RS485总线集线器设计【文献综述】
RS485中文资料(全)
RS-485RS485 接口RS485 采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V 表示“1”，- 6V～- 2V 表示 “0”。
RS485 有两线制和四线制两种接线，四线制是全双工通讯方式，两 线制是半双工通讯方式。
在 RS485 通信网络中一般采用的是主从通信方式， 即一个主机带多个从机。
很多情况下，连接 RS-485 通信链路时只是简单地 用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。
而忽略了信号地的 连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患， 这有二个原因：(1)共模干扰问题： RS-485 接口采用差分方式传输信号方 式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电 位差就可以了。
但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485 收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常 工作。
当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚 至损坏接口。
(2)EMI 问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返 回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回 源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
RS485 同 RS232 连接由于 PC 机默认的只带有 RS232 接口，有两种方法可以得到 PC 上位机 的 RS485 电路：（1）通过 RS232/RS485 转换电路将 PC 机串口 RS232 信号 转换成 RS485 信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔 离珊的产品。
（2）通过 PCI 多串口卡，可以直接选用输出信号为 RS485 类 型的扩展卡。
RS485 电缆在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，反之，在高 速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配（一般为 120Ω）的 RS485 专用电缆 （STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG），而在干扰恶劣的 环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆（ASTP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG）。
485总线形式及可靠性设计总结
RS485总线常用拓扑结构总线拓扑结构一般可分为以下4种,分别是：星型拓扑结构、树形拓扑结构、环形拓扑结构、总线型拓扑结构。
根据RS485总线布线规范，只能按照总线拓扑结构布线，但是由于现场环境复杂多变，为了能够使整个系统稳定运行，则需要其他拓扑结构配合布线。
下面我为大家介绍一下祥光拓扑结构以及他们是如何实现的。
常见网络拓扑结构总线型拓扑结构：总线型拓扑结构是RS485总线布线的标准及规范, 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，即：假如整个RS485总线上有A、B、C、D多个设备，则布线为：将A的485+接到B的485+接口上，再从B的485+上面再引出一条线接到C的485 + ±面，以此类推，一直接到D的485+接口上面，485-接线方式和485 +—样。
星型拓扑结构：星型拓扑结构是R485总线用的比较多的接线方式，由于RS485总线上的485相对比较分散，而且主控设备一般作为主控室大多数都位于中线位置，星型拓扑结构是很多施工方选择的接线方式，星型拓扑结构必须要借助RS485集线器才可以做到。
树形拓扑结构：总线型拓扑结构是一种特殊的树形拓扑结构，只不过总线型拓扑结构的分支距离几乎为零，而RS485总线在通信是，如果有分支并且达到一定距离的话，就回形成信号反射，从而导致RS485信号相互干扰，导致整个系统通信质量大大下降，如果将R485中继器接到分支上，就可以将分支与主干线信号进行隔离，这样可以避免信号反射，从而就实现了R485树形拓扑结构。
环形拓扑结构：485总线一般情况下都不会用到环形拓扑结构，如杲要敷设成环形拓扑结构，485总线的通信方式必须是四线全双工485 通信模式，只有在全双工通信模式下，才可以有环形拓扑结构。
RS485总线可靠性设计PMPI5P«5PIH>pr PMPZ9lhno Ul«9€S1區Tl P2JTO PMP2SEAVP P26XIX2 RESETP27K NUTvn 八im WR AUiT PSfNWIX>RESET VgWDI 0 proU3 T1.P52I-4B " 1]MAXtflJLV3 TLP$2I"C R8 R・5.ika s.ikoU3 1LP5214AI3.3kfl、孑7VR vc<?KE DDE AD CiND¥03^ J2V、乙7VVDIrr()123N以下是485接口的几个典型问题：1为何A端加上拉，B端加下拉？由于RS-485芯片的特性,接收器的检测灵敏度为土200mV ,即差分输入端VA - VB >+200mV ,输出逻辑1 , VA - VB < - 200mV ,输出逻辑0 ;而A、B端电位差的绝对值小于200mV时，输出为不确定。
RS-485总线理论及应用分析
RS-485总线理论及应用分析中国海洋大学物理系程凯孙克怡曹伟金广奇摘要：本文简要介绍了RS-485理论，对在实际应用中的RS-485网络配置、总线匹配、传输距离、抗干扰措施等做了详细的说明。
给出了一个实际的应用系统，阐述了组网时应注意的几个问题。
