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零基础到精通RS485通讯.doc

零基础到精通RS485通讯

shi金芝
2017-09-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《零基础到精通RS485通讯doc》,可适用于综合领域

零基础到精通RS通讯一、RS通讯的基础知识:RS通讯又叫串口通讯方式。是指计算机通过RS国际标准协议用串口连接线和单台设备(控制器)进行通讯的方式。通讯距离:波特率下建议在米以内。  通讯速率(波特率BaudRate):缺省常用的是bps常见的还有等。波特率越大传输速度越快但稳定的传输距离越短抗干扰能力越差。二、RS通讯的基本知识RS和RS的基本的通讯机理是一致的他的优点在于弥补了RS通讯距离短不能进行多台设备同时进行联网管理的缺点。计算机通过RSRS转换器依次连接多台设备采用轮询的方式对总线上的设备轮流进行通讯。接线标示是分别对应链接设备(控制器)的。通讯距离:最远的设备(控制器)到计算机的连线理论上的距离是米建议客户控制在米以内能控制在米以内效果最好。如果距离超长可以选购中继器(延长器)(请向专业的转换器生产公司购买中继器的放置位置是在总线中间还是开始请参考相关厂家的说明书。)选购中继器理论上可以延长到米。负载数量:即一条总线可以带多少台设备(控制器)这个取决于控制器的通讯芯片和转换器的通讯芯片的选型一般有台台台台几种选择这个是理论的数字实际应用时根据现场环境通讯距离等因素负载数量达不到指标数。微耕公司控制器和转换器按台设计实际建议客户每条总线控制在台以内。如果有几百上千台控制器请采用多串口卡或者HUB来解决具体请参考“如果系统控制器数成百上千台如何组网?”坚决禁止使用无源转换器具体请参考“为什么禁止使用无源转换器?”通讯总线(必须用双绞线或者网线的其中一组)如果用普通的电线(没有双绞)干扰将非常大通讯不畅甚至通讯不上。每台控制器设备必须手牵手地串下去不可以有星型连接或者分叉。如果有星型连接或者分叉干扰将非常大通讯不畅甚至通讯不上。三、RS转RS电路图产品简介:LD长线隔离驱动器采用电流环的形式来完成远距离通信。该产品需成对使用可以远距离隔离传送TXD、RXD、GND三线RS信号。接入该长线驱动器后使得相互连接的串口通信设备不在共地通信信号之间没有了电接触从而可以有效避免由于雷击、浪涌或强电磁信号造成的通信设备接口损坏的问题。且该产品通过串口窃电无须外接电源使用简单方便。应用领域:工业自动化控制系统、远程抄表系统、远程计算机监控系统、门禁系统、考勤管理系统、消费系统、停车场系统、自助银行系统、公共汽车收费系统、公路收费站系统等产品参数:∙传输速率:bps∙通信距离:<m∙隔离电压:V∙供电方式:串口取电∙工作温度:℃℃∙工作湿度:≤∙外型尺寸:mm×mm×mm使用方法:DB孔端引脚定义:引脚、、定义TXDRXDGND外接供电外接供电 DB针端引脚定义:引脚定义RRTT 一对LD之间接线图:LD()RRTTLD()TTRR    在使用时通常DB孔直接插到PC机的串口上也可根据引脚定义连到单片机或其他终端上。DB针通过电缆与另外一长线驱动器DB针相连。连接方式如下图:   如果在保证接线没有问题的前提下仍不能正常通讯或只可以单向通信有可能是终端设备不能提供给转换器足够的电量所至。解决的办法是外接电源把DB孔的、、、中的任意一脚接到外接电源的正极脚接电源的负极就可以了要求电源电压V四、自制无源RS转换器、RS、RS与RS的简单介绍 RS、RS与RS都是串行数据接口标准最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的。RS在年发布命名为EIAE作为工业标准以保证不同厂家产品之间的兼容。其传送距离最大约为米最高速率为kbs并且RS是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的。所以RS只适合于本地通讯使用。 RS由RS发展而来它是为弥补RS之不足而提出的。为改进RS通信距离短、速率低的缺点RS定义了一种平衡通信接口将传输速率提高到Mbs传输距离延长到米(速率低于kbs时)并允许在一条平衡总线上连接最多个接收器。RS是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范被命名为TIAEIAA标准。为扩展应用范围EIA又于年在RS基础上制定了RS标准增加了多点、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后命名为TIAEIAA标准。由于EIA提出的建议标准都是以RS作为前缀所以在通讯工业领域仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。RS、RS与RS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。