RS485通信技術在工程上用得很多,其主要優點如下:
● 布線簡單:只需要2根線,現在一般采用網線的屏蔽線接口;
● 通信距離遠:由于采用了差模通信方式,比RS232的通信距離要遠;
● 可以支持多機聯網通信:相比于RS232只能一對一的連接,RS485可以在線上掛載多個終端,采用查詢——應答的方式實現多機通信;
但是串口RS485需要轉為以太網,也就是轉化為TCP/IP,分析這些應用背后的原因主要有:
● 以太網可以接入公網網絡這樣就可以實現遠距離通信,在全球范圍內實現監控,這是RS485所無法做到的。
當需要多臺RS485設備連接到計算機的時候,傳統的方式是使用多串口卡。也就是使用在計算機上擴展串口來實現多個RS485串口。使用RS485轉以太網串口服務器之后,可以把RS485的接口留到現場,而監控計算機這端只保留一根網線即可,使用較為方便。
RS485轉以太網的解決方案
實現RS485串口服務器(即485轉網口),主要是一個硬件轉換器和一個軟件驅動。硬件轉換器分為兩種:串口服務器(串口聯網服務器、串口通信服務器)、串口聯網模塊。
RS485串口服務器是帶外殼的,可以將現有的RS485設備連接到以太網。適合已有的RS485串口設備的網絡化改造。RS485串口聯網模塊是不帶外殼的,可以理解為內嵌方式的RS485轉以太網模塊,使用模塊解決方案,可以將模塊集成到用戶設備的內部,實現串口服務器和設備的一體化。在價格上模塊方案比串口服務器方案價格要低。
使用該RS485轉以太網解決方案的硬件和軟件系統之后,用戶的485設備相當于實現網絡化的擴展,原有的硬件和軟件程序都無需修改。串口服務器的硬件實現了RS485接口轉化為TCP/IP接口(網絡接口),那么配合計算機端的虛擬串口驅動使用就可以再次將TCP/IP連接虛擬地轉化為串口。虛擬串口驅動可以在計算機內的驅動層虛擬出類似COM5、COM6等虛擬串口號,并且將遠端的串口服務器和這些虛擬串口綁定。這樣用戶串口程序打開虛擬串口的時候就可以通遠端的串口服務器通信,即和串口設備通信。
RS485串口服務器實現原理的關鍵技術
串口RS485轉以太網的過程中,里面包含了很多關鍵技術,需要將以太網技術和RS485通信協議無縫的結合起來進行過渡。其中包括:9位技術、分幀技術、主從機機制等。
9位技術:在485方式下,用戶可以發送9位的數據。而且有時利用第9位來表示是數據幀還是地址幀。由于在網絡通信時,以太網都是8bit的數據,沒有9bit可以放置的空間。所以如何將485的9位傳輸過來就成了問題。據了解上海卓嵐的串口服務器才用了稱之為realcom的協議,可以將RS485的9位數據格式轉化為以太網的8位數據。
分幀技術:分幀是串口轉以太網(包括RS485轉以太網)中出現的一個關鍵技術,即當串口服務器接收到串口設備的數據的時候,何時將數據打包轉發到以太網,如果每個字節都打為一個包則顯然效率太低,那么多少個字節打包合適。這里需要用戶設定一個稱之為最長數據包長度和最長數據包間隔的參數。
主從機機制:主—從技術,主設備能初始化傳輸或查詢,從設備根據主設備查詢提供的數據作出相應反應。主設備可單獨和從設備通信,也能以廣播方式和所有從設備通信。
如果單獨通信,從設備返回一消息作為回應;如果是以廣播方式查詢的,則從設備不作任何回應。
RS485串口服務器的應用特點
抗干擾:RS485設備要離總線主干盡可能地近,使用RS485串口服務器,可以將總線拓撲結構改成"T"型拓撲結構,方便現場施工。如果RS485傳輸線達到一定的距離,而且處于復雜的外部環境,從而容易受到外部環境的電磁感應等外部干擾。
穩定性:RS485的差分傳輸相?較于單端信號,差分信號減少了潛在的電磁?擾EMI,從而保護RS485傳輸的穩定性。
拓展性:由于RS485總線傳輸距離的延長,或者485掛載設備增多,會使得RS485信號不斷地衰減,將RS485串口服務器做中繼使用,可以對已有的RS485信號進行增強和放大,增加RS422/RS485網絡中RS485設備的數目。
隔離性:當距離較遠的485通信節點之間的地平面利用線纜進行連接時(如485屏蔽電纜),地線會和大地形成地環路,該環路會耦合外部共模噪聲,并產生地環路電流,可能會導致整個電路系統失效。集成式RS485隔離芯片能夠提供隔離電壓,有效隔離,防止共地干擾。
RS485則常用于數據傳輸速率高的長距離傳輸中,常用設備有銷售點終端(POS)、計量儀器和大型專用自動化機器等。而常用的RS232現在一般應用于數據傳輸率低的短距離傳輸中,在嘈雜的環境也能有效工作,比如工廠、公共站點等,其常用設備有低速調制解調器、工業控制設備、可編程邏輯控制器(plc)、計算機數控(CNC)機床、機器人、嵌入式控制電腦、醫療儀器及設備以及嵌入式控制器開發系統。