RS-485总线理论及实际应用
监控摄像机RS485总线现场实际应用
监控摄像机RS485总线现场实际应用一、关于监控摄像机RS485总线的几个概念1、RS485总线的通讯距离呆以达到1200米根据485总线结构理论和标准，在理想环境的前提下，485总线传输距离可以达到1200米。
其条件是通讯线材优质达标，波特率为9600，只负载一台485设备，才能使得通讯距离达到1200米，所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。
如果负载485设备多，线材阻抗不合乎标准，线径过细，转换器品质不良，设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都有会降低通讯距离。
2、监控摄像机485总线可以带128台设备进行通讯其实并不是所有485转换器都能够128台设备的，要根据485转换器内芯片的型号和485设备芯片的型号来判断，只能按照指标较低的芯片来确定其负载能力。
一般485芯片负载能力有三个级别——32台、128台和蔼56台。
此外理论上的标称往往实际上是达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足（无源转换器）、防雷保护越强，这些都会降低真实负载数量3、485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构这种概念是错误的。
485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。
其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。
485总线虽然简单，但也必须严格按照安装施工规范进行布线。
二、必须严格按照施工规范施工在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工，特别应注意下面几点：1、485+和485-数据线一定要互为双绞。
2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。
多股是为了备用，屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试，双绞是因为485通讯采用差模通讯原理，双绞的抗干扰性较好。
不采用双绞线是错误的。
3、485总线一定要是手牵手式的总线结构,坚决杜绝星型连接和分叉连接。
4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地,而且接地良好。
RS485总线应用与选型指南
RS485总线应用与选型指南一、RS485总线介绍RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送与差分接收的方式，因此具有抑制共模干扰的能力。
在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候，RS485总线是一种应用最为广泛的总线。
而且在多节点的工作系统中也有着广泛的应用。
二、RS485总线典型电路介绍RS485电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。
隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等方面都有更出色的表现，但有一些场合也可以用非隔离型。
我们就先讲一下非隔离型的典型电路，非隔离型的电路非常简单，只需一个RS485芯片直接与MCU 的串行通讯口和一个I/O控制口连接就可以。
如图1所示：图1、典型485通信电路图（非隔离型）当然，上图并不是完整的485通信电路图，我们还需要在A线上加一个4.7K的上拉偏置电阻；在B线上加一个4.7K的下拉偏置电阻。
中间的R16是匹配电阻，一般是120Ω，当然这个具体要看你传输用的线缆。
（匹配电阻：485整个通讯系统中，为了系统的传输稳定性，我们一般会在第一个节点和最后一个节点加匹配电阻。
所以我们一般在设计的时候，会在每个节点都设置一个可跳线的120Ω电阻，至于用还是不用，由现场人员来设定。
当然，具体怎么区分第一个节点还是最后一个节点，还得有待现场的专家们来解答呵。
）TVS我们一般选用6.8V的，这个我们会在后面进一步的讲解。
RS-485标准定义信号阈值的上下限为±200mV。
即当A-B>200mV时，总线状态应表示为“1”；当A-B<-200mV时，总线状态应表示为“0”。
但当A-B在±200mV之间时，则总线状态为不确定，所以我们会在A、B线上面设上、下拉电阻，以尽量避免这种不确定状态。
三、隔离型RS485总线典型电路介绍在某些工业控制领域，由于现场情况十分复杂，各个节点之间存在很高的共模电压。
虽然RS-485接口采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰的能力，但当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压，即大于+12V或小于－7V时，接收器就再也无**常工作了，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。
RS-485标准及应用
RS-485标准及应用RS485总线常识1、RS485总线基本特性根据RS485工业总线标准，RS485工业总线为特性阻抗120Ω的半双工通讯总线，其最大负载能力为32个有效负载（包括主控设备与被控设置）。
2、RS485总线传输距离当使用0.56mm（24AWG）双绞线作为通讯电缆时，根据波特率的不同，最大传输距离理论值如下表：波特率最大距离2400BPS 1800m4800BPS 1200m9600BPS 800m当使用较细的通讯电缆，或者在电磁干扰较强的环境使用本产品，或者总线上连接有较多的设备时，最大传输距离相应缩短；反之，最大距离加长。