、自制RS转换器电路图: RS转换器主要包括了电源、电平转换、电路三部分。本电路的电平转换电路采用了NIH或者也可以直接使用MAX集成电路电路采用了MAX集成电路。为了使用方便电源部分设计成无源方式整个电路的供电直接从PC机的RS接口中的DTR(脚)和RTS(脚)窃取。PC串口每根线可以提供大约mA的电流因此两根线提供的电流足够供给这个电路使用了。经实验本电路只使用其中一条线也能够正常工作。使用本电路需注意PC程序必须使串口的DTR和RTS输出高电平经过D稳压后得到VCC经过实际测试VCC电压大约在V左右。因此电路中要说D起的作用是稳压还不如说是限压功能。 MAX是通过两个引脚RE(脚)和DE(脚)来控制数据的输入和输出。当RE为低电平时MAX数据输入有效当DE为高电平时MAX数据输出有效。在半双工使用中通常可以将这两个脚直接相连然后由PC或者单片机输出的高低电平就可以让MAX在接收和发送状态之间转换了。由于本电路DTR和RTS都用于了电路供电因此使用TX线和HIN的另外一个通道及Q来控制MAX的状态切换。平时NIH的脚输出高电平经Q倒相后使MAX的RE和DE为低电平而处于数据接收状态。当PC机发送数据时NIH的脚输出低电平经Q倒相后使MAX的RE和DE为高电平而处于数据发送状态。五、RS总线联网报警设备施工注意事项(一)线材选择一定要用双绞线在没有大的电磁干扰场合可以不加屏蔽,但一定要双绞。现在国内很多客户使用DS和VISTA总线型报警主机由于他们不是总线这两大品牌对线材的要求是平行线而且线材一般要求至少mm很多客户停留在这两大产品的基础上来做总线报警主机从而存在了一个严重的隐患。经我们验证当用mm平行线来传输信号时线材超过m就会出现通讯不正常甚至有时根本就没法通讯主要就是平行线的分布电容对信号的延迟加大所以工程商在用总线报警主机时要注意的一个地方。我司总线报警主机信号线最好选用RVSP*双绞屏蔽线可以稳定传输m双总线可达米。(二)布线规范、信号总线建议使用双绞屏蔽RVSP*线材阻抗欧姆最佳。单路总线的最长控制距离可达公里双总线可达公里。信号线切忌用平行线。、在同一个网络系统中必须使用同一种电缆尽量减少线路中的接点。接点处确保焊接良好包扎紧密避免松动和氧化。总线一定要是手拉手式的总线结构(并联方式),坚决杜绝星型连接和分叉连接。、布线尽量远离高压电线不要与电源线并行更不能捆扎在一起。、用屏蔽线将所有设备的GND地连接起来。、当总线长度超过米后应在最后一台设备的和上并接欧姆的终端电阻通讯稳定性增加。、当总线长度超过米后建议在最后一个设备的和上并接一个欧姆的终端电阻。若系统加了中继器应该在中继器的进线端和上并接一个欧姆的终端电阻中继器出线端最后一个设备也要并接终端电阻。、接点处确保焊接良好包扎紧密避免松动和氧化。六、RS布线应注意的问题、总线的通讯距离可以达到米   其实只是总线结构理论上在理想环境的前提下才有可能使得传输距离达到米一般是指通讯线材优质达标,波特率,只有一台设备才能使得通讯距离达到米,而且能通讯并不代表每次通讯都正常所以通常总线实际的稳定的通讯距离远远达不到米负载设备多,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,波特率的加高等等因素都会降低通讯距离、总线可以带台设备进行通讯  其实并不是所有转换器都能够带台设备的要根据转换器内芯片采用的型号和设备芯片采用的型号来判断的谁低就谁的一般芯片负载能力有三个级别台台台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,转换器电能供应不足(无源转换器),防雷保护越强这些都会大大降低真实负载数量、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应该是: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通讯质量是需要根据施工经验进行测试和调试的总线虽然简单,但必须严格安装施工规范进行布线、和条数据线一定要互为双绞布线一定要布多股屏蔽双绞线,多股是为了备用,屏蔽是为了出现特殊情况时调试,双绞是因为通讯采用差模通讯原理,双绞的抗干扰性最好不采用双绞线,是极端错误的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设备供电的交流电及机箱一定要真实接地,而且接地良好 