD HH:mm:ss
section 通讯过程
连接主从站 : 2022-01-01 10:00:00, 5s
读取寄存器 : 2022-01-01 10:00:05, 2s
写入寄存器 : 2022-01-01 10:00:07, 3s
关闭连接 : 2022-01-