3、连接方式与终端电阻1) RS485工业总线标准要求各设备之间采用菊花链式连接方式，两头必须接有120Ω终端电阻（如图一所示），简化连接可采用图二的接线方式，但“D”段距离不能超过7米。
图一图二2) 球机终端120Ω匹配电阻的连接方式球机终端120Ω匹配电阻可通过在球机底盘上的拨码开关拨码来连接，如图三所示。
球机出厂时，120Ω匹配电阻默认为未接入，可通过把拨码开关的第10位拨到ON，把120Ω匹配电阻接入线路。
反之，如果不接入120Ω匹配电阻，则把第10位拨到OFF即可。
图三4、实际应用中的问题实际施工使用中用户常采用星形连接方式，此时终端电阻必须连接在线路距离最远的两个设备上（如图四，1＃与15＃设备），但是由于该连接方式不符合RS485工业标准的使用要求，因此在各设备线路距离较远时，容易产生信号反射、抗干扰能力下降等问题，导致控制信号的可靠性下降。
此时，出现的现象为球机完全不受控，或自行运转无法停止等。
图四对于这种情况，建议采用增加一个RS485分配器。
该产品可以有效地将星形连接转换为符合RS485工业标准所规定的连接方式，从而避免产生问题，提高通信可靠性，如图五所示。
图五5、RS485总线常见故障解决故障现象可能原因解决方法球机能自检但不能1、主机、球机地址、波特率不相符； 1、更改主机或球机地址、波特率，使之一致2、RS485总线＋、－极性接反； 2、调换RS485＋、－接线极性；控制3、接线松脱； 3、紧固接线；4、RS485线中间断； 4、更换RS485线。
485通讯一定要看的资料
发布者：ourdev网友teltiumRS-485总线的理论与实践 作者：北京和利时系统工程公司开发部（100096）虞日跃 史洪源摘 要：阐述了 RS-485总线规范，描述了影响 RS-485总线通信速率和通信可靠性的三个因 素，同时提出了相应的解决方法并讨论了总线负载能力和传输距离之间的具体关系。
关键词：RS-485 现场总线 信号衰减 信号反射当前自动控制系统中常用的网络，如现场总线CAN、Profibus、INTERBUS-S以及 ARCNet的物理层都是基于 RS-485的总线进行总结和研究。
1、 EIA RS-485标准在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。
在RS-422标准的基础上，EIA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标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：a接收器的输入电阻 RIN≥12kΩ；a驱动器能输出±7V的共模电压；a输入端的电容≤50pF；a在节点数为 32个，配置了 120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压 1.5V （终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关）；a接收器的输入灵敏度为 200mV（即（V+）-（V-） ≥0.2V，表示信号“0”；（V+）-（ V-）≤-0.2V，表示信号“1”）；因为 RS-485的远距离、多节点（32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。
2、 影响RS-485总线通讯速度和通信可靠性的三个因素2.1 在通信电缆中的信号反射在通信过程中，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，如图 1所示。
这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
RS485总线的通讯与信号衰减
RS-485总线的理论与实践摘要：阐述了RS-485总线规范，描述了影响RS-485总线通信速率和通信可靠性的三个因素，同时提出了相应的解决方法并讨论了总线负载能力和传输距离之间的具体关系。
关键词：RS-485 现场总线信号衰减信号反射当前自动控制系统中常用的网络，如现场总线CAN、Profibus、INTERBUS-S以及ARCNet 的物理层都是基于RS-485的总线进行总结和研究。
一、EIA RS-485标准在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。
在RS-422标准的基础上，EIA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标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：1.接收器的输入电阻RIN≥12kΩ2.驱动器能输出±7V的共模电压3.输入端的电容≤50pF4.在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V（终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关）5.接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号“0”；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号“1”）因为RS-485的远距离、多节点（32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。
