RS485匯流排

rs-485採用半雙工工作方式，支持多點數據通信。rs-485匯流排網路拓撲一般採用終端匹配的匯流排型結構。即採用一條匯流排將各個節點串接起來，不支持環形或星型網路。

rs-485採用平衡傳送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上匯流排收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mv的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 有些rs-485收發器修改輸入阻抗以便允許將多達8倍以上的節點數連線到相同匯流排。rs-485最常見的套用是在工業環境下可程式邏輯控制器內部之間的通信。

基本介紹

• 中文名：RS485匯流排
• 外文名：RS485 bus
• 工作方式：半雙工
• 特點：具有抑制共模干擾的能力

匯流排標準

rs-485採用平衡傳送和差分接收方式實現通信：傳送端將串列口的ttl電平信號轉換成差分信號a,b兩路輸出，經過線纜傳輸之後在接收端將差分信號還原成ttl電平信號。由於傳輸線通常使用雙絞線，又是差分傳輸，所以有極強的抗共模干擾的能力，匯流排收發器靈敏度很高，可以檢測到低至200mv電壓。故傳輸信號在千米之外都是可以恢復。rs-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10mb/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採用半雙工工作方式，支持多點數據通信。rs-485匯流排網路拓撲一般採用終端匹配的匯流排型結構。即採用一條匯流排將各個節點串接起來，不支持環形或星型網路。如果需要使用星型結構，就必須使用485中繼器或者485集線器才可以。rs-485匯流排一般最大支持32個節點，如果使用特製的485晶片，可以達到128個或者256個節點，最大的可以支持到400個節點。

CAN匯流排拓撲連線主幹線與分支幹線

匯流排的理論

在自動化領域，隨著分散式控制系統的發展，迫切需要一種匯流排能適合遠距離的數字通信。在rs-422標準的基礎上，eia研究出了一種支持多節點、遠距離和接收高靈敏度的rs-485匯流排標準。 　rs-485標準采有用平衡式傳送，差分式接收的數據收發器來驅動匯流排，具體規格要求： 　1. 接收器的輸入電阻rin≥12kΩ 　2. 驅動器能輸出±7v的共模電壓 　3.輸入端的電容≤50pf 　4. 在節點數為32個，配置了120Ω的終端電阻的情況下，驅動器至少還能輸出電壓1.5v（終端電阻的大小與所用雙絞線的參數有關） 　5.接收器的輸入靈敏度為200mv（即（v+）-（v-）≥0.2v，表示信號"0"；（v+）-（v-）≤-0.2v，表示信號"1"） 　因為rs-485的遠距離、多節點（32個）以及傳輸線成本低的特性，使得eia rs-485成為工業套用中數據傳輸的首選標準。基於此，rs-485的自動化領域的套用非常廣泛，但是在實際工程中rs-485匯流排運用仍然存在著很多問題，影響了工程的質量，為工程施工帶來了很多的不方便。

匯流排布線規範

1.485匯流排必須要接地。

在很多技術文檔中，都提到485匯流排必須要接地，但是沒有詳細的提出如何接地。嚴格的說，485匯流排必須要單點可靠接地。單點就是整個485匯流排上只能是有一個點接地，不能多點接地，因為將其接地是因為要將地線（一般都是禁止線作地線）上的電壓保持一致，防止共模干擾，如果多點接地適得其反。可靠接地時整個485線路的地線必須要有良好的接觸，從而保證電壓一致，因為在實際施工中，為了接線方便，將線剪成多段再連線，但是沒有將禁止線作良好的連線，從而使得其地線分成了多段，電壓不能保持一致，導致共模干擾。

2.485信號線不可以和強電電源線一同走線。

在實際施工當中，由於走線都是通過管線走的，施工方有的時候為了圖方便，直接將485信號線和電源線綁在一起，由於強電具有強烈的電磁信號對弱電進行干擾，從而導致485信號不穩定，導致通信不穩定。

3.選擇合格的電纜

由於原材料價格上漲，導致現在市場上的線材魚龍混雜，有不良商人利用某種合金來頂替銅絲來做網線，在外面鍍銅以矇混客戶。具體區別方法：看網線截面，如果是銅色的話，就是銅絲，如為白色，則是用合金以次充好。合金一般比較脆，容易斷，而且導電性遠不如銅絲，很容易在工程施工中造成問題。線材一般建議選擇標準的485線，其為禁止雙絞線，傳輸線不是像網線那樣為單股的銅絲，而是多股銅絲絞在一起形成一根線，從而即使某根小銅絲斷掉，也不會影響整個的使用。

