你不知道的485通訊

你不知（zhī）道的（de）485通訊

RS485采用差分信號負邏輯（jí），＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。RS485有兩線製和四線製兩種接線，四（sì）線製隻能實現點對點的通信方式，現很少（shǎo）采用，現在多采用（yòng）的是兩線（xiàn）製接線方式，這種接線（xiàn）方式為總線式拓樸結構在（zài）同一（yī）總線上zui多可（kě）以掛接32個結點（diǎn）。在RS485通信網絡中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從（cóng）機。很多情況下，連接RS-485通信鏈路（lù）時隻是簡單地用一對雙絞線將各個接口（kǒu）的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地（dì）的連接，這種連接方法在許（xǔ）多（duō）場合是（shì）能正常工作的，但卻（què）埋下了很大的隱（yǐn）患（huàn），這有二個原因：(1)共模幹擾問題： RS-485接口采用差（chà）分方式傳輸信號方式，並不需要相對於某個參照點來檢測（cè）信號，係統隻需檢測兩線之間的電位差就可（kě）以了。但人們往往忽視了收發器有一定的共（gòng）模電壓範（fàn）圍，RS-485收發器（qì）共模電壓範圍為-7～+12V，隻有滿足上述條件，整個網絡（luò）才能正常工作。當（dāng）網絡線路中共模電（diàn）壓超出此範圍時就（jiù）會影（yǐng）響（xiǎng）通信（xìn）的穩定可靠，甚至損壞接口。(2)EMI問題：發送驅動器（qì）輸出信號中的共（gòng）模部分需要一個返（fǎn）回通（tōng）路，如沒有一個低阻的返回（huí）通道（dào）（信號地），就會以輻射（shè）的形式返回（huí）源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁（cí）波。

由於PC機默（mò）認的（de）隻帶有RS232接口，有（yǒu）兩種方法可以獲得PC上位機的RS485電路：（1）通過（guò）RS232/RS485轉換電路將PC機串口RS232信號轉換成RS485信號，對於情況比較複雜（zá）的工業環境zui好（hǎo）是選用防浪湧帶隔離珊的產品。（2）通過PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號為RS485類型的擴展卡。

RS485電纜

在一般場（chǎng）合采（cǎi）用（yòng）普通的雙絞線就可以，在要求（qiú）比較高的環境下可以采用帶屏蔽（bì）層的同軸電纜。在使用RS485接（jiē）口時，對於特（tè）定的傳輸線（xiàn）路，從RS485接口到（dào）負載其數據信號傳輸所允許的zui大電（diàn）纜長度與信號傳輸的波特率成反比，這個長度數據主要是受信號失真及（jí）噪聲等影響（xiǎng）所影響。理論（lùn）上RS485的zui長傳輸距離能達到1200米，但在實際應用中

傳輸的距離要比1200米短，具（jù）體能（néng）傳輸多遠視周圍環境而定。在傳輸過程中可以采用增加中繼（jì）的方（fāng）法對信號進（jìn）行放大，zui多可以加八個中繼，也就是說理論（lùn）上RS485的（de）zui大傳輸距離（lí）可（kě）以達到9.6公理。如果真需要長距（jù）離傳輸，可（kě）以采用光纖（xiān）為傳播介質，收發兩端各加一個（gè）光電轉換器，多模光纖的傳輸距離是5~10公裏，而（ér）采用單模光纖可達50公裏的傳播（bō）距離。

RS485布網

網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，不支持環形或星形網絡。在構建網絡時，應注意如下（xià）幾點（diǎn）：

（1）采用一條雙絞線電纜作總（zǒng）線，將各（gè）個節點串接起來，從總線到每個節點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信（xìn）號對總線信號的影響zui低。有些網絡連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工（gōng）作，但（dàn）隨著通（tōng）信距離的延長或通信速率的提高，其不良影響（xiǎng）會越來越嚴重，主要原因是信號在各支路末端反射後與原信號疊加，會造成信號（hào）質量下（xià）降。

（2）應注意總線特性阻抗（kàng）的連續性，在阻（zǔ）抗不連續點就會發生信號的反射。下列幾種情況易產生這種不連續性：總線的不同區段采用了不同電纜，或某一段總線上有（yǒu）過多收發器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線。

總之，應該提供一條（tiáo）單一、連續的信號（hào）通道作為總線。

在RS485組網過程中另一個需要主意的問題是終端負載電阻問題，在設備少距離短的情況下不加終端負載電阻整個網絡（luò）能很好的工作但隨著距離的（de）增加性能（néng）將降低（dī）。理論上，在每個接收（shōu）數據信號的中點進行采樣時，隻要反（fǎn）射信號在開始采樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在（zài）實（shí）際上難以掌握，美國MAXIM公司有篇文章提到（dào）一條經（jīng）驗性的原則可以用（yòng）來（lái）判斷（duàn）在什（shí）麽樣的（de）數據速率和電纜長（zhǎng）度時需要（yào）進行匹配：當信號的（de）轉換時間（上升或下降時間（jiān））超過（guò）電信號沿總線單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配。

