rs-485采用半雙工工作方式疾就,支持多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信。rs-485總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)艺蝴。即采用一條總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)猬腰,不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò)鸟废。
rs-485采用平衡發(fā)送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力姑荷。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度盒延,能檢測(cè)低至200mv的電壓,故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)鼠冕。 有些rs-485收發(fā)器修改輸入阻抗以便允許將多達(dá)8倍以上的節(jié)點(diǎn)數(shù)連接到相同總線添寺。rs-485zui常見(jiàn)的應(yīng)用是在工業(yè)環(huán)境下可編程邏輯控制器內(nèi)部之間的通信。
rs-485總線標(biāo)準(zhǔn)
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rs-485采用平衡發(fā)送和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信:發(fā)送端將串行口的ttl電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)a,b兩路輸出懈费,經(jīng)過(guò)線纜傳輸之后在接收端將差分信號(hào)還原成ttl電平信號(hào)计露。由于傳輸線通常使用雙絞線,又是差分傳輸憎乙,所以又*的抗共模干擾的能力票罐,總線收發(fā)器靈敏度很高,可以檢測(cè)到低至200mv電壓泞边。故傳輸信號(hào)在千米之外都是可以恢復(fù)颖喧。rs-485zui大的通信距離約為1219m,zui大傳輸速率為10mb/s顾惹,傳輸速率與傳輸距離成反比铅坚,在100kb/s的傳輸速率下,才可以達(dá)到zui大的通信距離耽晦,如果需傳輸更長(zhǎng)的距離斧呆,需要加485中繼器。rs-485采用半雙工工作方式洲棍,支持多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信质圾。rs-485總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)。即采用一條總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)助碰,不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò)棋蒂。如果需要使用星型結(jié)構(gòu),就必須使用485中繼器或者485集線器才可以婚乌。rs-485總線一般zui大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)拗疯,如果使用特制的485芯片,可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)中姜,zui大的可以支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn)消玄。
rs-485總線的理論
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在自動(dòng)化領(lǐng)域,隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展丢胚,迫切需要一種總線能適合遠(yuǎn)距離的數(shù)字通信翩瓜。在rs-422標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,eia研究出了一種支持多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離和接收高靈敏度的rs-485總線標(biāo)準(zhǔn)兔跌。 rs-485標(biāo)準(zhǔn)采有用平衡式發(fā)送勘高,差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng)總線,具體規(guī)格要求: 1. 接收器的輸入電阻rin≥12kΩ 2. 驅(qū)動(dòng)器能輸出±7v的共模電壓 3.輸入端的電容≤50pf 4. 在節(jié)點(diǎn)數(shù)為32個(gè)坟桅,配置了120Ω的終端電阻的情況下华望,驅(qū)動(dòng)器至少還能輸出電壓1.5v(終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān)) 5.接收器的輸入靈敏度為200mv(即(v+)-(v-)≥0.2v,表示信號(hào)"0"仅乓;(v+)-(v-)≤-0.2v赖舟,表示信號(hào)"1") 因?yàn)閞s-485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)(32個(gè))以及傳輸線成本低的特性方灾,使得eia rs-485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)建蹄。基于此播托,rs-485的自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛饿严,但是在實(shí)際工程中rs-485總線運(yùn)用仍然存在著很多問(wèn)題,影響了工程的質(zhì)量丙藤,為工程施工帶來(lái)了很多的不方便缓墅。