二、影响RS-485总线通讯速度和通信可靠性的三个因素1、在通信电缆中的信号反射在通信过程中，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，如图1所示。
这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
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，如图2所示。
RS485总线
RS-485RS485采用差分信号负逻辑，+2V～+6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。
接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。
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。
理论上，通信速率在100Kpbs及以下时，RS485的最长传输距离可达1200米，但在实际应用中传输的距离也因芯片及电缆的传输特性而所差异。
在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大，最多可以加八个中继，也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到9.6公里。
如果真需要长距离传输，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是5~10公里，而采用单模光纤可达50公里的传播距离。
在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差;1. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 。
2. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。
3. RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米(理论上的数据，在实际操作中，极限距离仅达1200米左右），另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。
而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。
即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。
因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。
因为RS485接口组成的半双工网络一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
485通讯原理
485通讯原理
485通讯原理是指一种串行通讯接口标准，它定义了一种用于串行通信的电气标准，适用于多点和半双工通信系统。
485通讯采用差分信号传输，具有抗干扰能力强、传输距离远、传输速率高等优点。
在工业控制、建筑自动化、环境监测等领域得到广泛应用。
485通讯的工作原理主要包括信号电平、数据帧格式、通讯协议等方面。
在485通讯中，信号电平采用差分信号传输，即在两个信号线上分别传输正负逻辑信号，从而有效地抵消了外部干扰。
数据帧格式包括起始位、数据位、校验位和停止位，通讯协议则规定了数据的传输方式和规则。
485通讯在工业自动化领域有着广泛的应用。
例如，在工业控制系统中，485通讯可以实现PLC与传感器、执行器之间的数据交换；在建筑自动化系统中，485通讯可以实现各个子系统之间的联动与控制；在环境监测系统中，485通讯可以实现传感器与数据采集器之间的数据传输。
除了工业领域，485通讯在智能家居、智能交通、能源管理等领域也有着重要的应用。
例如，在智能家居系统中，485通讯可以实现各种智能设备之间的联动与控制；在智能交通系统中，485通讯可以实现交通信号灯、车辆检测器、视频监控等设备之间的数据传输与控制；在能源管理系统中，485通讯可以实现电力监测仪表、智能电表等设备之间的数据交换与管理。
总之，485通讯原理作为现代通讯技术的重要组成部分，具有着重要的意义和广泛的应用前景。
通过本文的介绍，相信读者对485通讯原理有了更深入的了解，希望能够对相关领域的学习和工作有所帮助。
rs485通信原理
rs485通信原理
RS485通信是一种串行通信协议，用于在多个设备之间进行数据传输。
它是一种平衡差分信号传输方式，可以实现高速、远距离通信。
RS485通信采用差分信号传输，即使用两条信号线进行数据传输，分别为正向信号线（A线）和反向信号线（B线）。
传输时，发送器将数据以差分的方式发送出去，接收器则通过比较两条信号线上的电平差异来还原出数据。
由于使用差分信号，RS485通信具有较强的抗干扰能力，可以在较差的电磁环境下稳定工作。
RS485通信采用半双工方式，即同一时间内，数据传输只能是单向的，要么是从发送器向接收器传输数据，要么是从接收器向发送器传输数据。
为了实现多个设备之间的通信，常用的方式是在总线上连接多个RS485设备，通过总线进行数据传输。
在总线上，各个设备通过设置不同的地址来进行区分，并且在进行数据传输时需要先请求总线控制权。
这样可以确保每个设备在适当的时机发送数据，避免冲突。
RS485通信速度可以根据具体应用进行设置，一般可以达到几十kbps到几Mbps的速度范围。
此外，RS485通信还可以支持多主机结构，即多个设备可以同时成为总线的主机，实现分布式控制。
总之，RS485通信是一种可靠、抗干扰能力强的串行通信协议，
适用于远距离、高速度的数据传输。
它的差分传输方式、半双工通信以及多主机支持等特点使其在工控领域得到广泛应用。
RS485芯片介绍及典型应用电路
