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RS485 ASTP-120Ω-2*1.0鎧裝通訊電纜

RS485總線(xiàn)布線(xiàn)規(guī)范

1, 阻抗不連續(xù)

信號(hào)在傳輸過(guò)程中如果遇到阻抗突變,信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射,這種信號(hào)反射的原理,與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法,就是盡量保持傳輸線(xiàn)阻抗連續(xù),實(shí)際工程中在電纜線(xiàn)的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻的原理就是為了減小信號(hào)反射。

從理論上分析,在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻,就能有效的減少信號(hào)反射。但是,在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中,由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān),特性阻抗不可能與終端電阻完全相等,因此或多或少的信號(hào)反射還會(huì)存在。信號(hào)反射對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?歸根結(jié)底是因?yàn)榉瓷湫盘?hào)觸發(fā)了接收器輸入端的比較器,使接收器收到了錯(cuò)誤的信號(hào),導(dǎo)致CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤或整個(gè)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤。這種情況是無(wú)法改變的,只有盡量去避免它。

2,RS-485接地問(wèn)題

僅僅用一對(duì)雙絞線(xiàn)將各個(gè)接口的A,B端連接起來(lái),而不對(duì)RS-485通信鏈路的信號(hào)接地,在某些情況下也可以工作,但給系統(tǒng)埋下了隱患。RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)并不需要對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)系統(tǒng),只需檢測(cè)兩線(xiàn)之間的電位差就可以了。但應(yīng)該注意的是收發(fā)器只有在共模電壓不超出一定范圍（-7V至 12V）的條件下才能正常工作。當(dāng)共模電壓超出此范圍,就會(huì)影響通信的可靠直至損壞接口。如圖1所示,當(dāng)發(fā)送器A向接收器B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送器A的輸出共模電壓為VOS,由于兩個(gè)系統(tǒng)具有各自獨(dú)立的接地系統(tǒng)存在著地電位差VGPD,那么接收器輸入端的共模電壓就會(huì)達(dá)到VCM=VOS VGPD。RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定VOS≤3V,但VGPD可能會(huì)有很大幅度（十幾伏甚至數(shù)十伏）,并可能伴有強(qiáng)干擾信號(hào)致使接收器共模輸入VCM超出正常圍,在信號(hào)線(xiàn)上產(chǎn)生干擾電流輕則影響正常通信,重則損壞設(shè)備。

3,RS-485的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)及傳輸距離

RS-485支持半雙工或全雙工模式。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò),較好采用一條總線(xiàn)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)。從總線(xiàn)到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線(xiàn)中的反射信號(hào)對(duì)總線(xiàn)信號(hào)的影響較低。在使用RS485接口時(shí),對(duì)于特定的傳輸線(xiàn)經(jīng),從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的較大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù),這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90Kbit/S以下時(shí),假定較大允許的信號(hào)損失為6dBV時(shí),則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。實(shí)際上,在實(shí)用時(shí)是完全可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。當(dāng)使用不同線(xiàn)徑的電纜。則取得的較大電纜長(zhǎng)度是不相同的。

