RS485總線(xiàn)簡(jiǎn)介

RS-485標準是由兩個(gè)行業(yè)協(xié)會(huì )共同制訂和開(kāi)發(fā)的，即EIA—電子工業(yè)協(xié)會(huì )和TIA—通訊工業(yè)協(xié)會(huì )。EIA曾經(jīng)在它所有標準前面加上RS前綴英文Rcommended standard的縮寫(xiě)，因此許多工程師一直延用這種名稱(chēng)。

1.2 RS485總線(xiàn)應用場(chǎng)合
RS-485總線(xiàn)作為一種多點(diǎn)差分數據傳輸的電氣規范規，已成為業(yè)界應用最為廣泛的標準通信接口之一。這種通信接口允許在簡(jiǎn)單的一對雙絞線(xiàn)上進(jìn)行多點(diǎn)雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數據傳輸速率、電纜長(cháng)度及可靠性是其他標準無(wú)法比擬的。正因為此，許多不同領(lǐng)域都采用RS-485作為數據傳輸鏈路。例如：汽車(chē)電子、電信設備局域網(wǎng)、智能樓宇等都經(jīng)?？梢砸?jiàn)到具有RS-485接口電路的設備。這項標準得到廣泛接受的另外一個(gè)原因是它的通用性RS-485標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件電纜或協(xié)議，在此基礎上用戶(hù)可以建立自己的高層通信協(xié)議。

1.3 RS485總線(xiàn)電氣性能
RS485總線(xiàn)電氣性能見(jiàn)表0.1：
表0.1 RS485總線(xiàn)電氣性能

1.4 RS485總線(xiàn)缺點(diǎn)
● RS485總線(xiàn)的通訊容量較少，理論上最多僅容許接入32個(gè)設備，不適于以樓宇為結點(diǎn)
的多用戶(hù)容量要求。
● RS485總線(xiàn)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，
當達到數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)功耗達到2-3mA，工作電流（發(fā)送）達到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(xiàn)路電壓降，不利于遠程布線(xiàn)。
● RS485總線(xiàn)構成的網(wǎng)絡(luò )只能以串行布線(xiàn)，不能構成星形等任意分支。串行布線(xiàn)對于小區
實(shí)際布線(xiàn)設計及施工造成很大難度，不遵循串行布線(xiàn)規則又將大大降低通訊的穩定性。
● RS485總線(xiàn)自身的電氣性能決定了其在實(shí)際工程應用中穩定性較差，在多節點(diǎn)、長(cháng)距離
場(chǎng)合需對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行阻抗匹配等調試，增添工程復雜性。
● RS485總線(xiàn)通常不帶隔離，當網(wǎng)絡(luò )上某一節點(diǎn)出現故障會(huì )導致系統整體或局部的癱瘓，
而且又難以判斷其故障位置。
● RS485總線(xiàn)采用主機輪詢(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） 系統較大時(shí)，實(shí)時(shí)性較差。
3） 主機不停地輪詢(xún)各從機，每個(gè)從機都必須對主機的所有查詢(xún)作出分析，以決定是否
回應主機，勢必增加各從機的系統開(kāi)銷(xiāo)。
4） 當從機之間需要進(jìn)行通信時(shí)，必須通過(guò)主機，增加了從機間通信的難度及主機負擔。
● RS485總線(xiàn)長(cháng)距離傳輸(1200米以上)時(shí)一般暴露于戶(hù)外，極易因為雷擊等原因引入過(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。通信節點(diǎn)受損后無(wú)法恢復，因此必須采取多種措施加以保護。

1.5 RS485總線(xiàn)安裝布線(xiàn)注意事項
●采用一條雙絞線(xiàn)電纜作總線(xiàn)，將各個(gè)節點(diǎn)串接起來(lái)，從總線(xiàn)到每個(gè)節點(diǎn)的引出線(xiàn)長(cháng)度應
盡量短，以便使引出線(xiàn)中的反射信號對總線(xiàn)信號的影響最低。
●注意總線(xiàn)特性阻抗的連續性，在阻抗不連續點(diǎn)就會(huì )發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易產(chǎn)
生這種不連續性：總線(xiàn)的不同區段采用了不同電纜、某一段總線(xiàn)上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在
一起安裝，再者是過(guò)長(cháng)的分支線(xiàn)引出到總線(xiàn)。
● RS485總線(xiàn)當空閑或開(kāi)路時(shí)，會(huì )導致接收器誤觸發(fā)。因此接收器一端應加偏置電阻，將
總線(xiàn)設定在一個(gè)確定的狀態(tài)。
● RS485總線(xiàn)長(cháng)距離通訊時(shí)由于阻抗不匹配會(huì )引起信號反射，必須在電纜的末端跨接一個(gè)
與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻（通常為120 Ω），使電纜的阻抗連續。
● RS485接地注意事項：
1） 共模干擾問(wèn)題：RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，系統只需檢測兩線(xiàn)之間的
電位差就可以了。RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V。當網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路中共模電壓
超出此范圍時(shí)就會(huì )影響通信的穩定可靠，甚至損壞接口。
2）EMI電磁干擾問(wèn)題：發(fā)送驅動(dòng)器輸出信號中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒(méi)有
一個(gè)低阻的返回通道（信號地），就會(huì )以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線(xiàn)就會(huì )像一
個(gè)巨大的天線(xiàn)向外輻射電磁波。
因此整個(gè)RS-485網(wǎng)絡(luò )必須有一條低阻的信號地將兩個(gè)接口的工作地連接起來(lái)，使
共模干擾電壓被短路。
● RS485總線(xiàn)長(cháng)距離通訊時(shí)易受強信號干擾，所以應加保護措施，可選擇的方法如下：
1） 隔離保護方法：
采用高頻變壓器、光耦等元件實(shí)現接口的電氣隔離。將瞬態(tài)高壓轉移到隔離接口中
的電隔離層上，不會(huì )產(chǎn)生損害性的浪涌電流，起到保護接口的作用。
2） 旁路保護方法：
利用瞬態(tài)抑制元件（如TVS、MOV、氣體放電管等）將危害性的瞬態(tài)能量旁路到大地。
● RS485總線(xiàn)上每個(gè)通信節點(diǎn)上采取保護措施，如：在每個(gè)節點(diǎn)的A、B線(xiàn)上串聯(lián)一個(gè)10
歐姆的隔離電阻，可以防止某個(gè)節點(diǎn)損壞后影響整條線(xiàn)路的通信功能

1.6 RS485總線(xiàn)節能方法
●減小每幀數據發(fā)送量。
●收發(fā)器處于空閑模式時(shí)必須關(guān)閉它的發(fā)送驅動(dòng)器，以減小功率消耗。
●選擇具有失效保護功能的低功耗器件（不需加偏置電阻）。
●通訊距離短、通訊速率不高的場(chǎng)合不需加終端電阻。
●網(wǎng)絡(luò )終端采用RC阻容匹配或肖特基二極管方式代替終端電阻可有效減小電流消耗。