RS485芯片介绍及典型应用电路1. 高传输速率：RS485支持最高10Mbps的传输速率，可以满足大部分应用场景的需求。
2.长传输距离：RS485可以支持最长1200米的传输距离，适用于需要跨越大面积的数据传输场景。
3.多节点通信：RS485支持多节点的串行通信，最多可以连接32个节点，可以灵活实现多节点之间的数据传输。
4.抗干扰能力强：RS485采用差分信号传输方式，具有较强的抗干扰能力，适用于工业环境等电磁干扰较大的场景。
1.工业控制系统：RS485适用于工业自动化领域的数据传输需求，可以连接传感器、执行器等设备与主控系统进行数据交互。
例如，将温湿度传感器、压力传感器等设备通过RS485接口连接到PLC（可编程逻辑控制器）上，实时采集数据并控制工业过程。
2.电力系统监测：RS485经常用于电力系统的远程监测和控制，可以连接电表、断路器等设备与监测中心进行数据传输。
例如，电网运营商可以使用RS485通信将多个电表的电能数据传输到监测中心，实现对电力系统的远程监控和管理。
3.楼宇自动化系统：RS485可以应用于楼宇自动化系统中，实现楼宇内各种设备的控制和管理。
如，将空调、照明、门禁等设备连接到一台中央控制器，通过RS485通信与中央控制器进行数据传输，实现智能化的楼宇管理。
4.网络通信设备：RS485芯片可以用于网络通信设备的数据传输，如路由器、交换机等设备与服务器之间的通信。
通过RS485接口，这些设备可以实现高速、长距离的数据传输，提高网络通信的稳定性和可靠性。
在RS485通信电路中，常见的典型应用电路是星型拓扑结构和总线拓扑结构。
星型拓扑结构下，每个设备都与主控制器直接相连，主控制器可以独立与每个设备进行通信。
这种拓扑结构适用于相对较小的系统，例如楼宇自动化系统中的一栋大楼。
总线拓扑结构下，多个设备通过RS485通信连接成一条总线，主控制器与总线相连，可以与总线上的任意设备进行通信。
这种拓扑结构适用于较大规模的系统，例如电力系统监测中的多个监测点。
RS-485总线分配器典型应用
在大多数的视频监控领域里，通常使用RS-485网络实现控制主机对云台/解码器的控制。
从严格意义上看，由于RS-485本身是单主多从模式的，既在同一个RS-485网络中必须而且只能有一台主设备（主机）和多个从设备（从机）。
而485的通讯协议（或通讯规约）要求从机必须在收到主机命令的情况下才可以按照命令向主机发送数据，绝对不允许从机在未经过主机允许的情况下随意向外发送数据，这就是通常说的应答模式。
另外，从机之间是不能直接通讯的，如果从机之间要通讯也必须要经过主机才行。
否则，如果多个从机同时发送数据的话就会造成RS-485总线短路，而且这种短路是破坏性的，会对485设备造成损害。
也就是说在一个RS-485网络中的所有通信行为都必须要经过主机，主机是RS-485网络通讯的核心。
RS-485标准本身只对接口的电气特性进行了定义，并没有应用层的标准。
就是说，每个厂家的RS-485产品的通讯协议都可以自己定义，并且互不兼容，但基本上都必须符合上面所说的通讯规约，既应答模式。
但是对于采用RS-485通讯的视频监控应用来说有时确会遇到要求多个主机同时控制从机的情况。
最常见的就是通过两台或多台矩阵主机控制下面的云台/解码器。
其实，上面已经提到，RS-485本身是无法解决多主通讯问题的，但是下面介绍的方案可以从一定程度上解决这个问题，而且该方案已经广泛的应用到了视频监控系统中了。
本方案采用异特路公司的四口RS-485网络分配器IR-1305A（关于IR-1305A的详细信息请参见IR-1305A说明书）来实现多个矩阵主机对云台/解码器的控制。
系统接线图如下图1所示：上图中的RS-485网络分配器IR-1305A的主口端本来是应该接主设备的，而在该方案里却将该主口接从设备（摄象机），IR-1305A的从口本来应该接从设备，而在该方案里却接的是主设备（矩阵主机）。
其实，RS-485分配器的这种用法并不能从根本上解决RS-485网络的总线冲突问题，就是说，当两台矩阵主机同时控制下面的摄象机时仍然会发生冲突，并且产生通讯错误（误码）。
12.11弱电工程RS485总线知识汇总
12.11弱电工程RS485总线知识汇总前言：做弱电智能化工程很多时候会提到RS485控制线，它到底是什么呢，今天我聊聊RS485相关的应用，深入的了解RS485的话，你会发现里面的知识确实有很多，那么我们就选择一些平时在弱电中会考虑到的问题供大家了解。
一、什么是RS485总线工业现场经常要采集多点数据，模拟信号或开关信号，一般用到RS485总线，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无具体的物理形状，根据工程的实际情况而采用的接口，RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示"0"，- 6V～- 2V表示"1"。
RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。
485总线的通讯距离可以达到1200米。
根据485总线结构理论，在理想环境的前提下，485总线传输距离可以达到1200米。
其条件是通讯线材优质达标，波特率为9600，只负载一台485设备，才能使得通讯距离达到1200米，所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。
如果负载485设备多，线材阻抗不合乎标准，线径过细，转换器品质不良，设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。
二、RS485线缆在一般场合采用普通的双绞线就可以，在要求比较高的环境下可以采用带屏蔽层的同轴电缆。