关键词：RS-485；总线；网络配置；传输距离；波特率随着数字技术的发展和计算机日益广泛的应用，现在一个系统往往由多台计算机组成，需要解决多站、远距离通信的问题。
在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485收发器。
RS-485收发器采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，加上接收器具有高的灵敏度，能检测低达200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。
使用RS-485总线，一对双绞线就能实现多站联网，构成分布式系统，设备简单、价格低廉、能进行长距离通信的优点使其得到了广泛的应用。
在某公寓楼的水表远传系统中，采用了RS-485总线进行水表抄读数据的传输，共208只水表挂在总线上。
下面是选定RS-485总线的根据和在应用调试过程中遇到的问题及解决方法。
RS-485的应用原则RS-485支持半双工或全双工模式。
网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络，最好采用一条总线将各个节点串接起来。
从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
标准没有规定总线上允许连接的收发器数量，但规定了最大总线负载为32个单位负载(UL)，可通过增大收发器输入电阻来扩展总线节点数。
例如输入电阻增加至48kΩ以上(1/4UL)，节点数就可增加至128个，SP485R的输入电阻为150kΩ，节点数最多可增加至400个。
在本系统中有208只水表，所以采用了SP485R。
是否对RS-485总线进行终端匹配取决于数据传输速率、电缆长度及信号转换速率。
UART是在每个数据位的中点采样数据的，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低，就可以不考虑匹配。
基于RS485的远程数据采集与控制系统设计任务书与文献综述
毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院题目：基于RS485通信的远程采集与控制器设计起止时间：2012年12月24日至2013年5月30日学生姓名：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx专业班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx教研室主任：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx院长：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx2012年12月20日毕业设计（论文）内容及要求：1.了解远程采集与控制器设计的发展动态；2.了解目前主流有线通信协议，例：RS232、RS485、CAN-BUS等，及各自优缺点；3.掌握RS485关键通信协议；4.掌握常用AD/DA电路，以及控制电路的设计方法；5.掌握利用keil软件进行单片机系统开发；6.熟练应用C语言编写相关驱动算法；7.基于RS485通信的远程采集与控制器设计的具体要求：（1）完成硬件电路的设计，主要包括处理器最小系统、3路AD/DA采集电路、2组继电器控制电路、RS485通信电路等；（2）完成软件程序的编写，主要包括系统初始化、AD/DA驱动、485通信协议等；（3）所设计的采集与控制器能够通过RS485远程通信采集3路节点信号，并能反馈2路模拟控制量。
8. 阅读和翻译3000 字以上本课题英文资料；9. 完成设计，做出实物并上交论文，论文格式参照国家相关标准和南华大学毕业设计要求，并提供对应的电子文档；10. 论文字数不少于15000字，A4纸打印（WORD2003排版）.11. 时间安排① 2012年12月24日—2013年1月10日理解设计要求，查阅相关资料；②2013年2月12日—2013年4月10日根据所查阅的资料，完成部分论文初稿；③ 2013年4月11日—2013年5月10日完成毕业设计初稿；④ 2013年5月11日—2013年5月30日完成完整的毕业设计论文；⑤ 2013年5月31日—2013年6月8日准备毕业论文答辩。
什么是485集线器？RS-485集线器产品特点及技术参数详解！
什么是485集线器？RS-485集线器产品特点及技术参数详解！485集线器是一款内部采用双核、无休(不间断工作)的设计，专为解决复杂电磁场环境下RS-485大系统要求而设计的RS-485总线分割集线器。
那么，什么是485集线器？RS-485集线器产品特点及技术参数又有哪些呢？485集线器产品简介：RS-485集线器一款内部采用双核、无休(不间断工作)的设计，专为解决复杂电磁场环境下RS-485大系统要求而设计的RS-485总线分割集线器(HUB) 。
该产品支持传输速率最高达115.2KBPS，为了保证数据通讯的安全可靠，RS-485接口端采用光电隔离技术，防止雷击浪涌引入转换器及设备，内置的光电隔离器及1500W浪涌保护电路，能够提供2500V的隔离电压，可以有效地抑制闪电(Lighting)和ESD，同时可以有效的防止雷击和共地干扰，供电采用外接开关电源供电，安全可靠，非常适合户外工程应用。
在RS-485 工作模式，采用的判别电路能够自动感知数据流方向，并且自动的切换使能控制电路，轻松解决RS-485收发转换时延问题。
RS-485 接口传输距离大于3000米、性能稳定。
研通RS-485集线器广泛用于高速公路收费系统，道路监控系统及电力采集系统中，是一款性能卓越，价格优良的数据接口转换产品。
RS-485HUB提供星型RS-485总线连接。
各端口都具有短路、开路保护。
光电隔离2500V，用户可以轻易改善RS-485总线结构，分割网段，提高通信可靠性。
当雷击或者设备故障产生时，出现问题的网段将被隔离，以确保其他网段的正常工作。
这一性能大大提高了现有RS-485网络的可靠性，有效缩短了网络的维护时间。
合理的利用RS-485 HUB 可以助您设计出独特的高可靠的 RS-485系统。