1.4 RS485 總線(xiàn)缺點(diǎn)
● RS485 總線(xiàn)的通訊容量較少,理論上較多僅容許接入32 個(gè)設(shè)備,不適于以樓宇為結(jié)點(diǎn)
的多用戶(hù)容量要求。
● RS485 總線(xiàn)的通訊速率低,常用波特率為9600bps。而且其速率與通訊距離有直接關(guān)系,
當(dāng)達(dá)到數(shù)百米以上通訊距離時(shí),其可靠通訊速率<1200bps。
● RS485 芯片功耗較大,靜態(tài)功耗達(dá)到2-3mA,工作電流（發(fā)送）達(dá)到20mA,若加上偏置電阻及終端電阻,工作電流會(huì)更大。增加了線(xiàn)路電壓降,不利于遠(yuǎn)程布線(xiàn)。
● RS485 總線(xiàn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)只能以串行布線(xiàn),不能構(gòu)成星形等任意分支。串行布線(xiàn)對(duì)于小區(qū)實(shí)際布線(xiàn)設(shè)計(jì)及施工造成很大難度,不遵循串行布線(xiàn)規(guī)則又將大大降低通訊的穩(wěn)定性。
● RS485 總線(xiàn)自身的電氣性能決定了其在實(shí)際工程應(yīng)用中穩(wěn)定性較差,在多節(jié)點(diǎn),長(zhǎng)距離
場(chǎng)合需對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗匹配等調(diào)試,增添工程復(fù)雜性。
● RS485 總線(xiàn)通常不帶隔離,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體或局部的癱瘓,
而且又難以判斷其故障位置。
● RS485 總線(xiàn)采用主機(jī)輪詢(xún)方式,這樣會(huì)造成以下的弊端：
1） 通信的吞吐量較低,不適用于通信量要求較大（或平均通信量較低,但呈突發(fā)式的）
場(chǎng)合。
2） 系統(tǒng)較大時(shí),實(shí)時(shí)性較差。
3） 主機(jī)不停地輪詢(xún)各從機(jī),每個(gè)從機(jī)都必須對(duì)主機(jī)的所有查詢(xún)作出分析,以決定是否回應(yīng)主機(jī),勢(shì)必增加各從機(jī)的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。
4） 當(dāng)從機(jī)之間需要進(jìn)行通信時(shí),必須通過(guò)主機(jī),增加了從機(jī)間通信的難度及主機(jī)負(fù)擔(dān)。
● RS485 總線(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸(1200 米以上)時(shí)一般暴露于戶(hù)外,極易因?yàn)槔讚舻仍蛞脒^(guò)電壓。RS485 收發(fā)器工作電壓較低（5V 左右）,其本身耐壓也非常低（-7V~ 12V）,一旦
過(guò)壓引入,就會(huì)擊穿損壞。通信節(jié)點(diǎn)受損后無(wú)法恢復(fù),因此必須采取多種措施加以保護(hù)。

1.5 RS485 總線(xiàn)安裝布線(xiàn)注意事項(xiàng)
● 采用一條雙絞線(xiàn)電纜作總線(xiàn),將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái),從總線(xiàn)到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以便使引出線(xiàn)中的反射信號(hào)對(duì)總線(xiàn)信號(hào)的影響較低。
● 注意總線(xiàn)特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線(xiàn)的不同區(qū)段采用了不同電纜,某一段總線(xiàn)上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在
一起安裝,再者是過(guò)長(zhǎng)的分支線(xiàn)引出到總線(xiàn)。
● RS485 總線(xiàn)當(dāng)空閑或開(kāi)路時(shí),會(huì)導(dǎo)致接收器誤觸發(fā)。因此接收器一端應(yīng)加偏置電阻,將總線(xiàn)設(shè)定在一個(gè)確定的狀態(tài)。
● RS485 總線(xiàn)長(zhǎng)距離通訊時(shí)由于阻抗不匹配會(huì)引起信號(hào)反射,必須在電纜的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻（通常為120 Ω ）,使電纜的阻抗連續(xù)。
● RS485 接地注意事項(xiàng)：
1） 共模干擾問(wèn)題：RS-485 接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式,系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線(xiàn)之間的電位差就可以了。RS-485 收發(fā)器共模電壓范圍為-7～ 12V。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路中共模電壓
超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠,甚至損壞接口。
2） EMI 電磁干擾問(wèn)題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路,如沒(méi)有一個(gè)低阻的返回通道（信號(hào)地）,就會(huì)以輻射的形式返回源端,整個(gè)總線(xiàn)就會(huì)像一
個(gè)巨大的天線(xiàn)向外輻射電磁波。
因此整個(gè)RS-485 網(wǎng)絡(luò)必須有一條低阻的信號(hào)地將兩個(gè)接口的工作地連接起來(lái),使共模干擾電壓被短路。
● RS485 總線(xiàn)長(zhǎng)距離通訊時(shí)易受強(qiáng)信號(hào)干擾,所以應(yīng)加保護(hù)措施,可選擇的方法如下：
1） 隔離保護(hù)方法：
采用高頻變壓器,光耦等元件實(shí)現(xiàn)接口的電氣隔離。將瞬態(tài)高壓轉(zhuǎn)移到隔離接口中
的電隔離層上,不會(huì)產(chǎn)生損害性的浪涌電流,起到保護(hù)接口的作用。
2） 旁路保護(hù)方法：
利用瞬態(tài)抑制元件（如TVS,MOV,氣體放電管等）將危害性的瞬態(tài)能量旁路到大地。
● RS485 總線(xiàn)上每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)上采取保護(hù)措施,如：在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的A,B 線(xiàn)上串聯(lián)一個(gè)10
歐姆的隔離電阻,可以防止某個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞后影響整條線(xiàn)路的通信功能

1.6 RS485 總線(xiàn)節(jié)能方法
● 減小每幀數(shù)據(jù)發(fā)送量。