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特率成反比，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所影响。
理论上RS485的最长传输距离能达到1200米，但在实际应用中传输的距离要比1200米短，具体能传输多远视周围环境而定。
485信号线接线技巧
RS-485总线的理论与实践摘 要：阐述了RS-485总线规范，描述了影响RS-485总线通信速率和通信可靠性的三个因素，同时提出了相应的解决方法并讨论了总线负载能力和传输距离之间的具体关系。 关键词：RS-485 现场总线 信号衰减 信号反射 当前自动控制系统中常用的网络，如现场总线CAN、Profibus、INTERBUS-S以及ARCNet的物理层都是基于RS-485的总线进行总结和研究。 一、EIA RS-485标准 在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。在RS-422标准的基础上，EIA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标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：1.接收器的输入电阻RIN≥12kΩ 2.驱动器能输出±7V的共模电压3.输入端的电容≤50pF 4.在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V（终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关） 5.接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号“0”；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号“1”）因为RS-485的远距离、多节点（32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。二、影响RS-485总线通讯速度和通信可靠性的三个因素1、在通信电缆中的信号反射在通信过程中，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，如图1所示。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。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，如图2所示。从理论上分析，在传输电缆的末端只要跨接了与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻，就再也不会出现信号反射现象。但是，在实现应用中，由于传输电缆的特性阻抗与通讯波特率等应用环境有关，特性阻抗不可能与终端电阻完全相等，因此或多或少的信号反射还会存在。引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。信号反射对数据传输的影响，归根结底是因为反射信号触发了接收器输入端的比较器，使接收器收到了错误的信号，导致CRC校验错误或整个数据帧错误。在信号分析，衡量反射信号强度的参数是RAF（Refection Attenuation Factor反射衰减因子）。它的计算公式如式（1）。RAF=20lg(Vref/Vinc) （1）式中：Vref—反射信号的电压大小；Vinc—在电缆与收发器或终端电阻连接点的入射信号的电压大小。具体的测量方法如图3所示。例如，由实验测得2.5MHz的入射信号正弦波的峰-峰值为+5V，反射信号的峰-峰值为+0.297V，则该通讯电缆在2.5MHz的通讯速率时，它的反射衰减因子为：RAF=20lg(0.297/2.5)=-24.52dB要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。在通讯线路中，如何通过加偏置电阻提高通讯可靠性的原理，后面将做详细介绍。2、在通讯电缆中的信号衰减第二个影响信号传输的因素是信号在电缆的传输过程中衰减。一条传输电缆可以把它看出由分布电容、分布电感和电阻联合组成的等效电路，如图4所示。电缆的分布电容C主要是由双绞线的两条平行导线产生。导线的电阻在这里对信号的影响很小，可以忽略不计。信号的损失主要是由于电缆的分布电容和分布电感组成的LC低通滤波器。PROFIBUS用的LAN标准型二芯电感（西门子为DP总线选用的标准电缆），在不同波特率时的衰减系数如表1所示。
RS485通讯原理
RS-485串行数据通信协议及其应用串行数据通信的协议从RS-232到千兆位以太网，虽然每种协议都有特定的应用领域，但任何情况下我们都必须考虑成本和物理层(PHY)性能。
本文主要介绍RS-485协议及该协议所适合的应用。
同时给出了根据电缆长度、系统设计以及元件选择来优化数据速率的方法。
传输协议什么是RS-485？Profibus又是什么？与其它串行协议相比，它们的性能如何？适用于哪些应用？为了回答这些问题，我们对RS-485物理层(PHY)、RS-232和RS-422的特性、功能进行了总体比较[1](本文中的RS表示ANSIEIA/TIA标准)。
RS-232是一个最初用于调制解调器、打印机及其它PC外设的通讯标准，提供单端20kbps的波特率，后来速率提高至1Mbps。
RS-232的其它技术指标包括：标称±5V发送电平、±3V接收电平(间隔/符号)、2V共模抑制、2200pF最大电缆负载电容、300最大驱动器输出电阻、3k最小接收器(负载)阻抗、100英尺(典型值)最大电缆长度。
RS-232只用于点对点通信系统，不能用于多点通信系统，所有RS-232系统都必须遵从这些限制。
RS-422是单向、全双工通信协议，适合嘈杂的工业环境。
