针对在工业现场应用行业标准的ModBus 协议和物联网分层结构，提出一种面向物联网应用的ModBus 协议栈设计。首先对ModBus 通信标准进行深入分析和抽象，设计了一种层次化的协议栈设计方法，着重介绍了核心层和应用层的设计思想。最后结合实际物联网应用场景搭建从远程主机到传感器节点的测试系统，从功能和性能方面分析了协议优势。测试结果表明设计的ModBus 协议栈可同时支持ＲTU 和TCP 两种协议，应用层屏蔽底层差异，接口统一。内网环境下帧出错率几乎为0，通信平均响应时间小于500 μs。