关于RS485通讯注意事项.docx

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关于RS485通讯注意事项

关于RS485通讯注意事项

关于RS485通讯注意事项2010-12-1322：

58为了让主机可以比较"从容"地切换到接收状态，从机接收到报文后不应该马上回答，而要至少等待双方约定的一个时间（比如20ms），这其实也应当是RS-485通信的一个参数。

使用全双工RS-422就没有这个问题。

有一些RS232到RS485的接口需要用RTS信号来控制发送和接收状态切换，由于PC机很难像单片机那样精确地判断最后一位从移位寄存器发出去了（单片机对有的UART可以用中断，或者笨笨地定时+查询标志等方法），所以经常发生下位机收不好最后一个字节或者上位机收不好第一各字节的情况。

有人采取上位机正常报文后面加无用字符（比如0xFF）的办法来凑合。

虽然现在有RS232到RS485的收发自动切换的转接器，但它内部其实是用单稳态触发器来实现的，为了适应不同波特率，切换仍然有一个延迟，波特率较高的时候下位机回答太快仍然有可能第一个字节出错。

所说的20ms只是一个举例，根据波特率等情况当然可以适当改变。

但是，正规的RS485规约应该要规定这个帧间空闲间隔的（比如IEC870-5规定是33bit）。

实际通信的实时性主要由轮询的间隔以与超时的处理来决定，附加几毫秒的延时并不很重要。

实际使用RS485通信最常遇到倒就是收发切换的问题，要想解决好，一是上位机从发到收的切换要尽量快（尽可能使用UART硬件自动控制RTS、发送完成中断或者精确定时），二是下位机要略位"宽容"一点。

一、如何布线

走线走得好，可以很大程度减少干扰的影响，提高通讯的可靠性，但我们在实践中往往对此认识不足。

如为了走线方便，把网线放在电源线的线槽里，或在天花板走线时经过日光灯等干扰源，这样走线是不对的。

实际上干扰源对相邻网线的干扰，主要是通过磁场和电场的作用，按照电磁理论，干扰源对网线的感应与距离的平方成反比，因此，网线离干扰源那怕远离10厘米，网线受到的干扰都会明显减弱。

综上所述，走线应遵循两个原则：

远离电源线，日光灯等干扰源；

当网线不能与电源线等干扰源避开时网线应与电源线垂直，不能平行，并采用质量高的双绞线走线。

二、PC机与多个节点联接方式

485卡和ECR都有两个485接口。

多机联网应遵循原则，即从PC的485卡的其中一个485接口连到第一台ECR的其中一个485接口，然后从第一台ECR的另一个485接口连到第二台ECR的其中一个485接口，然后再从第二台ECR的另一个485接口连到第三台ECR，如此类推。

最后在PC的485卡和最后一台ECR的另一个485接口接上120Ω匹配电阻（此匹配电阻在485卡内配有两个）。

三、通讯速率

通讯速率快慢在我们通讯系统中是以波特率的高低来衡量。

我们选择的原则是：

距离短可以选择较高的波特率，距离长则选择较低的波特率。

当我们选择较低的波特率时，如果发现比正常速度（同样波特率相比较）慢得多，很可能线路已受到干扰，数据校验经常出错，不断重传，造成通讯速度娈慢，此时应检查网络是否采取本文所提到的抗干扰措施，同时还可以采取提高通讯波特率的方法，以快速通过线路的方式，减少干扰的影响。

五、线型的选择

RS485是采用平衡式（差分式）线路，对同时出现在两条信号线DATA+和DATA-的干扰有较强的抑制能力，当两条线绞在一起时，对通讯各种分布参数耦合过来的干扰信号则可平均地分配到这两条线上，因此对RS485的平衡式线路而言，用双绞线可获得抗干扰能力。

因此，建议采用无屏蔽的双绞线，如果有条件可采用屏蔽双绞线，但屏蔽线两端要接好地，才有屏蔽效果。

如果距离较短，可采用一般的线。

如果线中有多股双绞线，应采用其中一对双绞线；如果距离较长时，网线的电阻不容忽视，网线存在的电阻会使信号衰减，降低网络通讯的可靠性。

因此距离较长，应选用铜芯较粗的绞线，理论上讲一根线两端电阻不应超过80Ω。

第一章澄清几个概念

概念一：

485总线的通讯距离可以达到1200米.

其实只是485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1200米.一般是指通讯线材优质达标,波特率9600,只有一台485设备才能使得通讯距离达到1200米,而且能通讯并不代表每次通讯都正常.所以通常485总线实际的稳定的通讯距离远远达不到1200米.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,波特率的加高等等因素都会降低通讯距离.

概念二：

485总线可以带128台设备进行通讯.

其实并不是所有485转换器都能够带128台设备的.要根据485转换器内芯片采用的型号和485设备芯片采用的型号来判断的.谁低就谁的.一般485芯片负载能力有三个级别32台128台256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.根据电力系统对实时要求的特殊性，以与规约的选择，我们一般建议每个485串口连接的设备不多于12台，对于电度表等慢变数据采集设备可以放宽到20台左右。

概念三：

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.应该是：

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.通讯质量是需要根据施工经验进行测试和调试的.485总线虽然简单,但必须严格安装施工规范进行布线.

第二章严格几个施工规范

485+和485-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485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.

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.

设备供电的交流电与机箱一定要真实接地,而且接地良好.