RS-422规范允许单个驱动器与多个接收器通信，数据信号采用差分传输方式，速率最高可达50Mbps。
接收器共模范围为±7V，驱动器输出电阻最大值为100，接收器输入阻抗可低至4k。
RS-485标准RS-485是双向、半双工通信协议，允许多个驱动器和接收器挂接在总线上，其中每个驱动器都能够脱离总线。
该规范满足所有RS-422的要求，而且比RS-422稳定性更强。
具有更高的接收器输入阻抗和更宽的共模范围(-7V至+12V)。
接收器输入灵敏度为±200mV，这就意味着若要识别符号或间隔状态，接收端电压必须高于+200mV或低于-200mV。
RS485(详细版)
RS-485RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。
RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。
加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。
根据RS485工业总线标准，RS485工业总线为特性阻抗120Ω的半双工通讯总线，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。
RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线，其最大负载能力为32个有效负载（包括主控设备与被控设置）。
1.RS485接口RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。
RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。
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。
2.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总线原理 -回复
485总线原理-回复什么是485总线原理？485总线原理是一种用于串行通信的通信协议，它能够实现多个设备之间进行数据的传输。
485总线原理广泛应用于工业自动化领域，在设备之间传输各种控制命令和数据。
它具有传输距离远、可靠性高、抗干扰能力强等特点，逐渐取代了传统的232和422串口通信协议。
485总线原理的基本概念1. 主从模式：485总线通信中，有一个主设备和多个从设备。
主设备负责发起通信请求，而从设备则负责接收请求并返回所需数据。
2. 差分信号：485总线使用差分信号进行通信。
简单来说，就是将发送的电压信号通过正负两个导线进行传输。
正导线传输正电压信号，而负导线传输负电压信号。
通过差分信号的方式，485总线能够大大提高通信的抗干扰能力。
3. 多主设备：485总线允许多个主设备同时存在，通过总线冲突检测和优先级设置来实现通信的顺序和优先级。
485总线原理的通信流程1. 主设备发送请求：主设备向总线发送一个请求命令，并等待从设备的响应。
2. 从设备响应：从设备接收到主设备的请求后，进行相应的处理，并将所需数据返回给主设备。
3. 主设备接收数据：主设备接收从设备返回的数据，并进行相关处理。
4. 通信结束：通信结束后，主设备释放总线，其他主设备有机会发送请求。
485总线原理的注意事项1. 电缆选择：由于485总线原理使用差分信号进行通信，所以电缆的选择非常重要。
一般情况下，采用双绞线作为485总线的传输介质。
2. 终端电阻：在485总线通信的两端需要设置终端电阻，以提高通信的可靠性和抗干扰能力。
3. 总线长度：485总线的传输距离与传输速率有关，一般来说，总线长度越长，传输速率越低。
4. 时序控制：在485总线通信中，需要设置适当的时序控制，以保证主从设备之间的通信顺利进行。
总结485总线原理是一种实现多设备间数据传输的通信协议，它具有传输距离远、可靠性高、抗干扰能力强等特点。
通过差分信号的方式，485总线能够提高通信的抗干扰能力，逐渐取代了传统的串口通信协议。
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。
终于讲透了，史上最详细的RS485串口通讯！PLC工程师必看
终于讲透了，史上最详细的RS485串⼝通讯！PLC⼯程师必看RS485接⼝组成的半双⼯⽹络，⼀般是两线制，多采⽤屏蔽双绞线传输，这种接线⽅式为总线式拓扑结构在同⼀总线上最多可以挂接32个结点。
我们知道，最初数据是模拟信号输出简单过程量，后来仪表接⼝是RS232接⼝，这种接⼝可以实现点对点的通信⽅式，但这种⽅式不能实现联⽹功能，随后出现的RS485解决了这个问题。
为此本⽂通过问答的形式详细介绍RS485接⼝。
⼀、什么是RS-485接⼝？它⽐RS-232-C接⼝相⽐有何特点？答：由于RS-232-C接⼝标准出现较早，难免有不⾜之处，主要有以下四点：（1）接⼝的信号电平值较⾼，易损坏接⼝电路的芯⽚，⼜因为与TTL电平不兼容故需使⽤电平转换电路⽅能与TTL电路连接。
（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。
（3）接⼝使⽤⼀根信号线和⼀根信号返回线⽽构成共地的传输形式，这种共地传输容易产⽣共模⼲扰，所以抗噪声⼲扰性弱。
（4）传输距离有限，最⼤传输距离标准值为50英尺，实际上也只能⽤在50⽶左右。
针对RS-232-C的不⾜，于是就不断出现了⼀些新的接⼝标准，RS-485就是其中之⼀，它具有以下特点：1）RS-485的电⽓特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2-6）V表⽰；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2-6）V表⽰。
