温故知新 | 智能家居总线技术:RS485

RS-485是串行数据接口标准,由电子工业协会制订并发布的,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。

RS485通信标准电路

RS-485总线是一种多发送器和多接收器的电路标准,该标准只对传输电平、速率等做了规定,没有规定传输协议。发送器和接收器之间的通信协议需要开发者自行设计。其特点是成本低、技术成熟、结构简单、可靠性高且抗干扰能力强。总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。

RS485通讯的工作原理

RS-485采用平衡发送和差分输入,差分输入最大的优势是可以抑制共模干扰,尤其当工业现场环境比较复杂,干扰比较多时,采用差分方式可以有效的提高通信可靠性。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。RS485采用两根通信线,通常用A和B或者D+和D-来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V表示,逻辑“0”以两线间的电压差为-(0.2~6)V来表示,是一种典型的差分通信。

RS485采用半双工工作方式,任何时候只能有一点处于发送状态。因此,发送电路须由使能信号加以控制。RS485用于多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线。应用RS485可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。

RS485一般需要一个主接点,通信的方式采用轮询方式,模块之间采用“手拉手”的接线方式,因此存在通信速率不高(一般只有9.6Kbps)、模块的数量有限等问题。近年来,智能家居领域不少厂家基于RS485推出冠以各种BUS的私有总线系统产品,突出在总线产品中的性价比优势。

以往,PC与智能设备通讯多借助RS485、RS232、以太网等方式,主要取决于设备的接口规范。但RS485、RS232只能代表通讯的物理介质层和链路层,如果要实现数据的双向访问,就必须自己编写通讯应用程序,但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范,只能实现较单一的功能,适用于单一设备类型,程序不具备通用性。

在RS232或RS485设备联成的设备网中,如果设备数量超过2台,就必须使用RS485做通讯介质,RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主(Master)”设备中转才能实现,这个主设备通常是PC,而这种设备网中只允许存在一个主设备,其余全部是从(Slave)设备。而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的,具有完整的软件支持系统,能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。

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