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ASTP-120屏蔽電纜RS485電纜

RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信：發(fā)送端將串行口的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)A,B兩路輸出,經(jīng)過(guò)線纜傳輸之后在接收端將差分信號(hào)還原成TTL電平信號(hào)。由于傳輸線通常使用RIN≥12kΩ

2. 驅(qū)動(dòng)器能輸出±7V的共模電壓

3.輸入端的電容≤50pF

4. 在節(jié)點(diǎn)數(shù)為32個(gè),配置了120Ω的終端電阻的情況下,驅(qū)動(dòng)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(shù)有關(guān)）

5.接收器的輸入靈敏度為200mV（即（V ）-（V-）≥0.2V,表示信號(hào)"0"；（V ）-（V-）≤-0.2V,表示信號(hào)"1"）

因?yàn)镽S-485的遠(yuǎn)距離,多節(jié)點(diǎn)（32個(gè)）以及傳輸線成本低的特性,使得EIA RS-485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)選標(biāo)準(zhǔn)?；诖?RS-485的自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛,但是在實(shí)際工程中RS-485總線運(yùn)用仍然存在著很多問(wèn)題,影響了工程的質(zhì)量,為工程施工帶來(lái)了很多的不方便。

RS-485總線的理論

1.485總線必須要接地。在很多技術(shù)文檔中,都提到485總線必須要接地,但是沒(méi)有詳細(xì)的提出如何接地。嚴(yán)格的說(shuō),485總線必須要單點(diǎn)可靠接地。單點(diǎn)就是整個(gè)485總線上只能是有一個(gè)點(diǎn)接地,不能多點(diǎn)接地,因?yàn)閷⑵浣拥厥且驗(yàn)橐獙⒌鼐€（一般都是屏蔽線作地線）上的電壓保持一致,防止共模干擾,如果多點(diǎn)接地適得其反?？煽拷拥貢r(shí)整個(gè)485線路的地線必須要有良好的接觸,從而保證電壓一致,因?yàn)樵趯?shí)際施工中,為了接線方便,將線剪成多段再連接,但是沒(méi)有將屏蔽線作良好的連接,從而使得其地線分成了多段,電壓不能保持一致,導(dǎo)致共模干擾。

2.485信號(hào)線可以和強(qiáng)電電源線一同走線。在實(shí)際施工當(dāng)中,由于走線都是通過(guò)管線走的,施工方有的時(shí)候?yàn)榱藞D方便,直接將485信號(hào)線和電源線綁在一起,由于強(qiáng)電具有強(qiáng)烈的電磁信號(hào)對(duì)弱電進(jìn)行干擾,從而導(dǎo)致485信號(hào)不穩(wěn)定,導(dǎo)致通信不穩(wěn)定。

3.選擇使用普通的超五類(lèi)屏蔽雙絞線即網(wǎng)線就可以。由于原材料價(jià)格上漲,導(dǎo)致現(xiàn)在市場(chǎng)上的線材魚(yú)龍混雜,有不良商人利用某種合金來(lái)頂替銅絲來(lái)做網(wǎng)線,在外面鍍銅以蒙混客戶(hù)。具體區(qū)別方法：看網(wǎng)線截面,如果是銅色的話(huà),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(dǎo)電性遠(yuǎn)不如銅絲,很容易在工程施工中造成問(wèn)題。線材一般那建議選擇標(biāo)準(zhǔn)的485線,其為屏蔽雙絞線,傳輸線不是像網(wǎng)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(huì)影響整個(gè)的使用。ASTP-120屏蔽電纜RS485電纜

4.485信號(hào)線可以使用平行線作為布線,也可以使用非屏蔽線作為布線。由于485信號(hào)是利用差模傳輸?shù)?即由485 與485-的電壓差來(lái)作為信號(hào)傳輸。如果外部有一個(gè)干擾源對(duì)其進(jìn)行干擾,使用雙絞線進(jìn)行485信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候,由于其雙絞,干擾對(duì)于485 ,485-的干擾效果都是一樣的,那電壓差依然是不變的,對(duì)于485信號(hào)的干擾縮到了較小。同樣的道理,如果有屏蔽線起到屏蔽作用的話(huà),外部干擾源對(duì)于其的干擾影響也可以盡可能的縮小。

5.485布線可以任意布設(shè)成星型接線與樹(shù)形接線。485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線,一旦沒(méi)有借助485集線器和485中繼器直接布設(shè)成星型連接和樹(shù)形連接,很容易造成信號(hào)反射導(dǎo)致總線不穩(wěn)定。很多施工方在485布線過(guò)程中,使用了星型接線和樹(shù)形接線,有的時(shí)候整個(gè)系統(tǒng)非常穩(wěn)定,但是有的時(shí)候則總是出現(xiàn)問(wèn)題,又很難查找原因,一般都是由于不規(guī)范布線所引起的。如果由于現(xiàn)場(chǎng)的限制,必須要進(jìn)行星型連接或者樹(shù)形連接,可以使用深圳市富永通科技有限公司的485集線器和485中繼器解決相關(guān)問(wèn)題,相關(guān)參考頁(yè)面如下：485總線星型連接,485總線樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

RS485總線布線規(guī)范

1, 阻抗不連續(xù)