485集线器产品特点：工业级光电隔离：为所有的RS-485接口提供3KV以上的光电隔离，有效的解决了外界雷击浪涌和地电位差带来的传输问题。
毕业设计(论文)-基于RS-485的多路数据采集模块的设计
1 绪论1.1基于RS-485的多路数据采集模块的设计综述1.1.1基于RS-485的多路数据采集模块的意义和任务“基于RS-485的多路数据采集模块”完成的任务是测得电压、电流、温度等模拟量信号，经过模块内部处理，通过RS-485总线传给计算机。
自然界所存在的一些物理量和大量的是模拟量，例如压力、流量、温度、轴角、光通量、位移等，它们是非电模拟量。
这些模拟量不能送进数字计算机进行处理，必须先经传感器件将其转换成模拟电信号，经过放大后送至模拟/数字转换器，将模拟信号转换成数字信号。
数字信号经过数字计算机分析处理后，其输出仍是数字信号，所以必须经过数字/模拟转换器，将数字信号转换成模拟信号，将数字信号转换成模拟信号后，才能送去控制执行元件，例如科研和生产中常常遇到程序升温、降温的问题，为了保证生产过程正常安全的进行，提高产品的质量和数量，减轻工人的劳动强度，节约能源，常常要求加热对象的温度按照某种指定的规律变化。
选择合适的ADC设计高速高精度采集系统提供了一个较好的解决方案。
该设计的意义在于:电流、电压、温度是工业、农业对象中主要的被控参数之一，像电子、冶命、机械、食品、化工等各类工农业业中，广泛使用的各种加热器、热处理炉、反应炉、温度计等，对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展，各种更为先进的检测系统正在应运而生，它们能很好的克服信号易受干扰损耗，测量误差较大以及安装拆卸繁杂等缺点，例如利用DALLAs公司生产的新型器件实现的数字化单总线技术。
但目前在低成本检测系统或者精度要求不高的检测系统中，传统的温度控制措施仍然占据着主导地位。
1.1.2 课题研究背景及立题依据人类社会进入信息时代，信息技术已经深深地渗透到人们的日常生活中。
信息技术主要包括信息的获取、传输、处理、记录和应用等。
RS485集线器的设计
作者：郑州威科姆公司张晓健河南海华来源:电子设计应用2009年第5期摘要：本文介绍了一种四路RS-485集线器的设计，这种集线器具有各支路全部隔离、零延时自动收发转换、故障支路自动切除并报警、故障恢复后自动接入以及防雷击浪涌保护等功能，可以弥补RS-485总线在实际应用中的不足。
关键词：RS-485；集线器；故障自动隔离引言RS-485总线基于平衡发送和差分接收，具有很强的抗共模干扰能力，在远程有线数字通信领域使用非常广泛。
但它也存在一些缺点，如一个节点故障会引起整个总线瘫痪、不能星型布线等。
在总线上加装一个RS-485集线器可以弥补这些缺陷，同时延长通信距离。
RS-485集线器工作原理RS-485集线器利用主485芯片把上位机总线上的差分信号转换成TTL电平，然后以广播方式分配给其它各支路的从485芯片，由从芯片再转换为差分信号发送到各分支总线上。
图1是四路集线器的应用方案，图的左侧接RS-485总线上位机，右侧接各分支下位机。
由图1可以看出，RS-485集线器起到了中继器延长距离和扩充终端数量的作用。
对于四路集线器，它的四个分支总线可以分别按串行方式布线，相当于把原来的一组总线按星型方式分成了四组，解决了布线的局限性。
另外，当其中一个节点故障导致总线短路时，只会影响到它所在的一组分支总线，而不会影响到其它三组。
图1 RS-485集线器应用方案图2 防雷击浪涌保护设计原理图图3 自动收发转换设计原理图图4 故障自动隔离模块原理框图RS-485集线器设计参照图1的工作原理，各模块设计重点如下。
电源设计出于隔离保护和抗干扰的考虑，5个485芯片采用5V隔离电源模块供电，使主、从电路相互隔离。
信号隔离设计所有分支信号与主站信号之间都采用高速光耦6N137进行隔离，实现各分支之间、各分支与主站之间全部隔离。
防雷击浪涌保护设计如图2所示，所有总线出口都采用防雷管和TVS管构成两级保护。
总线感应到雷击等高压大能量信号时，先通过防雷管提供的线线间、线地间防雷保护功能，使雷击过电压被迅速泄放，泄放过程中产生的瞬态大电流会在电路中感应出一个尖峰电压，次级保护使用的TVS管可以将上述尖峰电压吸收。
RS-485总线光电隔离中继器的设计
RS-485总线光电隔离中继器的设计介绍了RS-485总线光电隔离中继器的设计原理和实现方法。
与传统中继器相比, 电路融合了光电耦合隔离技术和自动切换技术,极大地提高了系统的安全性和可靠性。
标签：RS-485 光电耦合隔离中继器一、引言RS-485总线是测控领域广泛采用的一种现场总线形式,由于采用了平衡发送和差分接收的方式,可以有效地克服共模干扰,并具有较高的数据传输速率和传输距离。
RS-485总线传输的最大距离为1200米,使用中继器可以突破这个距离限制,扩展RS485网络。
本文通过对常用RS-485总线接口器件MAX3471工作原理深入分析的基础上采用光电耦合隔离和自动双向切换技术,设计了一种简单实用的RS-485总线光耦隔离中继器。
与传统RS-485中继器相比,本文设计的中继器传输信号稳定可靠,具有防雷击、电气隔离传输信号等独特优点,可广泛应用于各种大型测控系统。
二、总体设计结构上采用双信号端对称设计,分别称为信号1端和信号2端,它们都可以作为发送端和接收端使用。
由于RS-485采用半双工方式,同一时刻只允许一个作为发送端,另一个作为接收端。
光耦隔离芯片是信号端之间的传输媒介,隔离前后的信号摆脱了电气连接,对系统安全起到了防护作用。
外部电源采用+5V或+9V~+24V直流电源。
由于通信网络各点地相位差异较大,采用隔离电源分别给信号端供电,使得信号1端GND、信号2端GND和电源端GND三者之间相互隔离,这样即使在某一端短路的情况下也不会危及整个网络,对网络及其设备起到了很好的保护作用。
三、工作原理与分析1. 隔离电源与信号隔离系统采用+5V直流电源直接供电或+9~+24V的直流电源供电。
采用+9~+24V 直流电源供电时,需要将输入电压转换为+5V直流电。
LM2576是五端稳压器,五个端口分别是输入端、输出端,使能端(低电平有效),反馈端和地端。
按典型电路输入+9~+24V直流电,将从输出端将得到+5V直流电。
