RS-485:RS智能儀表-中文百科頻道

特點

1.RS-485的電氣特性：采用差分信号負邏輯，邏輯"1”以兩線間的電壓差為+(2~6)V表示；邏輯"0"以兩線間的電壓差為-(2~6)V表示。接口信号電平比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的數據最高傳輸速率為10Mbps。

3.RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模幹擾能力增強，即抗噪聲幹擾性好。

4.RS-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10Mbps，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100KbpS的傳輸速率下，才可以達到最大的通信距離，如果需傳輸更長的距離，需要加485中繼器。RS-485總線一般最大支持32個節點，如果使用特制的485芯片，可以達到128個或者256個節點，最大的可以支持到400個節點。

簡介

智能儀表是随着80年代初單片機技術的成熟而發展起來的，現在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企業信息化的需要，企業在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯網通信接口。最初是數據模拟信号輸出簡單過程量，後來儀表接口是RS232接口，這種接口可以實現點對點的通信方式，但這種方式不能實現聯網功能。随後出現的RS485解決了這個問題。下面我們就簡單介紹一下RS485。

接口

RS485采用差分信号負邏輯，＋2V～＋6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制隻能實現點對點的通信方式，現很少采用，現在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結構在同一總線上最多可以挂接32個結點。

在RS485通信網絡中一般采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通信鍊路時隻是簡單地用一對雙絞線将各個接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信号地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隐患，這有二個原因：、

(1)共模幹擾問題：RS-485接口采用差分方式傳輸信号方式，并不需要相對于某個參照點來檢測信号，系統隻需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往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～+12V，隻有滿足上述條件，整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此範圍時就會影響通信的穩定可靠，甚至損壞接口。

(2)EMI問題：發送驅動器輸出信号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（信号地），就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。

由于PC機默認的隻帶有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機的RS485電路：（1）通過RS232/RS485轉換電路将PC機串口RS232信号轉換成RS485信号，對于情況比較複雜的工業環境最好是選用防浪湧帶隔離珊的産品。（2）通過PCI多串口卡，可以直接選用輸出信号為RS485類型的擴展卡。

RS485電纜

在一般場合采用普通的雙絞線就可以，在要求比較高的環境下可以采用帶屏蔽層的同軸電纜。在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線路，從RS485接口到負載其數據信号傳輸所允許的最大電纜長度與信号傳輸的波特率成反比，這個長度數據主要是受信号失真及噪聲等影響所影響。

理論上RS485的最長傳輸距離能達到1200米，但在實際應用中傳輸的距離要比1200米短，具體能傳輸多遠視周圍環境而定。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信号進行放大，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9.6公理。如果真需要長距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質，收發兩端各加一個光電轉換器，多模光纖的傳輸距離是5~10公裡，而采用單模光纖可達50公裡的傳播距離。

功能

但RS232、RS485隻能代表通訊的物理介質層和鍊路層，如果要實現數據的雙向訪問，就必須自己編寫通訊應用程序，但這種程序多數都不能符合ISO/OSI的規範，隻能實現較單一的功能，适用于單一設備類型，程序不具備通用性。在RS232或RS485設備聯成的設備網中，如果設備數量超過2台，就必須使用RS485做通訊介質，RS485網的設備間要想相互通信息隻有通過“主（Master）”設備中轉才能實現，這個主設備通常是PC，而這種設備網中隻允許存在一個主設備，其餘全部是"從（Slave）"設備。而現場總線技術是以ISO/OSI模型為基礎的，具有完整的軟件支持系統，能夠解決總線控制、沖突檢測、鍊路維護等問題。

功能

區别明示

RS232,RS422,RS485是電氣标準，主要區别就是邏輯如何表示。

RS232使用12V,0,-12V電壓來表示邏輯，（-12V表示邏輯1，12V表示邏輯0），全雙工，最少3條通信線（RX,TX,GND），因為使用絕對電壓表示邏輯，由于幹擾，導線電阻等原因，通訊距離不遠，低速時幾十米也是可以的。

