RS485基本概念及可靠性设计
,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。
RS-485总线在实际工程中总是出现一些接线的问题,注意,在接传输线时一定要用同样的双绞线或者同样的电缆,有些人一段使用双绞线,由于双绞线长度不够或者在中间接上一段电话线或者是其他的线,这样阻抗就不连续,产生很大的反射信号,通信是不能正常进行的。
8 构建RS485网络需要注意哪些问题?
RS-485支持半双工或全双工模式,网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构而不支持环形或星形网络,构建485网络需要注意以下几点:
(1) 最好采用一条总线将各个节点串接起来。从总线到每个节点的引出线长度应尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。有些网络连接尽管不正确,在短距离、低速率仍可能正常工作,但随着通信距离的延长或通信速率的提高,其不良影响会越来越严重,主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加,会造成信号质量下降。
(2) 应注意总线特性阻抗的连续性,在阻抗不连续点就会发生信号的反射。
下列几种情况易产生这种不连续性:总线的不同区段采用了不同电缆,或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装,再者是过长的分支线引出到总线。
(3) 终端负载电阻问题:在设备少距离短的情况下不加终端负载电阻整个网络能很好的工作但随着距离的增加性能将降低。理论上,在每个接收数据信号的中点进行采样时,只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握.一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和
电缆长度时需要进行匹配:当信号的转换时间(上升或下降时间)超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的RS-485接口MAX483输出信号的上升或下降时间最小为250ns,典型双绞线上的信号传输速率约为0.2m/ns(24AWG PVC电缆),那么只要数据速率在250kbps以内、电缆长度不超过16米,采用MAX483作为RS-485接口时就可以不加终端匹配。
注:终端匹配的方法可参考问题3。
9 RS485网络的最大传输距离和网络最大节点数由哪些因素决定?
在使用RS485接口时,对于特定的传输线经,从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。当数据信号速率降低到90Kbit/S以下时,假定最大允许的信号损失为6dBV时,则电缆长度被限制在1200M。尽管理论上RS485的最长传输距离能达到1200米,但在实际应用中传输的距离要比1200米短,具体能传输多远视周围环境而定。在传输过程中可以采用增加中继器或者集线器的方法对信号进行放大,最多可以加八个中继,也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到9.6公理。利用485中继器或485集线器,可以将一个大型485网络分隔成若干个网段。485中继器或485集线器就如同485网段之间连接的"桥梁"。当然每个网段还是遵循上面485集线器是485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的485规范,即1.2公里长度,32个节点数间相互隔离的问题,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。如果真需要长距离传输,可以采用光纤为传播介质,收发两端各加一个光电转换器,多模光纤的传输距离是5~10公里,而采用单模光纤可达50公里的传播距离。
网络节点数与所选RS-485芯片驱动能力和接收器的输入阻抗有关,如75LBC184标称最大值为64点,SP485R标称最大值为400点。实际使用时,因线缆长度、线径、网络分布、传输速率不同,实际节点数均达不到理论值。例如75LBC184运用在500m分布的RS-485网络上节点数超过50或速率大于9.6kb/s时,工作可靠
性明显下降。通常推荐节点数按RS-485芯片最大值的70%选取,传输速率在1200~9600b/s之间选取。通信距离1km以内,从通信效率、节点数、通信距离等综合考虑选用4800b/s最佳。通信距离1km以上时,应考虑通过增加中继模块或降低速率的方法提高数据传输可靠性。
10 485通信的软件设计要注意哪些?
软件设计对系统联网的可靠性有很大影响。由于485总线是异步半双工的通信总线,在某一个时刻总线只可能呈现一种状态,所以这种方式一般适用于主机对分机的查询方式通信,总线上必然有一台始终处于主机地位的设备在巡检其他分机,这就需要制定一套合理的通信协议来协调总线的分时共用。可以采用数据包通信方式,通信数据是
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