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标题: 简要了解RS485、RS232、RS422 [打印本页]

作者: linlan 时间: 2019-6-15 19:52
标题: 简要了解RS485、RS232、RS422
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，以保证不一样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之不够而提出的。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，将传输速率提升到10Mb/s，传输距离延长到1219米（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。为扩展使用范围，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点，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，依旧习惯将上述标准以RS作前缀称谓。

以上是官方的专业描述，看不懂没有关系，大致有个印象就可以了，有兴趣的可以上网可以买一些专业书籍做深入研究，这里用通俗的语言补充描述一下。

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 Baud Rate）：缺省常用的是 9600 bps，常见的还有 1200 2400 4800 19200 38400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：一般台式电脑会自带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，具体请参考怎样运用USB串口转换器？

一般只用 2 3 5 号三根线。

2 RxD Receive Data ，Input

3 TxD Transmit Data ，Output

5 GND Ground

串口连接线：一般标配是3米以内。

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 RS232、RS485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-，分别对应链接设备（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，可以选择 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。）选择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，实际使用时，根据现场环境，通讯距离等原因，负载数量达不到指标数。微耕公司控制器和转换器按256台规划，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来搞定，具体请参考“如果系统控制器数成百上千台，如何组网？”坚决禁止运用无源485转换器，具体请参考“为什么禁止运用无源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。

以下是常见的错误的连接方式：

RS422通讯基础知识：

他的通讯原理和RS485相似，分别在于他的总线是两组双绞线（4根线），分别标示为 R+ R- T+ T- 。缺点是布线成本高，容易搞错。现在用得比较少了。

RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特点”，它定义了接口电路的特点。图5是典型的RS-422四线接口。实际上还有一根信号地线，共5根线。图4是其DB9连接器引脚定义。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。

RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。

RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特点阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。

关于485总线的几个概念：

1、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升等等原因都会降低通讯距离。

2、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256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、转换器电能供应不够(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验采可以得到保证。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。

必须严格按照施工规范施工在RS485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总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免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。有很多地方表面上有三角插座，其实根本没有接地，接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。静电累积时可以配合设备的防雷规划较好地释放能量，保护485总线设备和相关芯片不受伤害。

5、为避免强电对其干扰，485总线应避免和强电走在一起。

推荐几种调试方式：在调试前首先要确保设备接线正确，且施工合乎规范。可以根据遇到的问题采用下面几种调试方式：

1、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。

2、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。

3、中间分段断开法：通过从中间断开来检查是否设备负载过多、通讯距离过长、某台设备对整个通讯线路的影响等。

4、单独拉线法：单独简易拉一条线到设备，这样可以用来排除是否是布线引起了通讯问题。

5、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。

6、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，用它来替换客户电脑进行通讯，如果正常，则表明客户的电脑的串口有可能被损害或者受伤。

建议和忠告采用485总线结构常见的几种通讯问题有下面几种：

1、通讯不上，无反应。

2、可以上传数据，但不可以下载数据。

3、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。

4、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。

485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RVSP2×0.5（二芯屏蔽双绞线，每芯由16股的0.2mm的导线组成）。采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根485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5类网线或超5类网线作为485通信线，这是错误的。这是因为：

(1)普通网线没有屏蔽层，不能防止共模干扰。

(2)网线只有0.2mm平方，线径太细，会导致传输距离降低和可挂接的设备减少。

(3)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？

RS485收发器在规定的共模电压-7V至+12V之间时，才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯，严重的会破坏通讯接口。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485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。

RS485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485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485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5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。

485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，运用同一种电缆，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？

RS485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。消除差模干扰的方式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。消除共模干扰的方式包括：

（1）采用屏蔽双绞线并有效接地

（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽

（3）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

（4）不要和电控锁共用同一个电源

（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)

什么情况下在RS485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RS485通信距离超过100米的情况下，要在RS485通讯的开始端和结束端增加终端电阻。

RS485通讯线制作、连接：

电脑没有RS485接口，如果需要多台联网或远距离通讯，可用RS-232/RS-485转换模块转换成RS485接口，用485连接线与机具连接即可。

RS485通讯运用两条线，采用差模传输，其中一条定义为正，一条定义为负，按照如下关系制作RS485通讯线：

转换卡的接口都标有DATA+、DATA-，将机具RS485接口与转换卡接口按照上述对应关系连接即可。

常用的转换卡1脚为负，2脚为正，则通讯线实物连接如下图：

RS485通讯线示意图如下：

DB9接口1脚接水晶头的1脚，2脚接水晶头的2脚。

RS-485网络接线方式：

当运用多台设备时，需要用485网络联网，总线运用5类以上屏蔽线中的一组双绞线，按照485接线方式，将设备接入总线。注意：网络中机具不能有重复编号，否则无法通讯。

485网络要求：

1.网络线建议运用五类或超五类带屏蔽层的双绞线，屏蔽层用作系统地线，可减少电磁干扰、共模干扰，提升系统的可靠性。

2.因485的收发器规定共模电压在-7V至+12V之间才能正常工作，超出此范围会影响通讯，严重的会破坏通讯接口。所以必须接系统地，可利用网线中的屏蔽层或另一组双绞线作系统地线，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。

3.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。

4.总线到每个终端的分支线长度应尽量短，一般不要超出5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。

5.在同一个网络系统中，运用同一种电缆，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。

6.有效长度最长1200米。

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑。

作者: 漫步风中 时间: 2019-6-15 19:53
都按规矩来，工程没法干了[我想静静]

作者: 呆子 时间: 2019-6-15 19:53
辛苦了，赞一个@暖通南社

作者: 我啊 时间: 2019-6-15 19:54
学习了

作者: 我是人 时间: 2019-6-15 19:54
转发了

作者: 二十八画生 时间: 2019-6-15 19:54
转发了

作者: 大案 时间: 2019-6-15 19:55
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作者: 黄剑帅锋 时间: 2019-6-15 19:55
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