接⼝信号电平⽐RS-232-C降低了，就不易损坏接⼝电路的芯⽚，且该电平与TTL电平兼容，可⽅便与TTL电路连接。
2）RS-485的数据最⾼传输速率为10Mbps3）RS-485接⼝是采⽤平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模⼲能⼒增强，即抗噪声⼲扰性好。
4）RS-485接⼝的最⼤传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000⽶，另外RS-232-C接⼝在总线上只允许连接1个收发器，即单站能⼒。
⽽RS-485接⼝在总线上是允许连接多达128个收发器。
即具有多站能⼒，这样⽤户可以利⽤单⼀的RS-485接⼝⽅便地建⽴起设备⽹络。
RS485芯片介绍及典型应用电路
RS485芯片介绍及典型应用电路一、RS485基本知识RS-485接口芯片已广泛应用于工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域。
可用于RS-485接口的芯片种类也越来越多。
如何在种类繁多的接口芯片中找到最合适的芯片，是摆在每一个使用者面前的一个问题。
RS-485接口在不同的使用场合，对芯片的要求和使用方法也有所不同。
使用者在芯片的选型和电路的设计上应考虑哪些因素，由于某些芯片的固有特性，通信中有些故障甚至还需要在软件上作相应调整，如此等等。
希望本文对解决RS-485接口的某些常见问题有所帮助。
1 RS-485接口标准传输方式：差分传输介质：双绞线标准节点数：32最远通信距离：1200m 共模电压最大、最小值：+12V；-7V差分输入范围：-7V～+12V接收器输入灵敏度：±200mV接收器输入阻抗：≥12kΩ2 节点数及半双工和全双工通信2.1 节点数所谓节点数，即每个RS-485接口芯片的驱动器能驱动多少个标准RS-485负载。
根据规定，标准RS-485接口的输入阻抗为≥12kΩ，相应的标准驱动节点数为32。
为适应更多节点的通信场合，有些芯片的输入阻抗设计成1/2负载（≥24kΩ）、1/4负载（≥48kΩ）甚至1/8负载（≥96kΩ），相应的节点数可增加到64、128和256。
表1为一些常见芯片的节点数。
表1节点数型号32 SN75176，SN75276，SN75179，SN75180，MAX485，MAX488，MAX49064 SN75LBC184128 MAX487，MAX1487256 MAX1482，MAX1483，MAX3080～MAX30892.2 半双工和全双工RS-485接口可连接成半双工和全双工两种通信方式。
半双工通信的芯片有SN75176、SN75276、SN75LBC184、MAX485、MAX 1487、MAX3082、MAX1483等；全双工通信的芯片有SN75179、SN75180、MAX488~MAX491、MAX1482等。
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RS-485总线理论及实际应用
阅览次数：133 作者：李圣武单位：摘要：
本文介绍了RS-485总线的理论，RS-485总线系统在数据通信过程中存在的问题，以及RS-485的实际工程中的应用。
关键词：
RS-485，接口，通信
1、概述
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
2、 RS-485总线的理论
在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。
在RS-422标准的基础上，EIA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标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：· 接收器的输入电阻RIN≥12kΩ
· 驱动器能输出±7V的共模电压
· 输入端的电容≤50pF
· 在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V （终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关）
· 接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号"0"；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号"1"）
因为RS-485的远距离、多节点（32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。
基于此，RS-485的自动化领域的应用非常广泛，但是在实际工程中RS-485总线运用仍然存在着很多问题，影响了工程的质量，为工程施工带来了很多的不方便。
1、阻抗不连续
信号在传输过程中如果遇到阻抗突变，信号在这个地方就会引起反射，这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法，就是尽量保持传输线阻抗连续，实际工程中在电缆线的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻的原理就是为了减小信号反射。
从理论上分析，在传输电缆的末端只要跨接了与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻，就能有效的减少信号反射。
但是，在实现应用中，由于传输电缆的特性阻抗与通讯波特率等应用环境有关，特性阻抗不可能与终端电阻完全相等，因此或多或少的信号反射还会存在。
信号反射对数据传输的影响，归根结底是因为反射信号触发了接收器输入端的比较器，使接收器收到了错误的信号，导致CRC校验错误或整个数据帧错误。
