什么是232通信接口.doc

RS232与RS485是两个难搞清的东西，尽管它们非常不同。1.什么是RS-232-C接口？采用RS-232-C接口有何特点？传输电缆长度如何考虑？ 答：计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS- 232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。 （1）接口的信号内容 实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容见附表1所示 （2）接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻 辑“1”，-5 -15V；逻辑“0” +5 +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1” (3) 接口的物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。 (4) 传输电缆长度 由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50英尺，美国DEC公司曾规定允许码元畸变为 10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。 附表2 DEC 公司的实验结果。 2. 什么是RS-485接口？它比RS-232-C接口相比有何特点？ 答： 由于RS-232-C接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点： （1） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。 （2） 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。 （3） 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。 （4） 传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能 用在50米左右。 针对RS-232-C的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485就是其中之一，它具有以下特点： RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（26） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（26）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。 RS-485的数据最高传输速率为10Mbps RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。 RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器， 即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。 因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB- 9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。 3. 采用RS485接口时，传输电缆的长度如何考虑？ 答：在使用RS485接口时，对于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆（线 径为0.51mm），线间旁路电容为52.5PF/M，终端负载电阻为100欧 时所得出。（曲线引自GB11014-89附录A）。由图中可知，当数据信 号速率降低到90Kbit/S 以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV时， 则电缆长度被限制在1200M。实际上，图中的曲线是很保守的，在实 用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例 如：当数据信号速率为600Kbit/S时，采用24AWG电缆，由图可知最 大电缆长度是200m，若采用19AWG电缆（线径为0.91mm）则电缆长 度将可以大于200m； 若采用28AWG 电缆（线径为0。32mm）则电缆 长度只能小于200m。 CAN-BUS的介绍与分析CAN（Controller Area Network控制器局域网）是一种由CAN控制器组成的高性能串行数据局域通信网络，是国际上应用最广泛的现场总线之一。它最早由德国Bosch公司于1986年推出，最初用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。CAN-bus总线模型符合OSI的7层结构；CAN-bus规范已被ISO估计标准组织制定为国际标准。由于其具有多主机方式、传输距离远（最远可达10km）、传输速度快（最快可达1Mbps）、抗干扰能力强、应用灵活等诸多优点，所以被认为是最有发展前途的现场总线之一。目前，除了应用于汽车电子领域中，CAN-bus总线现还被广泛应用于工业现场控制、电力通讯、小区安防、环境监控、航天航海等众多领域中。以太网则是当前主流的网络信息传输媒体，也是TCP/IP使用最普遍的物理网络。TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol传输控制协议/网络协议）是一个工业标准的协议集，包括IP、TCP、UDP等子协议，保证数据在网络上的正确传输。TCP/IP协议为四层模型：应用层、传输层、网络层和数据链路层。