rs485總線布線規(guī)范
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1.485總線必須要接地。
在很多技術(shù)文檔中窘螃,都提到485總線必須要接地挑单,但是沒(méi)有詳細(xì)的提出如何接地。嚴(yán)格的說(shuō)册向,485總線必須要單點(diǎn)可靠接地唾莲。單點(diǎn)就是整個(gè)485總線上只能是有一個(gè)點(diǎn)接地,不能多點(diǎn)接地瘸卦,因?yàn)閷⑵浣拥厥且驗(yàn)橐獙⒌鼐€(一般都是屏蔽線作地線)上的電壓保持一致瘩此,防止共模干擾,如果多點(diǎn)接地適得其反柳锣±⒗恚可靠接地時(shí)整個(gè)485線路的地線必須要有良好的接觸,從而保證電壓一致折柠,因?yàn)樵趯?shí)際施工中宾娜,為了接線方便,將線剪成多段再連接扇售,但是沒(méi)有將屏蔽線作良好的連接前塔,從而使得其地線分成了多段,電壓不能保持一致承冰,導(dǎo)致共模干擾华弓。
2.485信號(hào)線不可以和強(qiáng)電電源線一同走線髓废。
在實(shí)際施工當(dāng)中,由于走線都是通過(guò)管線走的该抒,施工方有的時(shí)候?yàn)榱藞D方便,直接將485信號(hào)線和電源線綁在一起顶燕,由于強(qiáng)電具有強(qiáng)烈的電磁信號(hào)對(duì)弱電進(jìn)行干擾凑保,從而導(dǎo)致485信號(hào)不穩(wěn)定,導(dǎo)致通信不穩(wěn)定涌攻。
3.選擇合格的電纜
由于原材料價(jià)格上漲欧引,導(dǎo)致現(xiàn)在市場(chǎng)上的線材魚(yú)龍混雜,有不良商人利用某種合金來(lái)頂替銅絲來(lái)做網(wǎng)線鹊尤,在外面鍍銅以蒙混客戶迈招。具體區(qū)別方法:看網(wǎng)線截面,如果是銅色的話衣剂,就是銅絲缘赋,如為白色,則是用合金以次充好惊派。合金一般比較脆誓胆,容易斷,而且導(dǎo)電性遠(yuǎn)不如銅絲送服,很容易在工程施工中造成問(wèn)題庸飘。線材一般建議選擇標(biāo)準(zhǔn)的485線,其為屏蔽雙絞線炼杉,傳輸線不是像網(wǎng)線那樣為單股的銅絲瞒帜,而是多股銅絲絞在一起形成一根線,從而即使某根小銅絲斷掉踢漏,也不會(huì)影響整個(gè)的使用征绸。
4.485信號(hào)線可以使用屏蔽線作為布線,也可以使用非屏蔽線作為布線速和。
由于485信號(hào)是利用差模傳輸?shù)拇醯妫从?85+與485-的電壓差來(lái)作為信號(hào)傳輸。如果外部有一個(gè)干擾源對(duì)其進(jìn)行干擾颠放,使用雙絞線進(jìn)行485信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候排惨,由于其雙絞,干擾對(duì)于485+碰凶,485-的干擾效果都是一樣的暮芭,那電壓差依然是不變的,對(duì)于485信號(hào)的干擾縮到了zui小欲低。同樣的道理辕宏,如果有屏蔽線起到屏蔽作用的話畜晰,外部干擾源對(duì)于其的干擾影響也可以盡可能的縮小。
5.485布線不可以布置成星型接線與樹(shù)形接線瑞筐。
485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線凄鼻,一旦沒(méi)有借助485集線器和485中繼器直接布設(shè)成星型連接和樹(shù)形連接,很容易造成信號(hào)反射導(dǎo)致總線不穩(wěn)定聚假。很多施工方在485布線過(guò)程中唠陈,使用了星型接線和樹(shù)形接線,有的時(shí)候整個(gè)系統(tǒng)非常穩(wěn)定骂妻,但是有的時(shí)候則總是出現(xiàn)問(wèn)題锭泼,又很難查找原因,一般都是由于不規(guī)范布線所引起的篡氯。如果由于現(xiàn)場(chǎng)的限制焦凶,必須要進(jìn)行星型連接或者樹(shù)形連接,則必須配置485集線器來(lái)保證系統(tǒng)通訊穩(wěn)定即耕。
RS485總線基本特性
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根據(jù)RS485工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)叁垫,RS485工業(yè)總線為特性阻抗120Ω的半雙工通訊總線,其zui大負(fù)載能力為32個(gè)有效負(fù)載(包括主控設(shè)備與被控設(shè)置)泰涡。
當(dāng)使用較細(xì)的通訊電纜外抓,或者在電磁干擾較強(qiáng)的環(huán)境使用本產(chǎn)品,或者總線上連接有較多的設(shè)備時(shí)像兆,zui大傳輸距離相應(yīng)縮短;反之蜓呀,zui大距離加長(zhǎng)。
主干網(wǎng)上的設(shè)備河哑,如圍墻機(jī)避诽、管理機(jī)、主機(jī)等均分配一個(gè)ID號(hào)璃谨,即通信聯(lián)絡(luò)地址沙庐。主干網(wǎng)對(duì)講線,一般都是用一芯線(地線除外)佳吞,是一種半雙工方式拱雏。視頻用一根同軸電纜。如果要求有多對(duì)訪客住戶同時(shí)進(jìn)行對(duì)講(所謂多通道)底扳,則必須增加音頻線和視頻線铸抑。
主機(jī)(副機(jī))與分機(jī)一般不能直接連接,中間必須增加解碼器衷模,這有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定和增強(qiáng)抗干擾能力鹊汛。