这种情况是无法改变的，只有尽量去避免它。
2、RS-485接地问题
仅仅用一对双绞线将各个接口的A、B端连接起来，而不对RS-485通信链路的信号接地，在某些情况下也可以工作，但给系统埋下了隐患。
RS-485接口采用差分方式传输信号并不需要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。
但应该注意的是收发器只有在共模电压不超出一定范围(-7V至+12V)的条件下才能正常工作。
当共模电压超出此范围，就会影响通信的可靠直至损坏接口。
如图1所示，当发送器A向接收器B发送数据时，发送器A的输出共模电压为VOS，由于两个系统具有各自独立的接地系统存在着地电位差VGPD，那么接收器输入端的共模电压就会达到VCM=VOS+VGPD。
RS-485标准规定VOS≤3V，但VGPD可能会有很大幅度(十几伏甚至数十伏)，并可能伴有强干扰信号致使接收器共模输入VCM超出正常围，在信号线上产生干扰电流轻则影响正常通信，重则损坏设备。
3、RS-485的总线结构及传输距离
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。
在使用RS485接口时，对于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。
当数据信号速率降低到90Kbit/S以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV时，则电缆长度被限制在1200M。
实际上，在实用时是完全可以取得比它大的电缆长度。
当使用不同线径的电缆。
则取得的最大电缆长度是不相同的。
3方案设计
以下以一个例子来说明RS-485的应用：
一个大学食堂有三层，有12台POS机，每层楼有4台POS机，他们是RS-485的接口，控制POS机的电脑接RS-232接口,传统的解决方案是：
采用这种老式布线结构存在以下几种缺陷。
1>、RS-485总线受差分信号传输特点的限制总线长度一般在1200米左右，采用这种老式布线结构，可布线覆盖面积十分有限（一般为几百平方米）。
有时为了拓宽传输距离不得不采用中继器。
同时亦加大了布线过程中出现问题的可能性。
2>、一般大型考勤门禁系统都装有为数众多的门禁控制器，采用这种老式布线结构，所有门禁控制器共享同一根RS-485总线。
当任一控制器RS-485端口短路，都会影响整个门禁
系统的正常工作。
在众多的门禁控制器中查找故障所在，不仅加大了工作量，也增加了维护成本。
3>、由于RS-485总线布线比较复杂，在考勤门禁系统中绝大部分工程费用和时间都浪费在布线环节。
而RS-485总线布线的复杂程度与总线的长短和设备的挂接数目有很大关系。
特别在大型系统中显得由为突出。
采用这种老式布线结构无疑加大了布线的难度。
4>、由于地理环境的原因，在相距一定距离的设备之间总是存在地电位不平衡的问题。
有时即使距离很近问题依然存在。
这种环境造成的因素，在老式布线结构中很难综合解决。
甚至造成整个系统无法启动。
虽然通过处理地电位可暂时解决部分问题，但时隔不久同样问题又会再次出现。
针对上面出现的一些缺陷，三旺通信公司开发出一款新产品，它采用独特的等位分差隔离技术和高效的总线分割集中技术能有效解决工程布线中常见的地电位差异、阻抗匹配及雷击问题。
用户可以轻易改善RS-485/RS-422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。
重新的解决方案如下：
应用此方案可以有效的解决采用第一种方案存在的缺陷，它有如下几点好处：
1>、采用星型结构连接RS-485总线，在有效利用接口的情况下布线覆盖面积大大提高（一般为几平方千米）。
2>、有八个下位机端口，且每个端口都具有短路保护功能，并能工作在关断模式。
对大型考勤门禁系统，通过分摊门禁控制器到八个端口不仅可以减少单个RS-485总线的负荷，同
时有效的提高了整个系统的可靠性。
当任一控制器RS-485端口短路，只会影响其所在
RS-485总线系统，不会影响其他接口连接的RS-485系统的正常工作。
3>、可以使得RS-485系统布线过程变的简单和快洁，从而有效的减少了工程的费用和时间。
4>、各端口间存在3000V隔离。
对于由环境问题带来的布线问题，只需把问题显著的区域用单独端口进行连接集中处理，将会有效的解决地电位带来的布线问题。
4、注意事项
4．1 很多人往往都误认为RS-422串行接口是RS-485串行接口的全双工版本，实际上，它们在电器特性上存在着不少差异，共模电压范围和接收器输入电阻不同使得该两个标准适用于不同的应用领域。
RS-485串行接口的驱动器可用于RS-422串行接口的应用中，因为RS-485串行接口满足所有的RS-422串行接口性能参数，反之则不能成立。
对于RS-485串行接口的驱动器，共模电压的输出范围是-7V和+12V之间；对于RS-422串行接口的驱动器，该项性能指标仅有±7V。
RS-422串行接口接收器的最小输入电阻是4KΩ；而RS-485串行接口接收器的最小输入电阻则是12KΩ。
4．2 RS-485总线在实际工程中总是出现一些接线的问题，注意，在接传输线时一定要用同样的双绞线或者同样的电缆，有些人一段使用双绞线，由于双绞线长度不够或者在中间接上一段电话线或者是其他的线，这样阻抗就不连续，产生很大的反射信号，通信的是不能正常进行的。
5、结束语
RS-485总线，具有高噪声抑制、宽共模范围、长传输距离、冲突保护等特性，但还需要考虑合理的应用和网络布局、连续的信号通道、周全的保护措施等，在设计之初就应有总体规划。
随着光纤通信和以太网技术的发展，RS-485总线的数据传输距离会更远。
作者单位：深圳三旺通信技术有限公司
地址：深圳福田区车公庙泰然工贸园206栋西4层518040。