RS485总线简介
RS485总线简介1.1 RS485 总线简介RS-485 标准是由两个行业协会共同制订和开发的，即EIA—电子工业协会和TIA—通讯工业协会。
EIA 曾经在它所有标准前面加上RS 前缀英文Rcommended standard 的缩写，因此许多工程师一直延用这种名称。
1.2 RS485 总线应用场合RS-485 总线作为一种多点差分数据传输的电气规范，已成为业界应用最为广泛的标准通信接口之一。
这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点双向通信，它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。
正因为此，许多不同领域都采用RS-485 作为数据传输链路。
例如：汽车电子、电信设备局域网、智能楼宇等都经常可以见到具有RS-485 接口电路的设备。
这项标准得到广泛接受的另外一个原因是它的通用性RS-485 标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议，如MODBUS协议。
1.3 RS485 总线电气性能RS485 总线电气性能见表0.1：表0.1 RS485 总线电气性能性能指标RS485总线工作模式差分传输（平衡传输）允许的收发器数目32（受芯片驱动能力限制）最大电缆长度4000英尺（1219米）最高数据速率10Mbps最小驱动输出电压范围±1.5V最大驱动输出电压范围±5V最大输出短路电流250mA最大输入电流 1.0mA/12Vin-0.8mA/-7Vin驱动器输出阻抗54欧输入端电容≤50pF接收器输入灵敏度±200mV接收器最小输入阻抗12k接收器输入电压范围-7V~+12V接收器输出逻辑高>200mV接收器输出逻辑低<200mV1.4 RS485 总线缺点● RS485 总线的通讯容量较少，理论上最多仅容许接入32 个设备，不适于以楼宇为结点的多用户容量要求。
● RS485 总线的通讯速率低，常用波特率为9600bps。
RS-485通讯中继器的设计
RS-485通讯中继器的设计1 引言RS-485是一种平衡传送的串行接口标准，比最早的采用非平衡方式传送的RS-232串行接口标准在电气指标上有了大幅度的提高。
由于RS-485总线通讯距离远，抗干扰能力强，结构简单，可靠性高，广泛应用于多机远距离通信系统中。
其最大传输距离在数据传输速率为1 00kbps时为120m，传输速率为10kbps时为1.2km，传输速率降为300bps时可超过4km。
最大传输距离的增加是牺牲数据传输速率为代价的。
如果即要保证传输速度，而传输距离又超过RS-485的可靠通讯距离时，必须加中继器延长其通讯距离。
中继器的设计方案很多，本文采用DALLAS公司具有双串行通读口的单片机DS80C520来实现。
该方法硬件电路特别简单，软件设计方便，大大提高了中继器的可靠性。
2 工作原理DS80C520完全兼容8051的指令，外接晶振频率最高可达33MHz，在相同的晶振频率下其指令平均执行速度是8051的2.5倍，而且具有电源失效自动复位和内置看门狗电路，低功耗设计，可靠性高。
管脚的排列和8051完全相同，通过管脚复用，DS80C520具有13个中断源（其中有6个外部中断）、3个定时器和两个全双工的串行端口，大大扩展了系统的资源[1]。
利用它的两个串行端口和两片SN75LBC184相连，可以很方便地设计一个高传输速率、高可靠性的RS-485中继器，其硬件电路如图1所示。
SN75LBC184是具有瞬变高压抑制功能的RS-485接口芯片，能抗雷击，防静电放电，避免因交流电故障引起的非正常高压脉冲冲击。
最高传输速率可达250kbps。
在传输速率为9600b /s，传输距离在1km以内，用SN75LBC184作为接口芯片的RS-485总线上理论上可以挂64个网络节点[2]。
实际使用时，因线缆长度、线径、网络分布、传输速率不同，实际节点数均达不到理论值，可达到70%左右。
位于总线两端的差分端口A与B之间跨接120Ω匹配电阻，以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声，有效地抑制了噪声干扰。
RS-485总线布线规则及方法——(RS485总线系统应用之4)
RS-485总线布线规则及方法——(RS485总线系统应用之4)《RS-485总线布线规则及方法》东风汽车有限公司计量测试中心王德宪摘要：本文阐述了RS-485双向串行总线的特点、RS-485总线在实际应用中的布线规则、拓扑结构和匹配电阻的连接方法。
可供有关技术人员在RS-485总线设计和施工时做参考。
关键词：RS-485、总线、规则、方法1.前言在工业测控和数据采集系统的数据通信中，需要利用计算机通过串行接口与测控网中的设备进行数据或命令传输。
截止到目前为止，被广泛应用的串行通信接口有RS-232、RS-485/422等。
RS-232是最早的串行接口，应用于低波特率的串行通信。
RS-232采取的是单端不平衡传输方式，其收发端的数据信号都是相对于地信号的，所以共模抑制能力差。
再加上双绞线分布电容的影响，其最大传输距离仅为 15米，最高传输速率只有20kbit/s(=2560Byte/s)，并且只支持点对点通信。
为克服RS-232串口的通信距离短、波特率低的缺点，后来推出了RS-485/422接口标准(以下简称485总线)。
由于485总线的先进性，很快在工业测控等领域得到了广泛地应用。
2. 485总线的特点485总线采用了平衡发送和差分接收接口标准。
在发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号由A、B两线输出，经过双绞线传输到接收端后，再将差分信号还原成TTL电平信号。
因此具有极强的抗共模干扰能力，加之总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV的电压。
故传输信号经过千米以上的衰减后都可以完好恢复。
在100kbit/s的传输速率下，通信距离可以达到1200米左右。
如果通信距离较短，其最大传输速率可达10Mbit/s。
如果需传输更长的距离，需要增加485中继器。
RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。
RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。
即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。
RS485总线集线器设计【开题报告】
毕业设计（论文）开题报告题目：RS485总线集线器设计专业：电子信息工程1选题的背景、意义1.1 RS-485总线的应用在工业控制设备之间中长距离通信的诸多方案中，RS-485系统总线因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动测控等领域。
由于RS-485是基于差分信号传送的串行通信协议，使得它的抗干扰能力强。
RS485总线应用广泛，特别在国内具有很强的影响力。
目前许多厂家生产的设备大多提供接口，并以此为标准。
例如许多集中式水表采集器、集中式电表生产厂家的产品都内置RS458芯片，提供信号输出接口。
现在新开发的各种产品，厂家还是习惯于沿用这种标准。
其次，与应用普遍且为计算机标准配置的接口的转换器或设备十分常见和通用，这更增加了总线的应用广泛性。
总线技术实现成本低廉，传输距离较远，通讯可靠，抗干扰能力强，可实现多点通一讯现在的通用技术已可以带到个节点。
另外，这一标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议，因此较其它标准更具有灵活性[7]。
RS-485通信接口所组成的网络是工业控制及测量领域较为常用的物理层网络。
RS-485具有物理连接方便、抗干扰能力强、传输距离远等特点,采用这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络。
由于RS-485通信接口控制芯片的成本低廉且技术成熟,所以现在许多仪表生产厂商都可以开发出支持RS-485通信接口的仪表,并通过这个接口实现多个仪表的组网及数据上传功能。
对于RS-485通信接口的应用大体可分成以下三个方面[9]:（1）特殊用途测量仪表。
由于现在的专用测量仪表已逐步智能化,其检测输出的信号不再是一个单一的值,采用通常的4~20mA的电流信号已不能满足数据传输的要求。
（2）智能数据采集I/O模块。
在工控机测控系统中,随着技术的发展数据采集I/O模块已得到了越来越广泛的应用。
RS485集线器
RS-485集线器是什么以及功能解析RS-485集线器又被叫做RS485中继器，构建RS485通信的桥梁。
我们先一起来认识一下什么叫做RS-485，RS-485有什么样的特点。
RS-485，其中，RS的全程叫做Recommended Standard，翻译过来的意思就是推荐标准的意思，或者称之为一种标准的电平信号。
在1983年，电子工业协会（即EIA，Electronics Industries Association）批准RS-485为一种标准通信接口，经过40年的发展，RS-485已经一跃成为了工业现场中最常用的总线之一。
RS-485如此受欢迎的原因，主要原因取决于其高达10Mbps的传输速率、1200米的传输距离以及其多点拓扑连接的特性。
RS-485采用差分形式进行数据传输，这样的特点使得其在收到环境干扰时也能接收到正确的传输数据。
一、RS-485通讯协议的魅力RS-485以其独特的半双工、多点通讯能力，能够在一条总线上同时连接多个设备（理论上可达32个），且最大传输距离可延伸至1200米，这使得它在面对大规模部署时展现出无可比拟的成本效益。
然而，随着应用需求的多元化，简单的点对点连接已难以满足复杂场景下的通讯要求，这时候，RS-485集线器的引入，就显得尤为重要了。
二、RS-485集线器目前存在的局限性RS485集线器因其差分传输的特点，使得其总线的传输方式均为半双工方式（支持双向收发，凡是不支持双向同时收发），因此485总线上跑的协议通常是问答式（主机主动发送，从机接收到主机请求后发送）协议，例如ModBus协议。
这样就注定了一个系统里边只能存在一个主机，否则相互之间发送的数据就会存在干扰情况，导致都收不到正常的数据。
三、485集线器的“魔力”所在1.自带仲裁机制，解决总线冲突RS-485集线器具有多个主机端口，在两个或者多个串口同时发出控制命令后，按照先后顺序发出命令，不会同时进行数据发送。
485集线器为什么要使用总结
485集线器为什么要使用总结1.随着485总线的应用越来越广泛，485总线系统也原来越大，越来越复杂。
随着485总线系统的大而且复杂，导致485总线的稳定性也越来越差。
使用485集线器可以很好的解决这些问题。
在某智能楼宇工程当中，其中的所有设备都采用485接口与电脑进行通讯，但是在现场施工当中，发现如果按照原先的单纯485总线的施工的话，就会出现一些问题：1.由于智能楼宇工程中要求的功能越来越多，所以其中的设备也越来越多，但是原有的485转换器并不能带这么多的设备。
2.由于485总线的特点，一旦总线上有一个设备出现问题的话，会导致整个总线出现问题，从而导致整个系统崩溃。
针对这种情况，施工方使用深圳市富永通科技有限公司的485集线器可以很好的解决这个问题，利用485光隔离集线器的将单个485总线分割成多个485总线的特性，将每层楼区隔成一个485总线，从而可以带比原先更多的485设备，而且一旦一个总线上有485设备发生问题，也可以将其区隔，从而只是影响一层楼，而不是导致整个系统的崩溃。
该系统在使用富永通科技的485光隔离集线器之后，大大提高了485总线的稳定性，对于以后的维护提供了极大的方便。
2.在矿井开采，火电厂，冶金，石化等工业现场中，存在着很多的可燃性气体，这就存在着安全隐患，为了避免爆炸事故和火灾的发生，工程上变安装了各种可燃性气体探测报警控制器，这种探测器可以检测出泄漏气体的浓度，并将其转变成电信号传送给气体报警控制器，控制器经过处理显示出被测气体的浓度，当被测气体浓度超出了设定值时，控制器及时的发出声音和灯光报警信号，监控中心收到报警信号能够迅速的判断出气体泄漏点的准确位置，迅速的对存在隐患的泄漏点进行抢修和维护，从而就避免了重大事故的发生。