避免和强电走在一起,以免强电对其干扰.

第三章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.

第四章推荐几个调试方法

首先要确保设备接线正确,且严格合乎规范.

共地法用1条线或者屏蔽线将所有485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485设备的485+和485-上并接120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.

第五章提出几个建议和忠告

严格按照485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500米就采用光纤来解决问题.

如果负载数过多,建议如果一条总线上超过30台就采用485HUB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120欧姆的终端电阻.

485集线器

→能够适应复杂电磁场环境

→采用光电隔离技术，防止雷击浪涌引入转换板与设备

概述

485HUB是一款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总线分割集中器（HUB）。

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板与设备，内置的光电隔离器与600W浪涌保护电路，能够提供1500V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。

C2000-485HUB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，以确保其他网段的可靠性，有效缩短了网络的维护时间。

2、将1个RS485转换为4个RS485信号。

特点

→能够适应复杂电磁场环境

→采用光电隔离技术，防止雷击浪涌引入转换板与设备

→可以级连使用

END

影响RS-485总线通讯速度和通信可靠性有三个因素。

1、在通信电缆中的信号反射。

在通信过程中，有两种信号因素导致信号反射：

阻抗不连续和阻抗不匹配。

阻抗不连续（就像高低不平的路），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。

消除这种反射的方法，一般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。

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，就能大大的减少信号反射现象（当然不可能完全消除，世界上有绝对的东西吗?

在实际应用中，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。

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，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。

3、在通讯电缆中的纯阻负载影响通讯性能。

第三个因素是纯阻性负载（也叫直流负载）的大小。

这里指的纯阻性负载主要由终端电阻、偏置电阻和RS-485收发器三者构成。

RS-485驱动器在带了32个节点，配置了150Ω终端电阻的情况下，至少能输出1.5V的差分电压。

一个接收器的输入电阻为12kΩ，按这样计算，RS-485驱动器的负载能力为：

RL=32个输入电阻并联个终端电阻=12000/32150/2/12000/32+150/251.7Ω。

在不考虑其它诸多因素的情况下，按照驱动能力和负载的关系计算，一个驱动器可带节点的最大数量将远远大于32个。

在通讯波特率比较高的时候，在线路上偏置电阻是很有必要的。

它的作用是在线路进入空闲状态后，把总线上没有数据时（空闲方式）的电平拉离0电平。

这样一来，即使线路中出现了比较小的反射信号或干扰，挂接在总线上的数据接收器也不会由于这些信号的到来而产生误动作。

在实际应用中，RS-485总线加偏置电阻有两种方法：

（1）、把偏置电阻平衡分配给总线上的每一个收发器。

这种方法给挂接在RS-485总线上的每一个收发器加了偏置电阻，给每一个收发器都加了一个偏置电压。

（2）在一段总线上只用一对偏置电阻。

这种方法对总线上存在大的反射信号或干扰信号比较有效。

值得注意的是偏置电阻的加入，增加了总线的负载。

END

转】采用RS-485/RS422接口通讯时，终端电阻问题

在长线信号传输时,一般为了避免信号的反射和回波,需要在接收端接入终端匹配电阻。

其终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性,与电缆的长度无关。

RS-485/RS-422一般采用双绞线（屏蔽或非屏蔽）连接,终端电阻一般介于100至140Ω之间,典型值为120Ω。

在实际配置时,在电缆的两个终端节点上,即最近端和最远端,各接入一个终端电阻,而处于中间部分的节点则不能接入终端电阻,否则将导致通讯出错。

终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。

在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：

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。

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。

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。

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。

一个485网络，可能最多会有32个设备接上去，线长最大为1千米。

这个终端负载电阻线路的两端用阻抗匹配电阻,是所有的电阻都是XXX欧，还是这么多并起来的等效电阻值是120欧（是芯片的资料上给出的终端负载电阻）.

EndRS232、RS485和RS422通讯原理（）

RS-232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-232在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。

RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。

为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。

RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。

为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485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TIA/EIA-485-A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作前缀称谓。

RS232通讯的基础知识

RS232通讯又叫串口通讯方式。

是指计算机通过RS232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：

9600波特率下建议在13米以内。

通讯速率（波特率BaudRate）：

缺省常用的是9600bps，常见的还有1200240048001920038400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。

备注：

一般台式机会自带1-2个串口插座（公头（9针插头上带针的俗称公头，带针孔的俗称母头）），现在的笔记本一般不带串口插座，可以购买USB串口转换器，具体请参考怎样使用USB串口转换器?

一般只用235号三根线。

，Input3TxDTransmitData，Output5GNDGround

串口连接线：

一般标配是3米

RS485通讯的基本知识：

RS485和RS232的基本的通讯机理是一致的，他的优点在于弥补了RS232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RS232RS485转换器，依次连接多台485设备（门禁控制器），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485+485-，分别对应设备（控制器）的485+485-。

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1200米，建议客户控制在800米以内，能控制在300米以内效果最好。

如果距离超长，可以选购485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3000米。

负载数量：

即一条485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485转换器的通讯芯片的选型，一般有32台，64台，128台，256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256台设计，实际建议客户每条总线控制在80台以内。

如果有几百上千台控制器，请采用多串口卡或者485HUB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485转换器，具体请参考"为什么禁止使用无源485转换器?

"

485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。

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