4.485信號線可以使用禁止線作為布線，也可以使用非禁止線作為布線。

由於485信號是利用差模傳輸的，即由485+與485-的電壓差來作為信號傳輸。如果外部有一個干擾源對其進行干擾，使用雙絞線進行485信號傳輸的時候，由於其雙絞，干擾對於485+，485-的干擾效果都是一樣的，那電壓差依然是不變的，對於485信號的干擾縮到了最小。同樣的道理，如果有禁止線起到禁止作用的話，外部干擾源對於其的干擾影響也可以儘可能的縮小。

5.485布線不可以布置成星型接線與樹形接線。

485布線規範是必須要手牽手的布線，一旦沒有藉助485集線器和485中繼器直接布設成星型連線和樹形連線，很容易造成信號反射導致匯流排不穩定。很多施工方在485布線過程中，使用了星型接線和樹形接線，有的時候整個系統非常穩定，但是有的時候則總是出現問題，又很難查找原因，一般都是由於不規範布線所引起的。如果由於現場的限制，必須要進行星型連線或者樹形連線，則必須配置485集線器來保證系統通訊穩定。

匯流排基本特性

根據RS485工業匯流排標準，RS485工業匯流排為特性阻抗120Ω的半雙工通訊匯流排，其最大負載能力為32個有效負載(包括主控設備與被控設定)。

當使用較細的通訊電纜，或者在電磁干擾較強的環境使用本產品，或者匯流排上連線有較多的設備時，最大傳輸距離相應縮短;反之，最大距離加長。

主幹網上的設備，如圍牆機、管理機、主機等均分配一個ID號，即通信聯絡地址。主幹網對講線，一般都是用一芯線(地線除外)，是一種半雙工方式。視頻用一根同軸電纜。如果要求有多對訪客住戶同時進行對講(所謂多通道)，則必須增加音頻線和視頻線。

主機(副機)與分機一般不能直接連線，中間必須增加解碼器，這有利於系統的穩定和增強抗干擾能力。

主機(副機)與解碼器均通過一個叫做網路聯接器的設備在弱電井內連線，解碼器與解碼器之間匯流排方式或是星型方式連線。每個解碼器也有一個ID號，是主機與之通信的聯絡地址。(二進制編碼)

主機與解碼器之間的連線，叫樓內總幹線，所用電纜芯數因廠家不同而有所區別。

rs-485匯流排運用存在的問題

1、 阻抗不連續 　信號在傳輸過程中如果遇到阻抗突變，信號在這個地方就會引起反射，這種信號反射的原理，與光從一種媒質進入另一種媒質要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就是儘量保持傳輸線阻抗連續，實際工程中在電纜線的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻的原理就是為了減小信號反射。 　從理論上分析，在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻，就能有效的減少信號反射。但是，在實現套用中，由於傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等套用環境有關，特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少的信號反射還會存在。信號反射對數據傳輸的影響，歸根結底是因為反射信號觸發了接收器輸入端的比較器，使接收器收到了錯誤的信號，導致crc校驗錯誤或整個數據幀錯誤。這種情況是無法改變的，只有儘量去避免它。 　2、rs-485接地問題 　僅僅用一對雙絞線將各個接口的a、b端連線起來，而不對rs-485通信鏈路的信號接地，在某些情況下也可以工作，但給系統埋下了隱患。rs-485接口採用差分方式傳輸信號並不需要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。但應該注意的是收發器只有在共模電壓不超出一定範圍（-7v至+12v）的條件下才能正常工作。當共模電壓超出此範圍，就會影響通信的可靠直至損壞接口。如圖1所示，當傳送器a向接收器b傳送數據時，傳送器a的輸出共模電壓為vos，由於兩個系統具有各自獨立的接地系統存在著地電位差vgpd，那么接收器輸入端的共模電壓就會達到vcm=vos+vgpd。rs-485標準規定vos≤3v，但vgpd可能會有很大幅度（十幾伏甚至數十伏），並可能伴有強幹擾信號致使接收器共模輸入vcm超出正常圍，在信號線上產生干擾電流輕則影響正常通信，重則損壞設備。 　3、rs-485的匯流排結構及傳輸距離 　rs-485支持半雙工或全雙工模式。網路拓撲一般採用終端匹配的匯流排型結構不支持環形或星形網路，最好採用一條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儘量短，以便使引出線中的反射信號對匯流排信號的影響最低。在使用rs485接口時，對於特定的傳輸線經，從發生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函式，這個長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。當數據信號速率降低到90kbit/s以下時，假定最大允許的信號損失為6dbv時，則電纜長度被限制在1200m。實際上，在實用時是完全可以取得比它大的電纜長度。當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。