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485通讯知识一、RS-232,RS-485接口标准概述：在数据通信，计算机网络以及分布式工业控制系统当中，经常需要使用串行通信来实现数据交换。目前，有RS-232,RS-485,RS-422几种接口标准用于串行通信。RS-232是最早的串行接口标准，在短距离（15M），较低波特率串行通信当中得到了广泛应用。其后针对RS-232接口标准的通信距离短，波特率比较低的状况，在RS-232接口标准的基础上又提出了RS-422接口标准，RS-485接口标准来克服这些缺陷。下面详细介绍RS-232,RS-422,RS-485接口标准。RS-232串口标准是种在低速率串行通讯种增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即单端通讯。其收发端的数据信号都是相对于地信号的。所以其共模抑制能力差，再加上双绞线的分布电容，其传输距离最大约为15M，最高速率为20KBPS，且其只能支持点对点通信。针对RS-232串口标准的局限性，人们又提出了RS-422,RS-485接口标准。RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485/422最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。RS-485/422总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。二、如何选择485转换器在安全防护，门禁考勤系统，工业自动化系统当中，485总线系统应用非常广泛。在485总线系统当中，由于系统最终的数据大多要最终传输到电脑当中，而电脑一般都是通过RS232串口与485总线系统进行数据交换。所以232转485转换器就成为485总线系统的标准配置。232转485转换器从性能上可以分为如下几种:无源型485转换器，有源型485转换器，防雷型485转换器，光隔离型485转换器，防雷光隔离型485转换器。无源型485转换器体积最小，采用串口窃电技术供电，所以不需要外部电源供电，由于其体积小，无需电源，所以应用灵活，但是由于其体积小，很多保护电路不能做上去，导致对485设备以及电脑的保护不是很好。由于采用串口窃电技术，电源供给不足，导致负载较小。有源型485转换器只是在无源型485转换器上面加上一个外加电源，没有任何保护，该类产品市场基本没有前景，市场上该类产品基本绝迹。防雷型485转换器，一般都是带有电源的产品，其中的防雷管等元器件可以防止浪涌，电磁干扰，雷电干扰等外部损坏。保护电脑以及485设备。有无源型的485转换器号称带有防雷功能，由于其体积小，在里面加防雷管等元器件不是很现实，即使有，性能也不是很好。光隔离型485转换器，都是使用外接电源的。其中又分为单端隔离及双端隔离，单端光隔离即是，在485信号的通道上使用光电隔离芯片，使得电信号转换为光信号，再将光信号转换为电信号，使得在485信号通道上没有电气接触，从而实现了隔离。而双端隔离是在485信号上实现了光电隔离的基础上，再将485转换器的电源供电，在232端与485端中间使用一个变压器，使得供电也没有电气接触，从而实现了真正意义上的隔离。防雷光隔离型485转换器就是在光隔离型485转换器的基础上加上防雷保护功能。深圳市富永通科技有限公司的N-108型号防雷光隔离型485转换器即属于此，提供防雷保护，双端隔离等完全的保护，保护您的电脑及485设备。随着485系统的越来越大，485总线外挂的485设备越来越多，从而导致485总线的稳定性越来越差。现在市场上已经有可以负载128，256台甚至400台485设备的转换器，由于485总线使用总线连接形式，形成如果有一个485设备出现问题，就导致整个485总线出现问题的现象。所以从485总线的稳定性来说，当设备达到一定数量的时候，建议使用485集线器保证485总线的稳定性。从概率上分析，假设485总线上的485设备的无差错时间为99.9，当有128个485设备在一个总线上时，其无差错时间就是99.9的128次方，其无差错时间讯速降为87.98，而如果使用4口485集线器将128个485设备分割为四个32个485设备的485总线，其无差错时间就是99.9的32次方，其无差错时间为96.85，这样就大大提高了485总线的稳定性三、提高485总线稳定性在各种现场中，485总线应用的非常的广泛，但是485总线比较容易出现故障，现在将485总线容易出现故障的情况并且可以排除这些故障的方法罗列如下：1.由于485信号使用的是一对非平衡差分信号，意味485网络中的每一个设备都必须通过一个信号回路连接到地，以减少数据线上的噪音，所以数据线最好由双绞线组成，并且在外面加上屏蔽层作为地线，将485网络中485设备连接起来，并且在一个点可靠接地。