一般終端匹配采用終（zhōng）端電阻方法（fǎ）， RS-485應在總線電纜的開（kāi）始和末端都並接終端電阻。終接電（diàn）阻（zǔ）在RS-485網絡中（zhōng）取120Ω。相當於電纜特性阻抗的電阻，因為大（dà）多數雙絞線電纜特性阻（zǔ）抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡單有效，但有一個缺（quē）點，匹配電阻要消耗較大功率，對於功耗（hào）限製比較嚴格的係（xì）統（tǒng）不太（tài）適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一隻電容C隔斷直流（liú）成分可以節省大部分功率。但電容（róng）C的取值是個難點（diǎn），需要在功耗和匹配質量間進行折衷。 還（hái）有一種采用二極（jí）管（guǎn）的（de）匹配方法，這（zhè）種方案雖未實現的“匹（pǐ）配”，但（dàn）它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達到改善信號質量的目

的，節能效果顯著。

zui近兩年一些公司基於部分企業信息化的實施已完成，工（gōng）廠中已經鋪設了（le）延伸到（dào）車間每個辦（bàn）公室、控製室的（de）局域網的現狀，推出（chū）了串口服務器來取（qǔ）代多串口卡，這主要是（shì）利用（yòng）企業（yè）已有的局域網資源減少線路投資，節約（yuē）成本，相當於通過tcp/ip把多串口卡放在了現場。

RS485和其它總線網絡的區別：

www.91把工業網絡歸結為三類：RS485網絡、HART網絡和現場總線網絡。

HART網（wǎng）絡：HART是由（yóu）現在的艾默生提出一個過度性總線標準，他主要是在4~20毫安電流信號上麵疊（dié）加（jiā）數字信號，物理層采用BELL202頻移鍵控技術，以實現（xiàn）部分智能儀表的功能（néng），但此協議不是一個意（yì）義上開放的標準，要加（jiā）入他的基金會才能拿到協議，加入基金會要一部分的（de）費用。技術主要被國外幾家大公司（sī）壟斷，近兩年（nián）國內也有公（gōng）司再做，但（dàn）還（hái）沒有達到國外公司的水平。現（xiàn）在有很大（dà）一部分的智能儀表都帶有HART圓（yuán）卡，都具備HART通訊（xùn）功能。但從國內來看還沒有利用其這（zhè）部分功能，zui多隻是利用手操器對（duì）其進行參數設定，沒有發揮出HART智（zhì）能儀表應有的（de）功能（néng），沒有聯網進行設備監控（kòng）。從長遠來看由於HART通信速率低組網困難等原因，HART儀表的采購量會程下滑趨勢，但由於（yú）HART儀表已經有十多（duō）年的曆史現在在裝數量非常的大，對於（yú）一些係統集成商來說還有很（hěn）大的可利用空間。

現場總線網絡：現（xiàn）場總線技術是當今自動化領域技術發展（zhǎn）熱點之一，被譽為自動化（huà）領域的計算機局域網，它的出現（xiàn）標誌著自動（dòng）化（huà）控製技術又一個（gè）新時代的開始。現場總線是（shì）連接設置在控製現場的（de）儀表與設置在控製室內的控製設備的數字化、串行、多站通信的網絡。其關鍵標誌是能支持（chí）雙向、多節點（diǎn）、總線式的全數字（zì）通信。現（xiàn）場（chǎng）總線（xiàn）技術近年來成為國際上自動化（huà）和儀（yí）器儀表發展的熱點，它的出（chū）現是傳統的控製係統結構產生了革命性的變化，是（shì）自控（kòng）係統朝著智能化、數（shù）字化、信息化、網（wǎng）絡化、分散化的方向邁進，形成網（wǎng）絡集（jí）成式全分布式控製係統---現場總線控製係統FCS（Fieldbus Control System）。但是現在的現場總線（xiàn）的各（gè）種標準（zhǔn）並行（háng）存在並且都有自己的生（shēng）存（cún）領域，還沒有形成統一的標（biāo）準，關鍵是看不到什麽時候能形（xíng）成統一的標準，技術也不夠成熟。另外現場總線的儀表種類還比較少可（kě）供選擇的餘地小，價格也偏高，從zui終用戶的（de）角度看大多還處於觀望狀態，都想等到技術成熟（shú）之後在考（kǎo）慮，現在實施的少。

RS485網絡：RS485/MODBUS是現在流行的一種布網方式，其特點是實施（shī）簡（jiǎn）單方便 ，而且（qiě）現（xiàn）在（zài）支持RS485的儀表又特多，特別是在油品行業RS485/MODBUS簡直是一（yī）統天

下，現在的儀表商（shāng）也紛（fēn）紛轉而支持RS485/MODBUS，原因很（hěn）簡單，象原來的 HART儀表想買一個轉換（huàn）口非常困難 而且價格昂貴，RS485的轉換接口就便宜的多而且種類繁多。至（zhì）少（shǎo）在低（dī）端市（shì）場RS485/MODBUS還將是zui主要的（de）組網方式，近兩三年內不會改變。

如今HART儀（yí）表（biǎo）想買一個轉換口並（bìng）不困難 而且（qiě）價格也不（bú）在昂貴,目（mù）前國內有不少HART協議轉（zhuǎn）換器,例如:SM100-A/SM100-B/SM100-C(嘉（jiā）興市（shì）鬆茂電子（zǐ）出的三款（kuǎn）)現已基本滿足國內用戶的需求.同時HART-RS232/HART-RS485還支持MODBUS協議（yì）.能很好的滿（mǎn）足不同用戶的（de）需求.

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