由于485总线简单易用受到欢迎，诸多的气体报警控制器一般都具有485串口，所以气体探测报警现场采用485总线的通信方式，但是随着监控系统的增大，探测的点数增多，特别是在原有的基础上进行探测点的增加，由于485总线必须使用手牵手的总线型连接，使得布线非常的不方便。
rs-485集线器设计原理
rs-485集线器设计原理RS-485集线器设计原理一、引言RS-485是一种常用于工业自动化领域的串行通信标准，它具有高速、远距离传输和抗干扰等优点。
在实际应用中，为了实现多个RS-485设备之间的互联，我们需要使用RS-485集线器。
本文将介绍RS-485集线器的设计原理及其工作机制。
二、RS-485集线器的作用RS-485集线器是一种用于扩展RS-485总线长度和连接多个RS-485设备的设备。
它能够将一条RS-485总线扩展到更长的距离，并且可以连接多个设备，实现数据的互联互通。
RS-485集线器的作用类似于网络交换机，它可以实现数据的分发和转发，使得多个RS-485设备可以同时进行通信。
三、RS-485集线器的设计原理1. 信号放大与恢复RS-485集线器的核心功能是对RS-485信号进行放大和恢复。
由于RS-485信号的传输距离较远，信号会衰减和失真，因此需要集线器内部的电路对信号进行放大和恢复。
集线器采用差分信号放大器来放大RS-485信号，以保证信号的稳定传输。
2. 数据帧重复RS-485集线器在接收到一个数据帧后，会将这个数据帧重复发送给其他设备。
这样，其他设备就可以接收到相同的数据，实现数据的共享。
集线器内部的电路会对接收到的数据进行缓存，并将数据帧的内容复制到其他端口上进行发送。
3. 冲突检测与处理由于RS-485总线是多设备共享的，可能会出现多个设备同时发送数据的情况，这就会造成冲突。
RS-485集线器通过冲突检测电路来检测冲突的发生，并采取相应的处理措施。
当检测到冲突时，集线器会发送一个冲突信号，通知所有设备停止发送数据，并等待一段时间后再重新发送。
4. 数据过滤与转发RS-485集线器还可以根据设定的规则对数据进行过滤和转发。
例如，可以设置只转发特定地址的数据，或者只转发特定类型的数据。
这样可以有效地减少无效数据的传输，提高总线的传输效率。
四、RS-485集线器的工作机制RS-485集线器的工作机制可以分为以下几个步骤：1. 接收数据：集线器通过RS-485总线接收到数据帧。
一种RS485总线通讯终端的设计
ＲＳ—４８５总 线 终 端 结 构 如 图 １ 所 示，该 终 端 由 ＭＣＵ（为控制器）、隔离与电平转换、收发器三部分组成。 ＭＣＵ 负责数据的收发与收发器的控制，隔离与电平转 换实现 ＭＣＵ 与收发器之间的电气隔离及 ＭＣＵ 电平转 换，收发器实现 ＲＳ４８５电平与 ＴＴＬ电平的转换。
隔 离 器 、一 个 三 态 差 分 线 路 驱 动 器 、一 个 差 分 输 入 接 收 机和一 个 ｉｓｏＰｏｗｅｒＴＭ ＤＣ／ＤＣ 转 换 器，该 器 件 采 用 ５Ｖ 或 ３．３Ｖ 单 电 源 供 电，从 而 实 现 了 完 全 隔 离 的 ＲＳ—４８５解决 方 案。ＡＤＭ２５８２Ｅ 驱 动 器 带 有 一 个 高 电平有效使能电 路，并 且 还 可 以 提 供 一 个 高 电 平 接 收 机有效禁 用 电 路，可 使 接 收 机 输 出 进 入 高 阻 抗 状 态。 在 ＲＳ４８５总线 端 采 用 快 恢 复 保 险 丝 防 止 总 线 短 路 烧 毁总线端口，用 压 敏 电 阻 和 瞬 态 二 极 管 吸 收 过 电 流 和 过电压。
ＲＳ—４８５ 标 准 作 为 一 种 多 点 差 分 数 据 传 输 的 电 气 规 范 ，已 成 为 业 界 应 用 最 为 广 泛 的 标 准 通 信 接 口 之 一 。 这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点双 向通信，它所具有 的 噪 声 抑 制 能 力、数 据 传 输 速 率、电 缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。作为一种相 对经济、具有相当 高 噪 声 抑 制、相 对 高 的 传 输 速 率、传 输 距 离 远 、宽 共 模 范 围 的 通 信 平 台 ，许 多 不 同 领 域 都 采 用 ＲＳ—４８５作为数据传 输 链 路。 例 如 在 汽 车 电 子、电 信 设 备 局 域 网 、智 能 楼 宇 、工 矿 自 动 化 等 领 域 都 经 常 可 以见到 具 有 ＲＳ—４８５ 接 口 电 路 的 设 备［２－５］。ＲＳ—４８５ 标准得到广泛接 受 的 另 外 一 个 原 因 是 它 的 通 用 性，该 标 准 只 对 接 口 的 电 气 特 性 做 出 规 定 ，而 不 涉 及 接 插 件 、
基于RS485的远程数据采集与控制系统设计文献综述
毕业设计（论文）文献综述学院：xxxxxxx题目：基于RS485通信的远程采集与控制器设计起止时间：2012年12月24日至2013年5月30日学生姓名：xxxxxxxxx专业班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxxx教研室主任：xxxxxxxxxx院长：xxxxxxxxxxxx2013年2月20日一、前言近年来，大规模集成电路的飞速发展，计算机技术不断地推广应用，传统的仪器仪表、数字测量技术在数据采集方面升华到一个全新的阶段。
计算机技术已成为当代数据采集和自动控制的核心技术。
而随着科学技术的进步，数据采集与控制系统越来越趋向数字化、智能化、远距离方向发展。
串行通信是计算机与外部设备进行数据交换的重要渠道，并且由于其成本低、性能稳定、遵循统一的标准，因而在工程中被广泛应用。
目前，有多种接口标准可用于串行通信，包括RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。
RS-232是最早的串行接口标准，在短距离、较低波特率串行通信中得到了广泛应用。
其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准，采用差动的两线发送、两线接收的双向数据总线两线制方式，比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的提高。