信號(hào)在傳輸過(guò)程中如果遇到阻抗突變,信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射,這種信號(hào)反射的原理,與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法,就是盡量保持傳輸線阻抗連續(xù),實(shí)際工程中在電纜線的末端跨接一個(gè)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(hào)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(hào)反射。但是,在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中,由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān),特性阻抗不可能與終端電阻*相等,因此或多或少的信號(hào)反射還會(huì)存在。信號(hào)反射對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?歸根結(jié)底是因?yàn)榉瓷湫盘?hào)觸發(fā)了接收器輸入端的比較器,使接收器收到了錯(cuò)誤的信號(hào),導(dǎo)致CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤或整個(gè)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤。這種情況是無(wú)法改變的,只有盡量去避免它。

2,RS-485接地問(wèn)題ASTP-120屏蔽電纜RS485電纜

僅僅用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的A,B端連接起來(lái),而不對(duì)RS-485通信鏈路的信號(hào)接地,在某些情況下也可以工作,但給系統(tǒng)埋下了隱患。RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)并不需要對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)系統(tǒng),只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但應(yīng)該注意的是收發(fā)器只有在共模電壓不超出一定范圍（-7V至 12V）的條件下才能正常工作。當(dāng)共模電壓超出此范圍,就會(huì)影響通信的可靠直至損壞接口。如圖1所示,當(dāng)發(fā)送器A向接收器B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送器A的輸出共模電壓為VOS,由于兩個(gè)系統(tǒng)具有各自獨(dú)立的接地系統(tǒng)存在著地電位差VGPD,那么接收器輸入端的共模電壓就會(huì)達(dá)到VCM=VOS VGPD。RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定VOS≤3V,但VGPD可能會(huì)有很大幅度（十幾伏甚至數(shù)十伏）,并可能伴有強(qiáng)干擾信號(hào)致使接收器共模輸入VCM超出正常圍,在信號(hào)線上產(chǎn)生干擾電流輕則影響正常通信,重則損壞設(shè)備。

3,RS-485的總線結(jié)構(gòu)及傳輸距離

RS-485支持半雙工或全雙工模式。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò),較好采用一條總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)。從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響較低。在使用RS485接口時(shí),對(duì)于特定的傳輸線經(jīng),從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的較大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù),這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90Kbit/S以下時(shí),假定較大允許的信號(hào)損失為6dBV時(shí),則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。實(shí)際上,在實(shí)用時(shí)是*可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的較大電纜長(zhǎng)度是不相同的。

1.4 RS485 總線缺點(diǎn)
● RS485 總線的通訊容量較少,理論上較多僅容許接入32 個(gè)設(shè)備,不適于以樓宇為結(jié)點(diǎn)
的多用戶(hù)容量要求。
● RS485 總線的通訊速率低,常用波特率為9600bps。而且其速率與通訊距離有直接關(guān)系,
當(dāng)達(dá)到數(shù)百米以上通訊距離時(shí),其可靠通訊速率<1200bps。
● RS485 芯片功耗較大,靜態(tài)功耗達(dá)到2-3mA,工作電流（發(fā)送）達(dá)到20mA,若加上偏置電阻及終端電阻,工作電流會(huì)更大。增加了線路電壓降,不利于遠(yuǎn)程布線。
● RS485 總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)只能以串行布線,不能構(gòu)成星形等任意分支。串行布線對(duì)于小區(qū)實(shí)際布線設(shè)計(jì)及施工造成很大難度,不遵循串行布線規(guī)則又將大大降低通訊的穩(wěn)定性。
● RS485 總線自身的電氣性能決定了其在實(shí)際工程應(yīng)用中穩(wěn)定性較差,在多節(jié)點(diǎn),長(zhǎng)距離
場(chǎng)合需對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗匹配等調(diào)試,增添工程復(fù)雜性。
● RS485 總線通常不帶隔離,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體或局部的癱瘓,
而且又難以判斷其故障位置。
● RS485 總線采用主機(jī)輪詢(xún)方式,這樣會(huì)造成以下的弊端：
1） 通信的吞吐量較低,不適用于通信量要求較大（或平均通信量較低,但呈突發(fā)式的）
場(chǎng)合。
2） 系統(tǒng)較大時(shí),實(shí)時(shí)性較差。
3） 主機(jī)不停地輪詢(xún)各從機(jī),每個(gè)從機(jī)都必須對(duì)主機(jī)的所有查詢(xún)作出分析,以決定是否回應(yīng)主機(jī),勢(shì)必增加各從機(jī)的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。
4） 當(dāng)從機(jī)之間需要進(jìn)行通信時(shí),必須通過(guò)主機(jī),增加了從機(jī)間通信的難度及主機(jī)負(fù)擔(dān)。
● RS485 總線長(zhǎng)距離傳輸(1200 米以上)時(shí)一般暴露于戶(hù)外,極易因?yàn)槔讚舻仍蛞脒^(guò)電壓。RS485 收發(fā)器工作電壓較低（5V 左右）,其本身耐壓也非常低（-7V~ 12V）,一旦
過(guò)壓引入,就會(huì)擊穿損壞。通信節(jié)點(diǎn)受損后無(wú)法恢復(fù),因此必須采取多種措施加以保護(hù)。

1.5 RS485 總線安裝布線注意事項(xiàng)
● 采用一條雙絞線電纜作總線,將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái),從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響較低。
● 注意總線特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜,某一段總線上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在
一起安裝,再者是過(guò)長(zhǎng)的分支線引出到總線。
● RS485 總線當(dāng)空閑或開(kāi)路時(shí),會(huì)導(dǎo)致接收器誤觸發(fā)。因此接收器一端應(yīng)加偏置電阻,將總線設(shè)定在一個(gè)確定的狀態(tài)。