rs-485最常用的通信介质是
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rs485屏蔽双绞线的使用方法是什么样的RS485线有特性阻抗(一般为120Ω)及衰减等传输线范畴的要求,普通的几芯屏蔽双绞线只考虑绝缘、耐压,按欧姆定律考虑即可,二者不可相提并论。Rs_485最常用的通信介质是什么通讯介质:通讯介质为屏蔽双绞线,也就是我们通常用的带有屏蔽层的两心电缆。通讯方式:半双工;通讯类型:主从通讯。
一、什么是RS485
RS485通讯采用的是差分信号负逻辑控制模式,即2~6V表示“0”,-6~-2V表示“1”。RS485通讯有两线制和四线制2种接线方式。四线制只能实现点对点的通信方式,现已很少采用。两线制接线方式是目前采用较多的为总线式拓朴结构,属于半双工传输方式,也就是说收发是不同步的。
总线端口防护
在恶劣的环境下,RS485通讯端口通常都做好静电防护、雷击浪涌防护等额外的防护,甚至还需要做好防80V市电接入的方案,以避免智能仪表、工控主机的损坏。如图为常见的3种RS485总线端口防护方案。
第一种为AB端口分别并联TVS器件到保护地,AB端口之间并联TVS器件、AB端口分别串联热敏电阻、并接气体放电管到保护地形成三级保护的方案;
第二种为AB分别并联TVS到地、串联热敏电阻,AB之间并联压敏电阻的三级防护方案;
第三种为AB分别接上下拉电阻到电源与地,AB之间接TVS,A或B某一端口接热敏电阻的方案。
二、RS485组网方式
1、总线式组网
如图显示了典型网络应用电路。这些器件也能用作电缆长于4000英尺的线性转发器,为减小反射,应当在传输线两端以其特性阻抗进行终端匹配,主干线以外的分支连线长度应尽可能短。
在通信过程中有两种信号因导致信号反射:阻抗不连续和阻抗不匹配。阻抗不连续信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有信号在这个地方就会引起反射,消除这种反射的方法就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的因此在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻,一般的终端匹配都采用终端电阻方法。终端电阻在RS485网络中取120Ω,相当于电缆特性阻抗的电阻,因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100~120Ω。这种匹配方法简单有效,但有一个缺点,匹配电阻要消耗较大功率,对于功耗限制比较严格的系统不太适合。
RS485通讯在一般场合下的连接,采用普通的双绞线即可。要求比较高的环境下,采用带屏蔽层的同轴电缆连接。在使用RS485接口时,对于特定的传输线路,从RS485接口到
负载,其数据信号传输所允许的最大电缆长度与信号传输的波频率成反比。该长度数据主要是受信号失真及噪声等影响。在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大,一般最多可以加9个中继,也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到9.6km。当需要长距离传输时,可以采用光纤为传播介质,收发两端各加一个光电转换器。多模光纤的传输距离能达5~10km,若采用单模光纤传输,可达50km的传输距离。
2、手拉手式组网
又称菊花链拓扑结构,是RS485总线布线的标准及规范,是TIA等组织推荐使用的RS485总线拓扑结构。其布线方式就是主控设备与多个从控设备形成手拉手连接方式,如图所示,不留分支才是手拉手的方式。这种布线方式,具有信号反射小,通讯成功率高等优点。目前很多应用基本上采用这种组网方式。
在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域,通常情况下是采用串口通信的方式进行数据交换。最初采用的方式是RS232接口,由于工业现场比较复杂,各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰,会导致信号传输错误。除此之外,RS232接口只能实现点对点通信,不具备联网功能,最大传输距离也只能达到几十米,不能满足远距离通信要求。
而RS485则解决了这些问题,数据信号采用差分传输方式,可以有效的解决共模干扰问题,最大距离可以到1200米,并且允许多个收发设备接到同一条总线上。
在RS485之前RS232就已经诞生,但是RS232有几处不足的地方:
1、接口的信号电平值较高,达到十几V,容易损坏接口电路的芯片,而且和TTL电平不兼容,因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。
2、传输速率有局限,不可以过高,一般到几十Kb/s就到极限了。
3、接口使用信号线和GND与其他设备形成共地模式的通信,这种共地模式传输容易产生干扰,并且抗干扰性能也比较弱。
4、传输距离有限,最多只能通信几十米。
5、通信的时候只能两点之间进行通信,不能够实现多机联网通信。
针对RS232接口的不足,就不断出现了一些新的接口标准,例如RS485、
Modbus等一系列接口标准,然而RS485就是其中之一,他具备以下的特点:
1、我们在讲A/D的时候,讲过差分信号输入的概念,同时也介绍了差分输入的好处,最大的优势是可以抑制共模干扰。
尤其工业现场的环境比较复杂,干扰比较多,所以通信如果采用的是差分方式,就可以有效的抑制共模干扰。
而RS485就是一种差分通信方式,它的通信线路是两根,通常用A和B或者D+和D-来表示。
逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V表示,逻辑“0”以两线间的电压差为-(0.2~6)V来表示,是一种典型的差分通信。
2、RS485通信速度快,最大传输速度可以达到10Mb/s以上。
3、RS485内部的物理结构,采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合,抗干扰能力也大大增加。
4、传输距离最远可以达到1200米左右,但是他的传输速率和传输距离是成反比的,只有在100Kb/s以下的传输速度,才能达到最大的通信距离,如果需要传输更远距离可以使用中继。
5、可以在总线上进行联网实现多机通信,总线上允许挂多个收发器,从现有的RS485芯片来看,有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。
RS485的接口非常简单,和RS232所使用的MAX232是类似的,只需要一个RS485转换器,就可以直接和我们单片机的UART串行接口连接起来,并且完全使用的是和UART一致的异步串行通信协议。但是由于RS485是差分通信,因此接收数据和发送数据是不能同时进行的,也就是说它是一种半双工通信。