在上述的网络系统中，近距离通信可以采用RS-232通信标准实现，通信距离视负载而定，但最多不超过十几米，为了进一步扩大通信距离可以采用RS-485标准通信，其通信有效距离可达1200米。
RS-485 标准通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远、宽共模范围的通信平台。
同时，RS-485 电路具有控制方便、成本低廉等优点。
在过去的20 年时间里，建议性标准RS-485作为一种多点差分数据传输的电气规范，被应用在许多不同的领域，作为数据传输链路。
目前，在我国应用的现场网络中，RS-485 半双工异步通信总线也是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线。
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毕业设计（论文）文献综述题目：RS485总线集线器设计专业：电子信息工程1前言在当今信息通讯高速发展的阶段，人们在充分享受网络给人类带来的喜悦。
随着网络的普及和发展，使得各种控制设备网络化成为可能。
自动化监控、安全防护、门禁考勤及工业自动化系统得到迅速普及和应用。
在工业控制设备之间中长距离通信的诸多方案中，RS-485系统总线因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动测控等领域。
由于标准制定时间早，RS485总线应用广泛，特别在国内具有很强的影响力。
目前许多厂家生产的设备大多提供接口，并以此为标准。
例如许多集中式水表采集器、集中式电表生产厂家的产品都内置RS458芯片，提供信号输出接口。
现在新开发的各种产品，厂家还是习惯于沿用这种标准。
其次，与应用普遍且为计算机标准配置的接口的转换器或设备十分常见和通用，这更增加了总线的应用广泛性。
总线技术实现成本低廉，传输距离较远，通讯可靠，抗干扰能力强，可实现多点通一讯现在的通用技术已可以带到个节点。
另外，一标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议，因此较其它标准更具有灵活性。
在工业控制及测量领域较为常用的网络之一就是物理层采用RS-485通信接口所组成的工控设备网络。
由于RS-485具有物理连接方便、抗干扰能力强、传输距离远等特点,采用这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络。
由于RS-485通信接口控制芯片的成本低廉且技术成熟,所以现在许多仪表生产厂商都可以开发出支持RS-485通信接口的仪表,并通过这个接口实现多个仪表的组网及数据上传功能。
对于RS-485通信接口的应用大体可分成以下三个方面:（1）特殊用途测量仪表。
由于现在的专用测量仪表已逐步智能化,其检测输出的信号不再是一个单一的值,采用通常的4~20mA的电流信号已不能满足数据传输的要求。
（2）智能数据采集I/O模块。
在工控机测控系统中,随着技术的发展数据采集I/O模块已得到了越来越广泛的应用。
但这些I/O模块的输入输出通道和数据转换模式一般是固定的,所以在一个工控系统必然会用到多个I/O模块,这就要求在工控系统中能够使用一台工控计算机同时与多个I/O模块实现数据传输。
而RS-485通信接口就成为许多智能模块厂商所采用的通信方式。
（3）智能控制器及变频器等。
现在的工业自动控制系统中大量地采用了智能调节仪实现回路的调节控制,而变频器的应用也越来越广泛。
要实现对这些设备的集中数据采集及管理控制,就要求这些设备具备数据通讯的功能。
而这些设备就利用RS-485通信接口将多个智能仪表组成网络实现与工控计算机的数据通讯,使得只占用很少工控机接口资源就可以管理尽可能多的设备。
随着RS485总线系统的广泛应用，RS485总线系统也越来越大，RS485总线外挂的485设备越来越多，从而导致485总线的稳定性越来越差。
现在市场上已经有可以负载128，256台甚至400台485设备的转换器，由于485总线使用总线连接形式，形成如果有一个485设备出现问题，就导致整个485总线出现问题的现象。
所以从485总线的稳定性来说，当设备达到一定数量的时候，从概率上分析，假设485总线上的485设备的无差错时间为99.9％，当有128个485设备在一个总线上时，其无差错时间就是99.9％的128次方，其无差错时间讯速降为87.98％，再有RS-485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷，一些细节的处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485总线的运行稳定性及可靠性至关重要。
在实际数据通信系统应用中,由于设备数量多,发布较远,现场的各种干扰也较大,往往通信的可靠性及质量不高,加之软硬件设计的不完善,使得实际工程应用中RS-485总线的通信问题是系统不能高可靠运行的关键问题。
在使用RS-485总线时如果简单地按常规方法设计电路,在实际工程中经常遇到的两个问题。
一是通信数据收发的可靠性低的问题;二是在多机通信方式下,一个节点的故障引起整个系统通信崩溃(箝线)。
由于485总线为一线制，如果连接成树型或星型，就会影响总线通信效果。
为了保证总线的通信质量，就需要用总线分支或集线设备，来满足树型或星型连接的需求。
本课题的任务就是设计一个485总线的集线器。
2现状和发展方向RS-485标准最初由电子工业协会(EIA)于1983年制订并发布,后由通讯工业协会(TIA)修订后命名为TIA/EIA-485-A。
不过工程师还是习惯上称之为RS-485。
RS-485由RS-422发展而来,后者是为弥补RS-232之不足而提出的,主要改进了RS-232通信距离短、速率低的缺点。
RS-422定义了1种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mbps,传输距离延长到4 000ft(英尺,下同)(速率低于100kbps时),并允许在1条平衡线上连接最多10个接收器。
RS-422是1种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范。