主機(jī)(副機(jī))與解碼器均通過(guò)一個(gè)叫做網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接器的設(shè)備在弱電井內(nèi)連接,解碼器與解碼器之間總線方式或是星型方式連接阱冶。每個(gè)解碼器也有一個(gè)ID號(hào)刁憋,是主機(jī)與之通信的聯(lián)絡(luò)地址滥嘴。(二進(jìn)制編碼)
主機(jī)與解碼器之間的連線,叫樓內(nèi)總干線嫁潦,所用電纜芯數(shù)因廠家不同而有所區(qū)別捍陌。
rs-485總線運(yùn)用存在的問(wèn)題
1、 阻抗不連續(xù) 信號(hào)在傳輸過(guò)程中如果遇到阻抗突變近殖,信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射陆宝,這種信號(hào)反射的原理,與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的涮观。消除這種反射的方法,就是盡量保持傳輸線阻抗連續(xù)尺桅,實(shí)際工程中在電纜線的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻的原理就是為了減小信號(hào)反射梳让。 從理論上分析,在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻裂瘤,就能有效的減少信號(hào)反射喻名。但是,在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中薇雳,由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān)疚筋,特性阻抗不可能與終端電阻*相等,因此或多或少的信號(hào)反射還會(huì)存在足绅。信號(hào)反射對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懡莅螅瑲w根結(jié)底是因?yàn)榉瓷湫盘?hào)觸發(fā)了接收器輸入端的比較器,使接收器收到了錯(cuò)誤的信號(hào)晚沙,導(dǎo)致crc校驗(yàn)錯(cuò)誤或整個(gè)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤渐仓。這種情況是無(wú)法改變的地粪,只有盡量去避免它。 2壮吩、rs-485接地問(wèn)題 僅僅用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的a、b端連接起來(lái)加缘,而不對(duì)rs-485通信鏈路的信號(hào)接地鸭叙,在某些情況下也可以工作,但給系統(tǒng)埋下了隱患拣宏。rs-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)并不需要對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)系統(tǒng)沈贝,只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但應(yīng)該注意的是收發(fā)器只有在共模電壓不超出一定范圍(-7v至+12v)的條件下才能正常工作蚀浆。當(dāng)共模電壓超出此范圍缀程,就會(huì)影響通信的可靠直至損壞接口。如圖1所示箍伏,當(dāng)發(fā)送器a向接收器b發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)裤狱,發(fā)送器a的輸出共模電壓為vos乒踢,由于兩個(gè)系統(tǒng)具有各自獨(dú)立的接地系統(tǒng)存在著地電位差vgpd,那么接收器輸入端的共模電壓就會(huì)達(dá)到vcm=vos+vgpd殃秽。rs-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定vos≤3v捡霹,但vgpd可能會(huì)有很大幅度(十幾伏甚至數(shù)十伏),并可能伴有強(qiáng)干擾信號(hào)致使接收器共模輸入vcm超出正常圍瞬拆,在信號(hào)線上產(chǎn)生干擾電流輕則影響正常通信卧袄,重則損壞設(shè)備。 3削父、rs-485的總線結(jié)構(gòu)及傳輸距離 rs-485支持半雙工或全雙工模式纸谤。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò),采用一條總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)朗夺。從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短讲稀,以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響zui低。在使用rs485接口時(shí)背哎,對(duì)于特定的傳輸線經(jīng)葱峡,從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的zui大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù),這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制龙助。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90kbit/s以下時(shí)砰奕,假定zui大允許的信號(hào)損失為6dbv時(shí),則電纜長(zhǎng)度被限制在1200m提鸟。實(shí)際上军援,在實(shí)用時(shí)是*可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。當(dāng)使用不同線徑的電纜称勋。則取得的zui大電纜長(zhǎng)度是不相同的盖溺。