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RS485串口通讯的标准以及特征

2019-08-29

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  虽然以太网是多种类型设备中最常用的通信协议,从消费类小工具到工业设备,但通常RS485串口服务器仍然在工业联网通讯上应用比较广泛,与其可以并联多个设备有很大关系,大大提高了项目的便利性。

  RS485简介

  在处理通信标准时,许多人经常感到困惑。通常,诸如“RS485”,“USB”和“以太网”之类的术语互换,好像它们可以被切换并完成相同的工作一样。但事实上,RS485标准只是一个物理层标准。它定义了发射器和接收器的电气特性。最重要的是,必须使用应用程序层来处理设备地址、校验和数据包冲突、主/从拓扑、帧构造等等。在以太网和USB的情况下,这些协议定义物理层和应用层在他们的通信标准。

  如果你在这一点上迷路了,那就让我们用人类的沟通来比喻吧。作为人类,我们将声音用作发射器,将耳朵用作接收器。这是我们的物理层,也就是我们传输信息的方式。我们数字时代的物理层的另一个例子也可能是发送我们消息的SMS。从我们的角度来看,它仍然是一个物理层。在人类的情况下,应用层是语言。这就是我们组织信息的方式。它们有数百个,即使它们使用相同的物理层,它们也不一定兼容。

  为什么RS485存在以太网

  以太网(IEEE 802.3)是目前使用最广泛的网络协议。它也是一种串口通信标准。由于它被用于如此众多的现代网络,问题在于它为什么没有取代RS485及其他变体(RS232,RS422)。

  将RS485与以太网进行比较时,它们都有优点和缺点。RS485的主要缺点是其通信速度有限,最高可达10波特。RS485设计用于主/从拓扑。在此系统中,主设备轮询每个从设备,等待响应,然后轮询下一个从设备。这允许通过避免数据分组的冲突来确定性行为。然而,以太网没有内置方法来避免数据包冲突。在过程控制或机器人控制等应用中,对于我们来说,确定性行为是强制性的,而通信速度通常要高得多。以较低速度进行通信还具有对工业环境中存在的噪声更具弹性的优点。

  RS485标准

  在标准应用中,工业通讯设备通过提供的电缆(通常为5或10米)直接连接到机器人控制器,通常无需特别注意进行通信公交车工作。但对于打算将我们的产品连接到定制总线或使用更长电缆的人,您应该注意以下概念。

必赢客北京pk拾专业版  RS485在半双工多点配置中最多可支持32个驱动器和最多32个接收器。接收器输入灵敏度为±200mV,这意味着要识别1或0位,接收器必须看到+ 200mV和-200mV之间的信号电平。最小接收器输入阻抗为12kΩ,驱动器输出电压最小为±1.5V,最大为±5V。这是一个多点RS-485总线的例子。

  电缆长度

  当数据速率低于100kbps时,RS485可以在最远1200m(4000英尺)的距离传输。在更高的数据速率下,必须降低电缆长度。

  长电缆可以像传输线一样工作,在这种情况下,应该注意正确连接网络。让我们看一下需要精确控制的网络最重要的特征。

  网络拓扑结构

  网络拓扑确定设备连接在一起的方式。在这些可能性中,RS485的最佳网络拓扑是菊花链(或线路),因为这种拓扑对信号完整性的影响最小。总线拓扑(使用存根的主干)是可以的,但随着每个存根的长度增加,由于通信线路上的信号失真,可传输的最大数据速率将降低。

  双绞线

  使用RS485双绞线有助于减少电磁干扰。双绞线允许线路上的噪声在两条线路上相等。噪声仍然存在,但由于接收器会查看两个信号之间的差异,因此这种差异不受噪声的影响,因此接收器可以在最后准确地重新建立原始信号。

  终端电阻

  端接电缆的做法是在电缆两端的差分线上添加一个电阻器。这样做的目的是减少或消除由阻抗不匹配引起的线路上的反射系数。RS485标准的电阻定义为120欧姆。这种反射可能导致接收器输入的干扰,然后影响信号完整性。这种现象与数据速率和电缆长度密切相关。因此,在使用低数据速率和短电缆的某些情况下,RS485可以在没有终端电阻的情况下工作。但作为预防措施并避免任何问题,应始终使用电阻器。

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