为扩展应用范围,随后又为其增加了多点双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围,这就是后来的EIA RS-485标准。
RS-485是1个电气接口规范,它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性,而没有规定接插件传输电缆和通信协议。
RS-485标准定义了1个基于单对平衡线的多点、双向(半双工)通信链路,是1种极为经济、并具有相当高噪声抑制、传输速率、传输距离和宽共模范围的通信平台。
在数据通信、计算机网络以及工业上的分布式控制系统中，经常需要采用串行通信来达到远程信息交换的目的，串行通讯不仅连线简单而且性能可靠。
目前，有多种接口标准可用于串行通信，包括RS-232、RS-422、RS-423和RS-455等。
RS-232是最早的串行接口标准，在短距离、较低波特率串行通信中得到了广泛应用。
其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准，比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的提高。
RS-485总线的优异性能使得它成为工业应用中数据传输的首选标准。
RS-485串行接口的电气标准实际上是RS-422的变型，它属于七层051(Open SystemInterconneetion，开放系统互连)模型物理层的协议标准。
RS-485性能优异，结构简单，组网容易，可组建经济实用型工业局域网。
RS-485总线的优异性能使它得到了越来越广泛的应用。
在RS-485标准的基础上，研究出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的RS-485总线标准。
RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。
RS-485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，因为RS-485的远距离、多节点个以及传输线成本低的特性，使得EIA RS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。
RS-485采用平衡发送和差分接收方式来实现通信:在发送端TXD将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A、B两路输出，经传输后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。
两条传输线通常使用双绞线，又是差分传输，因此有极强的抗共模干扰的能力，接收灵敏度也相当高。
同时，最大传输速率和最大传输距离也大大提高。
如果以loMbps速率传输数据时传输距离可达12m，而用100KbPs时传输距离可达1.2km。
如果降低波特率，传输距离还可进一步提高。
另外RS-485实现了多点互连，非常便于多器件的连接，极大地增加了系统的灵活性。
RS-485 的总线协议:RS485 的总线协议有多种，如 Modbus、DF1 等，都已成为一种工业标准，被很多厂商推荐。
本系统所使用的协议是以上述协议为基础，根据应用实际应用情况设计的。
下面介绍 Modbus、DF1 协议1. Modbus 协议Modbus 协议采用主从工作方式，允许一台主机和多台从机通信，每台从机地址由用户认定，地址范围为 1~255。
通信采用命令/应答方式，每一种命令帧对应一个应答帧。
命令帧由主机发出，所有从机都将收到报文，但只有被寻址从机才会响应相应命令，返回相应的应答帧。
如果报文中寻址地址为 0 则视为全局广播，所有主机把它当一条命令执行，不返回应答帧。
标准Modbus协议有两种传输方式：ASCII模式和RTU模式。
ASCII模式将数据转化为ASCII码发送。
RTU模式为二进制模式发送，发送的每个字节即为实际发送的二进制数据。
2.DF1 协议DF1 协议分为物理层、数据链路层和应用层，其数据封装结构见图 2-1。
数据发送时，来自用户应用程序的数据传送给应用层，经过应用层数据封装之后传给数据链路层，再经过数据链路层封装后交给物理层传输。
数据接收的过程与之相反。
RS-485特性：RS-485是一种支持多节点远距离和接收高灵敏度的总线RS485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器标准。
RS一485是工业领域广泛应用的150/051模型物理层标准协议之一。
(l)机械特性。
采用RS一232/RS-se485连接器(如ADAM4520)将PC串口RS-232信号转换成RS-485信号，或接入TTL/RS-485转换器(如MAX485)将UO 接口芯片TTL电平信号转换成RS-485信号，进行远距离高速双向串行通信。
(2)电气特性。
二线双端半双工差分电平发送与接收，无公共地线，能有效克服共模干扰、抑制线路噪声，传输距离可达 1.2km，最高数据传输速率可达10Mbit/S。
(3)功能与规程特性。
网络媒体采用双绞线、同轴电缆或光纤，安装简易，电缆数量、连接器、中继器、滤波器使用数量较少(每个中继器可延长线路1.2km)，网络成本低廉。
(4)驱动能力强。
在节点数为32个配置了12O欧姆的终端电阻的情况下驱动器至少还能输出电压1.5V。
3总结RS-485总线是工业应用中非常成熟的技术，是现代通讯技术的工业标准之一。
它具有通信距离远、通信速率高、成本低等特点。
总线用于多站互连十分方便，用一对双绞线即可实现，由于采用平衡发送和差分接收，即在发送端，驱动器将电平信号转换成差分信号输出在接收端，接收器将差分信号变成电平，因此具有抗共模干扰的能力。
根据一标准，传送数据速率达时通讯距离可达1200m。
RS-485标准定义了一个极为坚固和可靠的通信链路,具有高噪声抑制、宽共模范围、长传输距离、冲突保护等特性。
但一个真正牢靠的RS-485网络还有赖于合理的应用、合理的网络布局、连续的信号通道、周全的保护措施等。
随着RS-485总线的应用越来越广泛，RS-485总线系统也越来越大，越来越复杂。