有很多地方表面上有三角插座,其实根本没有接地,要小心接地良好时,可以确保设备被雷击浪涌冲击静电累计时可以配合设备的防雷设计较好地释放能量保护总线设备和相关芯片不受伤害避免和强电走在一起,以免强电对其干扰、几种常见的通讯故障:通讯不上,无反应可以上传数据,但不可以下载数据通讯时,系统提示受到干扰或者不通讯时,通讯指示灯也不停地闪烁有时能通讯上,有时通讯不上有的指令可以通,有的指令不可以通、推荐几个调试方法:首先要确保设备接线正确,且严格合乎规范共地法:用条线或者屏蔽线将所有设备的GND地连接起来,这样可以避免所有设备之间存在影响通讯的电势差终端电阻法:在最后一台设备的和上并接欧姆的终端电阻来改善通讯质量中间分段断开法:通过从中间断开来检查是否是设备负载过多通讯距离过长某台设备损害对整个通讯线路的影响等原因单独拉线法:单独简易暂时拉一条线到设备,这样可以用来排除是否是布线引起了通讯故障更换转换器法:随身携带几个转换器,这样可以排除是否是转换器质量问题影响了通讯质量笔记本调试法:先保证自己随身携带的电脑笔记本是通讯正常的设备,替换客户电脑,来进行通讯,如果可以,则表明客户的电脑的串口有可能被损害或者受伤、提出几个建议和忠告:建议用户使用和购买门禁厂家提供的转换器或者厂家指定推荐品牌的转换器 门禁厂家会对与其配套的转换器做大量的测试工作,并且会单独要求厂家安装其固定的性能参数进行生产和品质检测,所以和其门禁设备具备较好的兼容性千万不要贪图便宜购买杂牌厂家的转换器严格按照总线的施工规范进行施工,杜绝任何侥幸心理对线路较长负载较多的情况采用主动科学的有预留的解决方案如果通讯距离过长,建议如果超过米就采用中继器或者HUB来解决问题如果负载数过多,建议如果一条总线上超过台就采用HUB来解决问题现场调试带齐调试设备现场调试一定要随身携带几个确保以前可以接长距离和多负载的转换器一台常用的电脑笔记本测试通路断路的万用表几个欧姆的终端电阻七、总线应采用什么样的通讯线  、必须采用国际上通行的屏蔽双绞线。我们推荐用的屏蔽双绞线的型号为RVSP*(二芯屏蔽双绞线每芯由股的mm的导线组成)。采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。工程商大都习惯采用类网线或超类网线作为通信线这是错误的。这是因为:()普通网线没有屏蔽层不能防止共模干扰。()网线只有mm平方线径太细会导致传输距离降低和可挂接的设备减少。()网络线为单股的铜线相比多芯线而言容易断裂。、为什么要接地  收发器在规定的共模电压V至V之间时才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯严重的会损坏通讯接口。共模干扰会增大上述共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是将通讯线的屏蔽层用作地线将机具、电脑等网络中的设备地连接在一起并由一点可靠地接入大地。、通信线应如何走线?通信线尽量远离高压电线不要与电源线并行更不能捆扎在一起。、为什么总线要采用手拉手结构而不能采用星形结构? 星形结构会产生反射信号从而影响到通信。总线到每个终端设备的分支线长度应尽量短一般不要超出米。分支线如果没有接终端会有反射信号对通讯产生较强的干扰应将其去掉。、总线上设备到设备之间可以有接点吗?在同一个网络系统中使用同一种电缆尽量减少线路中的接点。接点处确保焊接良好包扎紧密避免松动和氧化。保证一条单一的、连续的信号通道作为总线。、什么叫共模干扰和差模干扰?如何消除通讯线上的干扰? 通信线由两根双绞的线组成它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号因此称之为差分电压传输。  差模干扰在两根信号线之间传输属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线  共模干扰是在信号线与地之间传输属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括:()采用屏蔽双绞线并有效接地()强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽()布线时远离高压线更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线()不要和电控锁共用同一个电源()采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于mV)、什么情况下在总线上要增加终端电阻?一般情况下不需要增加终端电阻只有在通信距离超过米的情况下要在通讯的开始端和结束端增加终端电阻。、如何延长的通讯距离  网络的规范之一是公里长度个节点数。如果超出了这个限制那么必须采用中继器或集线器来拓展网络距离或节点数。 利用中继器或集线器可以将一个大型网络分隔成若干个网段。中继器或集线器就如同网段之间连接的"桥梁"。当然每个网段还是遵循上面的规范即公里长度个节点数。 利用中继器延长网络距离图示:利用中继器解决分叉问题如图所示:利用集线器构造星型网络集线器:是中继器概念的拓广它不仅解决了多分叉问题同时也解决了网段之间相互隔离的问题即某一个网段出现问题(例如短路等)不至于影响到其它网段从而极大地提高了大型网络的安全性和稳定性。我们可以从局域网从总线型到星型的发展历程来体会星型布线网络给我们带来的好处。同样采用集线器构成的星型网络也将是网络发展的一个方向。

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