RS-485

RS-485又名TIA-485-A, ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。

RS485是一個定義平衡數字多點系統中的驅動器和接收器的電氣特性的標準，該標準由電信行業協會和電子工業聯盟定義。使用該標準的數字通信網路能在遠距離條件下以及電子雜訊大的環境下有效傳輸信號。RS-485使得廉價本地網路以及多支路通信鏈路的配置成為可能。[s1]

RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現點對點的通信方式，現很少採用，現在多採用的是兩線制接線方式，這種接線方式為匯流排式拓撲結構，在同一匯流排上最多可以掛接32個節點。

在RS485通信網路中一般採用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個介面的“A”、“B”端連接起來，而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，原因1是共模干擾：RS-485介面採用差分方式傳輸信號方式，並不需要相對於某個參照點來檢測信號，系統只需檢測兩線之間的電位差就可以了，但容易忽視了收發器有一定的共模電壓範圍，RS-485收發器共模電壓範圍為-7到+12V，只有滿足上述條件，整個網路才能正常工作；當網路線路中共模電壓超出此範圍時就會影響通信的穩定可靠，甚至損壞介面；原因二是EMI的問題：發送驅動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道（信號地），就會以輻射的形式返回源端，整個匯流排就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。

2.

在低速、短距離、無干擾的場合可以採用普通的雙絞線，反之，在高速、長線傳輸時，則必須採用阻抗匹配（一般為120Ω）的RS485專用電纜（STP-120Ω（用於RS485 & CAN）一對18AWG），而在干擾惡劣的環境下還應採用鎧裝型雙絞屏蔽電纜（ASTP-120Ω（用於RS485 & CAN）一對18AWG）。

在使用RS485介面時，對於特定的傳輸線路，從RS485介面到負載其數據信號傳輸所允 許的最大電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雜訊等因素所影響。理論上，通信速率在100Kbps及以下時，RS485的最長傳輸距離可達1200米，但在實際應用中傳輸的距離也因晶元及電纜的傳輸特性而有所差異。在傳輸過程中可以採用增加中繼的方法對信號進行放大，最多可以加八個中繼，也就是說理論上RS485的最大傳輸距離可以達到10.8公里。如果確實需要長距離傳輸，可以採用光纖為傳播介質，收發兩端各加一個光電轉換器，多模光纖的傳輸距離是5到10公里，而採用單模光纖可達50公里的傳播距離。

3.

我們把工業網路歸結為三類：RS485網路、HART網路和現場匯流排網路。

HART網路：HART是由現在的艾默生提出一個過度性匯流排標準，主要是在4~20毫安電流信號上面疊加數字信號，物理層採用BELL202頻移鍵控技術，以實現部分智能儀錶的功能，但此協議不是一個真正意義上開放的標準。

現場匯流排網路：現場匯流排技術被譽為自動化領域的計算機區域網。現場匯流排是連接設置在控制現場的儀錶與設置在控制室內的控制設備的數字化、串列、多站通信的網路。其關鍵標誌是能支持雙向、多節點、匯流排式的全數字通信。現場匯流排技術的出現是傳統的控制系統結構產生了革命性的變化，使自控系統朝著智能化、數字化、信息化、網路化、分散化的方向邁進，形成新型的網路集成式全分散式控制系統，即現場匯流排控制系統FCS（Fieldbus Control System）。

RS485網路：RS485/MODBUS是現在流行的一種布網方式，實施簡單方便，支持RS485的儀錶很多。

網路拓撲一般採用終端匹配的匯流排型結構。在構建網路時，應注意如下幾點：

（1）採用一條雙絞線電纜作匯流排，將各個節點串接起來，從匯流排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號對匯流排信號的影響最低。有些網路連接儘管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距離的延長或通信速率的提高，其不良影響會越來越嚴重，主要原因是信號在各支路末端反射后與原信號疊加，會造成信號質量下降。

（2）應注意匯流排特性阻抗的連續性，在阻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：匯流排的不同區段採用了不同電纜，或某一段匯流排上有過多收發器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到匯流排。總之，應該提供一條單一、連續的信號通道作為匯流排。

（3）注意終端負載電阻問題，在設備少距離短的情況下不加終端負載電阻整個網路能很好的工作，但隨著距離的增加性能將降低。理論上，在每個接收數據信號的中點進行採樣時，只要反射信號在開始採樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實際上難以掌握，美國MAXIM公司有篇文章提到一條經驗性的原則可以用來判斷在什麼樣的數據速率和電纜長度時需要進行匹配：當信號的轉換時間（上升或下降時間）超過電信號沿匯流排單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配。

一般終端匹配採用終端電阻方法，RS-485應在匯流排電纜的開始和末端都並接終端電阻。終端電阻在RS-485網路中取120Ω。相當於電纜特性阻抗的電阻，因為大多數雙絞線電纜特性阻抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡單有效，但有一個缺點，匹配電阻要消耗較大功率，對於功耗限制比較嚴格的系統不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一隻電容C隔斷直流成分可以節省大部分功率。但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質量間進行折衷。還有一種採用二極體的匹配方法，這種方案雖未實現真正的“匹配”，但它利用二極體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。

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