RS422，在RS232後推出，使用TTL差動電平表示邏輯，就是兩根的電壓差表示邏輯，RS422定義為全雙工的，所以最少要4根通信線（一般額外地多一根地線），一個驅動器可以驅動最多10個接收器（即接收器為1/10單位負載），通訊距離與通訊速率有關系，一般距離短時可以使用高速率進行通信，速率低時可以進行較遠距離通信，一般可達數百上千米。

RS485，在RS422後推出，絕大部分繼承了422，主要的差别是RS485可以是半雙工的，而且一個驅動器的驅動能力至少可以驅動32個接收器（即接收器為1/32單位負載），當使用阻抗更高的接收器時可以驅動更多的接收器。所以現在大多數全雙工485驅動/接收器對都是标：RS422/485的，因為全雙工RS485的驅動/接收器對一定可以用在RS422網絡。

接口理解

（1）485通訊接口一個對通訊接口的硬件描述，它隻需要兩根通訊線，既可以在兩個或兩個以上的設備之間進行數據傳輸。這種數據傳輸的連接，是半雙工的通訊方式。在某一個時刻，一個設備隻能進行發送數據或接收數據。

（2）硬件通訊接口建立後，在進行數據傳輸的儀表之間需要約定一個數據協議，以使接收端能夠解析收到的數據，這便是“協議”的概念。

（3）通訊協議有統一标準的協議格式，如“ModBus”協議，标準的協議内容全面，包含的内容很多，不易理解，由此，我公司定義了一種協議，簡單實用，這便是“自定義協議”。

（4）我公司的智能産品，包括ModBus協議、自定義協議。氣渦輪兼容兩種協議格式。

與其它總線網絡的區别

我們把工業網絡歸結為三類：RS485網絡、HART網絡和現場總線網絡。

HART網絡：HART是由現在的艾默生提出一個過度性總線标準，他主要是在4~20毫安電流信号上面疊加數字信号，物理層采用BELL202頻移鍵控技術，以實現部分智能儀表的功能，但此協議不是一個真正意義上開放的标準，要加入他的基金會才能拿到協議，加入基金會要一部分的費用。

技術主要被國外幾家大公司壟斷，近兩年國内也有公司再做，但還沒有達到國外公司的水平。現在有很大一部分的智能儀表都帶有HART圓卡，都具備HART通訊功能。但從國内來看還沒有真正利用其這部分功能，最多隻是利用手操器對其進行參數設定，沒有發揮出HART智能儀表應有的功能，沒有聯網進行設備監控。

從長遠來看由于HART通信速率低組網困難等原因，HART儀表的采購量會程下滑趨勢，但由于HART儀表已經有十多年的曆史現在在裝數量非常的大，對于一些系統集成商來說還有很大的可利用空間。

現場總線網絡：現場總線技術是當今自動化領域技術發展熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網，它的出現标志着自動化控制技術又一個新時代的開始。現場總線是連接設置在控制現場的儀表與設置在控制室内的控制設備的數字化、串行、多站通信的網絡。

其關鍵标志是能支持雙向、多節點、總線式的全數字通信。現場總線技術近年來成為國際上自動化和儀器儀表發展的熱點，它的出現是傳統的控制系統結構産生了革命性的變化，是自控系統朝着智能化、數字化、信息化、網絡化、分散化的方向邁進，形成新型的網絡集成式全分布式控制系統---現場總線控制系統FCS（Fieldbus Control System）。

但是現在的現場總線的各種标準并行存在并且都有自己的生存領域，還沒有形成真正統一的标準，關鍵是看不到什麼時候能形成統一的标準，技術也不夠成熟。另外現場總線的儀表種類還比較少可供選擇的餘地小，價格也偏高，從最終用戶的角度看大多還處于觀望狀态，都想等到技術成熟之後在考慮，現在實施的少。