RS485現(xiàn)場總線基礎(chǔ)介紹

劉忠武 楊萌

【摘要】智能儀表隨著80年代初單片機(jī)技術(shù)的成熟而發(fā)展起來，現(xiàn)在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷，這歸結(jié)于企業(yè)信息化的需要，而企業(yè)在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯(lián)網(wǎng)通信接口。最初是數(shù)據(jù)模擬信號輸出簡單過程量，后來儀表接口是RS232接口，這種接口可以實現(xiàn)點對點的通信方式，但這種方式不能實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，隨后出現(xiàn)的RS485解決了這個問題。

【關(guān)鍵詞】智能儀表 RS485

RS485是一個定義平衡數(shù)字多點系統(tǒng)中的驅(qū)動器和接收器的電氣特性的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)由電信行業(yè)協(xié)會和電子工業(yè)聯(lián)盟定義。使用該標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)能在遠(yuǎn)距離條件下以及電子噪聲大的環(huán)境下有效傳輸信號。RS-485使得廉價本地網(wǎng)絡(luò)以及多支路通信鏈路的配置成為可能。

一、妃5總線協(xié)議

在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。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。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復(fù)。RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應(yīng)用RS-485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺驅(qū)動器和32臺接收器。

二、妃5總線協(xié)議還有如下特性

（1） RS-485的電氣特性：邏輯+1；以兩線間的電壓差為+（2一6） V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6） V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。

（2）RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為lOMbps。

（3） RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。

因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9（針）。

三、485總線傳輸距離

4RS-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為lOMb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/S的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離。理論上，通信速率在100Kpbs及以下時，RS485的最長傳輸距離可達(dá)1200米，但在實際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進(jìn)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(dá)到9.6公里。如果真需要長距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個光電轉(zhuǎn)換器，多模光纖的傳輸距離是5^-10公里，而采用單模光纖可達(dá)50公里的傳播距離。

四、電纜

在低速、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線，反之，在高速、長線傳輸時，則必須采用阻抗匹配（一般為120 S2）的RS485專用電纜（STP-12052（用于RS485&CAN;）一對18AWG），而在干擾惡劣的環(huán)境下還應(yīng)采用愷裝型雙絞屏蔽電纜（ASTP-120Ω（用于RS485&CAn;）一對18AWG）。

在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線路，從RS485接口到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?，這個長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等因素所影響。理論上，通信速率在100Kbps及以下時，RS485的最長傳輸距離可達(dá)1200米，但在實際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而有所差異。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進(jìn)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(dá)到10.8公里。如果確實需要長距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個光電轉(zhuǎn)換器，多模光纖的傳輸距離是5到10公里，而采用單模光纖可達(dá)50公里的傳播距離。

RS485網(wǎng)絡(luò)：RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種布網(wǎng)方式，實施簡單方便，支持RS485的儀表很多。

參考文獻(xiàn)：

[1]維基百科.EIA-485.

[2]廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司.RS485協(xié)議標(biāo)準(zhǔn).