上篇我们讲到“伪滑窗”，这里就来拆解下如何落地实现。

以Modbus RTU 协议为例，来看看在半双工链路上，如何实现“伪滑动窗口”机制，提升通信效率。

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首先

Modbus RTU 工作特性总结：

  • 基于主从架构（主站轮询多个从站）；
  • 一次只允许一个主站，一个从站回应；
  • 通信是半双工（RS-485最常见）；
  • 每帧必须严格完成请求-应答；
  • 没有内建的窗口控制或批量应答机制。

所以，传统通信流程如下：

主站 -> 请求帧（Read Holding Registers）
等待从站回应
<- 从站响应帧
主站处理响应后，发起下一帧

效率问题就在这里：每一帧都要等待完整往返，链路利用率低。

如何基于 Modbus 实现“伪滑动窗口”

以下是三种实用手段，适用于不同 Modbus 应用场景：

方案一：多寄存器合并请求（批量读写）

场景适配：多个寄存器或多个变量分布相邻
实现方式：

Modbus允许一次读取多个寄存器，比如寄存器40001~40010。如果你原来是每次读2个：

主站 -> 读40001~40002
<- 响应
主站 -> 读40003~40004
<- 响应
...

现在改为：

主站 -> 一次性读取40001~40010
<- 一次性响应

这就等效于一个微型“窗口”批次请求，从“逐帧轮询”转向“批量数据访问”。

注意：

  • 要求从站支持连续地址；
  • 增加主站解析能力；
  • 对于写操作，也可用。
  • 0x10 Write Multiple Registers

方案二：合理设置通信超时+主站预调度

场景适配：多个从站，链路质量稳定
实现方式：

虽然 Modbus 协议本身是同步阻塞的，但主站软件可设计为：

  1. 设定一个合理的响应超时（比如200ms）；
  2. 发出第一个请求后，不等待响应，而是“提前调度”下一个目标；
  3. 一旦收到响应，就立刻匹配调度表中的发起帧。

这不是真正的并发，但在“多个从站、数据小量”的场景下，能模拟出一种“滑动处理”的效果。

比如这样：

主站 -> 从站1 请求A
主站 -> 从站2 请求B
主站 -> 从站3 请求C
...
<- 从站1 响应A
<- 从站2 响应B
<- 从站3 响应C

需要主站具备：

  • 发起并管理多个事务队列；
  • 响应解析需能异步/轮询识别；
  • 超时重发策略要健壮。

方案三：自定义“多帧压缩协议”

场景适配：主从协议可控，如主站和从站设备都是自己设计
实现方式：

在标准 Modbus 报文结构之上，通过自定义帧格式，实现一次下发多个命令、一次性回应多个响应的机制。

比如：

[Modbus Function Code: 0x64]（自定义功能码）
Payload:
- 指令1：读40001~40002
- 指令2：写40003 = 0x10
- 指令3：读40010~40012
...

从站响应：

[Function Code: 0xE4]
Payload:
- 响应1数据
- 响应2确认
- 响应3数据

这种方法等效于实现了“应用层滑窗”，底层依然是半双工，但上层实现并发效果。

适用条件：

  • 自控协议；
  • 主从都由你开发或可烧录新固件；
  • 不依赖现成 Modbus RTU 框架。
总结一句话

总结一句话

在 Modbus RTU 的半双工通信中，虽然无法实现协议层面的滑动窗口机制，但通过合并寄存器读写、主站异步调度、协议自定义压缩等方法，可以有效模拟“伪滑动窗口”，显著提升链路利用率和通信效率。