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雖然以太網(wǎng)是多種設(shè)備中最常用的通信協(xié)議，從消費(fèi)類(lèi)小工具到工業(yè)設(shè)備，但通常被稱(chēng)為RS485的TIA/EIA485仍然廣泛用于工業(yè)設(shè)備，即使它比以太網(wǎng)更早。讓我們看看為什么它仍在使用中，以及為什么在聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，我們決定將它用作我們?cè)O(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。

許多人在處理通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí)經(jīng)常感到困惑。通常，諸如“RS485”、“USB”和“以太網(wǎng)”之類(lèi)的術(shù)語(yǔ)可以互換，就好像它們可以互換并完成相同的工作一樣。但實(shí)際上，RS485標(biāo)準(zhǔn)只是一個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)。它定義了發(fā)射器和接收器的電氣特性。最重要的是，必須使用應(yīng)用層來(lái)處理設(shè)備地址、校驗(yàn)和、數(shù)據(jù)包沖突、主/從拓?fù)洹Y(jié)構(gòu)等。在以太網(wǎng)和USB的情況下，這些協(xié)議定義了物理層和應(yīng)用層在他們的通信標(biāo)準(zhǔn)中。

假如人類(lèi)的聲音用作發(fā)射器，將耳朵用作接收器。這是我們的物理層，我們傳輸信息的方式。在我們的數(shù)字時(shí)代，物理層的另一個(gè)例子也可以是傳輸我們信息的SMS。從我們的角度來(lái)看，它仍然是一個(gè)物理層。就人類(lèi)而言，應(yīng)用層是語(yǔ)言。這就是我們組織信息的方式。它們有數(shù)百個(gè)，即使它們使用相同的物理層，它們也不一定兼容。

為什么RS485在以太網(wǎng)中幸存

以太網(wǎng)(IEEE 802.3)是當(dāng)今使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它也是一種串行通信標(biāo)準(zhǔn)。由于它被用于許多現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)，問(wèn)題是為什么它沒(méi)有取代RS485及其其他變體(RS232、RS422)。

在比較RS485和以太網(wǎng)時(shí)，RS485設(shè)計(jì)用于主/從拓?fù)洹Ｔ谶@個(gè)系統(tǒng)中，主站輪詢每個(gè)從站，等待響應(yīng)，然后輪詢下一個(gè)從站。這通過(guò)避免數(shù)據(jù)包的沖突允許確定性行為。然而，以太網(wǎng)沒(méi)有避免數(shù)據(jù)包沖突的內(nèi)置方法。在過(guò)程控制或機(jī)器人控制等應(yīng)用中，對(duì)我們而言，確定性行為是強(qiáng)制性的，而通信速度通常足夠高。以較低速度進(jìn)行通信還具有對(duì)工業(yè)環(huán)境中存在的噪音更具彈性的優(yōu)勢(shì)。

RS485標(biāo)準(zhǔn)

RS485能夠在半雙工多點(diǎn)配置中支持多達(dá) 32 個(gè)驅(qū)動(dòng)器和多達(dá) 32 個(gè)接收器。接收器輸入靈敏度為 ±200mV，這意味著要識(shí)別 1 或 0 位，接收器必須看到 +200mV 和 -200mV 之間的信號(hào)電平。最小接收器輸入阻抗為12kΩ，驅(qū)動(dòng)器輸出電壓最小為±1.5V，最大為±5V。這是一個(gè)多點(diǎn) RS-485 總線的示例。

電纜長(zhǎng)度

當(dāng)數(shù)據(jù)速率低于 100k bps 時(shí)，RS485 的傳輸距離可達(dá) 1200m(4000 英尺)。在更高的數(shù)據(jù)速率下，必須減少電纜長(zhǎng)度。

長(zhǎng)電纜可以充當(dāng)傳輸線，在這種情況下，應(yīng)注意正確連接網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錄Q定了設(shè)備連接在一起的方式。在這些可能性中，RS485 的最佳網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫蔷栈ㄦ?或線)，因?yàn)檫@種拓?fù)鋵?duì)信號(hào)完整性的影響最小。總線拓?fù)?使用 stub 的主干)是可以的，但是隨著每個(gè) stub 的長(zhǎng)度增加，由于通信線路上的信號(hào)失真，可以傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)速率會(huì)降低。

雙絞線電纜

為 RS485 使用雙絞線有助于減少電磁干擾。雙絞線允許線路上的噪聲在兩條線上等效。噪聲仍然存在，但由于接收器查看兩個(gè)信號(hào)之間的差異，因此該差異不受噪聲影響，因此接收器可以準(zhǔn)確地在最后重新建立原始信號(hào)。

終端電阻

端接電纜是在電纜兩端的差分線上添加一個(gè)電阻器的操作。這樣做的目的是減少或消除阻抗不匹配引起的線路上的反射系數(shù)。RS-485 標(biāo)準(zhǔn)中的電阻定義為 120 歐姆。這種反射會(huì)導(dǎo)致接收器輸入端出現(xiàn)干擾，進(jìn)而影響信號(hào)完整性。這種現(xiàn)象與數(shù)據(jù)速率和電纜長(zhǎng)度密切相關(guān)。因此，在某些使用低數(shù)據(jù)速率和短電纜的情況下，RS-485 可以在沒(méi)有終端電阻的情況下工作。但作為預(yù)防措施并避免任何問(wèn)題，應(yīng)始終使用電阻器。

RS485的使用率更高，主要是因?yàn)樗乖搿⒑?jiǎn)單且有效。它也是工業(yè)設(shè)備中廣泛使用的協(xié)議，這意味著可以在網(wǎng)絡(luò)上輕松找到資源。Modbus RTU 用作通信協(xié)議。這些設(shè)備有一個(gè)終端電阻，可以通過(guò)我們提供的用戶界面軟件輕松激活。此外，支持許多其他工業(yè)協(xié)議，例如：Ethernet/IP、TCP/IP、DeviceNet、CANopen 和 EtherCAT。