每层都有不同的功能，而且层和层之间在逻辑上是相互独立的。由于TCP/IP是世界上最大的Internet采用的协议组，而TCP/IP底层物理网络多数使用以太网协议，因此，“以太网+TCP/IP”成为互连网技术中应用最普遍的技术。以太网在工厂管理层、车间监控层将成为主流技术，与互连网技术结合是未来工厂网络通讯技术基础；但对一般工业网络要求实时性、确定性通信场合，现场总线技术还将处于主导地位，因此在今后一段时间内多种网络技术还会继续并存，我们必须根据实际需要采用合适的网络技术现场设备网组网方式有多种选择，比如RS-485、CAN-bus、Lonworks、TCP/IP等；下面将各种方式进行比较，以考虑选择最合适的方式1、 RS-485 总线 RS-485总线是采用差分传输方式的一种串行网络，也是目前国内应用较多的一种远距离串行数据方式。RS-485总线使用普通双绞线作为传输介质，采用直线拓朴结构，单条网络线路可连接32个节点（数据来自于MAXIM公司的MAX485数据手册），网络总长度最大可达1200米。 优点：对于单个节点，电路成本较低，设计容易，实现方便。 缺点：可靠性差，单个节点的故障有可能导致整个网络瘫痪；RS-485器件容易损坏；且不易界定网络中的故障节点，维护成本相对较高。 适用范围：节点数目较少，传输距离在1公里左右，安全性要求不高的场合。 2、 CAN-bus方案 CAN-bus是国际上应用最广泛的现场总线之一，被广泛应用于欧洲的中高档汽车中，用作ECU单元的串行数据控制网络；近几年来，CAN-bus开始进入中国各个行业的实际应用，并于2002年被确定为电力通讯领域的国家标准，正被大家逐渐重视。与RS-485类似，CAN-bus网络使用普通双绞线作为传输介质，采用直线拓朴结构，单条网络线路至少可连接110个节点，网络总长度最大可达10公里(使用标准CAN收发器PCA82C250/251芯片)。在CAN-bus网络中，数据收发、硬件检错均由CAN控制器硬件完成，大大增强了CAN-bus网络的抗电磁干扰能力，即由硬件来保证CAN-bus网络运行的可靠性。 缺点：对于单个CAN-bus节点，硬件成本比RS-485节点要高大约20元；对于CAN控制芯片的编程比较复杂，但可以采用ZLG提供的BasicCAN模块或PeliCAN模块。 适用范围：可适用于节点数目很多，传输距离在10公里以内，安全性要求高的场合；也可适用于对实时性、安全性要求十分严格的机械控制网络。不适合于有大量数据需要传输(比如视频/音频信号)的场合。 下表列出了RS-485网络与CAN-bus网络的性能比较。 RS-485CAN-bus成本低廉稍高总线利用率低高网络特性单主节点多主节点,不分主从数据传输率低( 30秒/界面)高（3秒/界面）容错机制无可靠的错误处理和检错机制通讯失败率高极低节点错误的影响导致整个网络的瘫痪无任何影响通讯距离1.5Km可达10Km 5Kbps网络调试困难容易开发难度简单需要一定的技术基础后期维护成本很高低表 RS-485CAN-bus特性比较 Lonworks总线由美国Echelon公司于1993年推出的一种现场总线，也是国内90年代末期比较流行的一种现场总线。Lonworks总线采用神经元芯片为核心技术设计基本节点，LonTalk通信协议支持7层网络协议，提供一个固化在神经元的网络操作系统。 Lonworks总线的规范、设计资料并不公开，决定其不是一个开放的总线系统；Lonworks总线采用的仲裁方式决定了可能会出现产生总线数据“死锁”现象，数据传输的实时性并不能够完全保证；Lonwork硬件成本相对较高，单个基本节点电路的硬件成本超过100元。国内的Lonworks总线应用也普遍集中于早先的智能楼宇领域。因此，基本上不予考虑Lonworks总线。 4、以太网方案 基于802.3规范的“以太网+TCP/IP”已成为互连网技术中应用最普遍的技术，可以实现数据的远程传输。但以太网的本质特点是采用CSMA/CD 的介质访问控制技术，容易产生“节点”碰撞，无法保证数据的实时性/有效性；而且，实现以太网节点的硬件成本、软件开发费用也大大高于其他各种方式。 国外正在研究与CAN-bus网络结合的以太网方案(EtherNET/IP，简称CIP)，称为工业以太网，构建可以保证实时性能的网络传输方案。与底层的CAN-bus网络(设备网)结合，也是未来以太网发展的必然趋势。 5、 方案选定 根据以上分析、比较，CAN-bus网络方案比较合理，具有较多的优势；另外，考虑系统将来的升级扩展能力、维护管理方式，CAN-bus的优势更加明显，可以优先考虑。宏利来是全国首家将CAN通讯方式引入酒店客控系统并成功运行于900间客房近2年，该通讯方式比RS485在距离上延伸了8倍，在速度上提升了10倍，后期维护上节省了一半以上的成本。电子油门窗体顶部接下来我们要谈一下跟发动机息息相关的部件，我们称为电子油门。你一定要去问是不是要采用电子油门？那么电子油门有什么好处呢？在这里在座的有没有比较了解的，为什么用电子油门？我用最简单的马上就让各位可以牢记的说明，就是说电子油门在油耗调解会比较正确，各位知道油气跟空气的混合比是多少？14.7:1，那么如果你使用的是电子油门的话，他它会帮你调解成符合这样的调动，让你给油的时候，效率会比较高，不会造成无味的损失和浪费，所以一部好车就要先问发动机是不是电子油门的，油耗低，更重要的是噪音小。窗体底部CAN-BUS接下来谈一下CANBUS，至少在25万之上的车辆才能配备这样的组件，我来说明什么是CANBUS，我用最简单的话让各位可能了解的，过去把发动机打开以后，可以看到一连串的线路，这些线路全部没有了，变成一条光纤，如果我把它剪断，变成两头的话，如果不碰，你马上可以看到有亮光，传输速度非常快，它的成本自然不在话下，非常高。各位可以想到，这个东西在一部车里链接的时候，如果还要一大把线路，线路是不是包装的，塑胶的，而且里面包有铜丝，那么塑胶用久了以后会老化，更何况车在行使的过程中温度那么高，所以塑胶会破损，就会产生短路现象，所以使用一年两年三年以上的车的时候，不是这里就是那里出毛