2.在工业现场当中，现场情况非常复杂，各个节点之间存在很高的共模电压，485接口使用的是差分传输方式，有抗共模干扰能力，但是当共模电压大于+12V或者小于-9V时，超过485接收器的极限接收电压。接收器就无法工作，甚至可能会烧毁芯片和一起设备。可以在485总线中使用深圳市富永通科技有限公司的485光隔离中继器，将485信号及电源完全隔离，从而消除共模电压的影响。3.485总线随着传输距离的延长，会产生回波反射信号，如果485总线的传输距离如果超过100米，建议施工时在485通讯的开始端和结束端120欧姆的终端电阻。相关接线方法可以参考网页:120欧姆电阻的接法.4.485总线中485节点要尽量减少与主干之间的距离，一般建议485总线采用手牵手的总线拓扑结构。星型结构会产生反射信号，影响485通信质量。如果在施工过程中必须要求485节点离485总线主干的距离超过一定距离，使用深圳市富永通科技有限公司的485中继器可以作出一个485总线的分叉。如果施工过程中要求使用星型拓扑结构，可以使用深圳市富永通科技有限公司的485集线器可以解决这个问题。5.影响485总线的负载能力的因素：通讯距离，线材的品质，波特率，转换器供电能力，485设备的防雷保护，485芯片的选择。如果485总线上的485设备比较多的话，建议使用带有电源的485转换器，无源型的485转换器由于时从串口窃电，供电能力不是很足，负载能力不够。选用好的线材，如有可能使用尽可能低的波特率，选择高负载能力的485芯片，都可以提高485总线的负载能力。485设备的防雷保护中的防雷管会吸收电压，导致485总线负载能力降低，去掉防雷保护可以提高485总线负载能力。如果在现场施工中，相关的因素不能改变，建议使用深圳市富永通科技有限公司的485中继器或者485集线器来提供485总线的负载能力。四、120欧姆匹配电阻的接法在485总线的现场施工当中,当485总线的传输距离超过一定的长度时,485总线的抗干扰能力就会出现下降,在这种情况下,就要在485总线的首尾两端接120欧姆的终端匹配电阻,以保证485总线的稳定性.终端匹配电阻的正确接法是在每个485总线的首尾两端上各接一个120欧姆的终端电阻,电阻接在485总线的正负之间.如图示:上图为使用485转232转换器时的终端匹配电阻的接法. 上图为有加485中继器时终端匹配电阻的接法.上图为使用485集线器时终端匹配电阻的接法. 五、485总线布线规范及调试485总线由于其布线简单，稳定可靠从而广泛的应用于视频监控，门禁对讲，楼宇报警等各个领域中，但是，在485总线布线过程中由于有很多不完全准确的概念导致出现很多问题。现在将一些错误的观念作出一些澄清。1.485信号线可以和强电电源线一同走线。在实际施工当中，由于走线都是通过管线走的，施工方有的时候为了图方便，直接将485信号线和电源线绑在一起，由于强电具有强烈的电磁信号对弱电进行干扰，从而导致485信号不稳定，导致通信不稳定。2.485信号线可以使用平行线作为布线，也可以使用非屏蔽线作为布线。由于485信号是利用差模传输的，即由485+与485-的电压差来作为信号传输。如果外部有一个干扰源对其进行干扰，使用双绞线进行485信号传输的时候，由于其双绞，干扰对于485+，485-的干扰效果都是一样的，那电压差依然是不变的，对于485信号的干扰缩到了最小。同样的道理，如果有屏蔽线起到屏蔽作用的话，外部干扰源对于其的干扰影响也可以尽可能的缩小。3.选择使用普通的超五类屏蔽双绞线即网线就可以。由于原材料价格上涨，导致现在市场上的线材鱼龙混杂，有不良商人利用某种合金来顶替铜丝来做网线，在外面镀铜以蒙混客户。具体区别方法：看网线截面，如果是铜色的话，就是铜丝，如为白色，则是用合金以次充好。合金一般比较脆，容易断，而且导电性远不如铜丝，很容易在工程施工中造成问题。线材一般那建议选择标准的485线，其为屏蔽双绞线，传输线不是像网线那样为单股的铜丝，而是多股铜丝绞在一起形成一根线，从而即使某根小铜丝断掉，也不会影响整个的使用。4.485布线可以任意布设成星型接线与树形接线。485布线规范是必须要手牵手的布线，一旦没有借助485集线器和485中继器直接布设成星型连接和树形连接，很容易造成信号反射导致总线不稳定。很多施工方在485布线过程中，使用了星型接线和树形接线，有的时候整个系统非常稳定，但是有的时候则总是出现问题，又很难查找原因，一般都是由于不规范布线所引起的。如果由于现场的限制，必须要进行星型连接或者树形连接，可以使用深圳市富永通科技有限公司的485集线器和485中继器解决相关问题，相关参考页面如下：485总线星型连接，485总线树形拓扑结构。5.485总线必须要接地。在很多技术文档中，都提到485总线