RS-485通信总线在施工布线具体技术要求.docx

在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工，特别应注意下面几点 1、485+和485－数据线一定要互为双绞 2、布线一定要布多股屏蔽双绞线多股是为了备用，屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试，双绞是因为485通讯采用差模通讯原理，双绞的抗干扰性较好不采用双绞线是错误的 3、485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和分叉连接 4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接地良好有很多地方表面上有三角插座，其实根本没有接地，接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击静电累积时可以配合设备的防雷设计较好地释放能量，保护485总线设备和相关芯片不受伤害 5、为避免强电对其干扰，485总线应避免和强电走在一起此外在实际RS485总线安装布线过程中由于有很多不完全准确的概念导致出现很多通讯问题：　　1.、RS485信号线可以和强电电源线一同走线在实际施工当中，由于走线都是通过管线走的，施工方有的时候为了图方便，直接将RS485信号线和电源线绑在一起，由于强电具有强烈的电磁信号对弱电进行干扰，从而导致RS485信号不稳定，导致通信不稳定 2、 RS485信号线可以使用平行线作为布线，也可以使用非屏蔽线作为布线。

由于RS485信号是利用差模传输的，即由RS485+与RS485-的电压差来作为信号传输如果外部有一个干扰源对其进行干扰，使用双绞线进行RS485信号传输的时候，由于其双绞，干扰对于RS485+，RS485-的干扰效果都是一样的，那电压差依然是不变的，对于RS485信号的干扰缩到了最小同样的道理，如果有屏蔽线起到屏蔽作用的话，外部干扰源对于其的干扰影响也可以尽可能的缩小3、选择使用普通的超五类屏蔽双绞线即网线就可以由于原材料价格上涨，导致现在市场上的线材鱼龙混杂，有不良商人利用某种合金来顶替铜丝来做网线，在外面镀铜以蒙混客户具体区别方法：看网线截面，如果是铜色的话，就是铜丝，如为白色，则是用合金以次充好合金一般比较脆，容易断，而且导电性远不如铜丝，很容易在工程施工中造成问题线材一般那建议选择标准的RS485线，其为屏蔽双绞线，传输线不是像网线那样为单股的铜丝，而是多股铜丝绞在一起形成一根线，从而即使某根小铜丝断掉，也不会影响整个的使用 4、 RS485布线可以任意布设成星型接线与树形接线RS485布线规范是必须要手牵手的布线，一旦没有借助RS485集线器和RS485中继器直接布设成星型连接和树形连接，很容易造成信号反射导致总线不稳定。

很多施工方在RS485布线过程中，使用了星型接线和树形接线，有的时候整个系统非常稳定，但是有的时候则总是出现问题，又很难查找原因，一般都是由于不规范布线所引起的如果由于现场的限制，必须要进行星型连接或者树形连接，可以使用RS485集线器和RS485中继器解决相关问题5、RS485总线必须要接地在很多技术文档中，都提到RS485总线必须要接地，但是没有详细的提出如何接地严格的说，RS485总线必须要单点可靠接地单点就是整个RS485总线上只能是有一个点接地，不能多点接地，因为将其接地是因为要将地线（一般都是屏蔽线作地线）上的电压保持一致，防止共模干扰，如果多点接地适得其反可靠接地时整个RS485线路的地线必须要有良好的接触，从而保证电压一致，因为在实际施工中，为了接线方便，将线剪成多段再连接，但是没有将屏蔽线作良好的连接，从而使得其地线分成了多段，电压不能保持一致，导致共模干扰485总线制报警通讯总线、电源线的布线规范1、系统通信采用RS-485总线，线材选用2芯屏蔽双绞线具体要求：铜质，线径0.5～0.75平方毫米，阻抗38～88欧姆/公里，容抗30～50纳法/公里，绞距20毫米的2芯屏蔽双绞线(如果线的距离不超过500米，可以适当降低线的标准，但必须为双绞线)。

 2、系统的总线（由两个或多个相互间具有物理连接的设备组成）上最多允许挂接128个总线设备，在不加中继器的情况下，总线长度不大于1200米3、同一系统中必须使用同一种规格的电缆，尽量减少线路中的接点，接点处确保连接良好，包扎紧密，避免氧化和松动 RS-485通信线的布线标准 RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的， 为扩展应用范围，EIA又于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标准由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓 RS-485标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：接收器的输入电阻RIN≥12kΩ 驱动器能输出±7V的共模电压 输入端的电容≤50pF 在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V（终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关)接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号"0"；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号"1"） 因为RS-485的远距离、多节点（32个）以及传输线成本低的特性，使得EIA RS-485成为视频监控领域中控制信号传输的首选标准。

 RS-485数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，也称之为RS485正，即＋，另一线定义为B，也称之为RS485负，即－，另有一个信号地C，如下图 通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2～+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2～6V，是另一个逻辑状态在RS-485中还有一“使能”端，它是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态接收器也作与发送端相对的规定，收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连，当在收端AB之间有大于+200mV的电平时，输出正逻辑电平，小于-200mV时，输出负逻辑电平接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间参见下图RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信， 见下图 RS-485的共模输出电压是-7V至+12V之间，接收器最小输入阻抗为12k RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s平衡双绞线的长度与传 输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。

只有在很短的距离下才能获得最高速率传输一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s RS-485需要2个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗在矩距离传输时，即一般在300米以下，可不需终接电阻终接电阻一般为120或150 Ohms接在传输总线的两端 影响RS-485总线通讯速度和通信可靠性的三个因素及解决方案 （1）通信电缆中的信号反射 在通信过程中，因通信线路阻抗不连续和阻抗不匹配而导致信号反射消除这种反射的方法，是在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻，如下图所示 要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法，如图6 （2）在通信电缆中的信号衰减 影响信号传输可靠性的第二个因素是信号在电缆的传输过程中衰减一条传输电缆可以把它看出由分布电容、分布电感和电阻联合组成的等效电路，如图5所示 电缆的分布电容C主要是由双绞线的两条平行导线产生导线的电阻在这里对信号的影响很小，可以忽略不计。

信号的损失主要是由于电缆的分布电容和分布电感组成的LC低通滤波器 （3）在通讯电缆中的纯阻负载 　 影响通信可靠性的第三个因素是纯阻性负载（也叫直流负载）的大小这里指的纯阻性负载主要由终端电阻、偏置电阻和RS-485收发器三者构成 RS-485驱动器在带了32个节点，配置了150Ω终端电阻的情况下，至少能输出1.5V的差分电压按一个接收器的输入电阻为12kΩ计算，RS-485驱动器的负载能力为51.7Ω 现在比较常用的RS-485驱动器有MAX485、DS3695、MAX1488/1489以及德州仪器公司使用的SN75176A/D等，其中有的RS-485驱动器负载能力可以达到20Ω在不考虑其它诸多因素的情况下，按照驱动能力和负载的关系计算，一个驱动器可带节点的最大数量将远远大于32个 在通讯波特率比较高的时候，路上偏置电阻是很有必要的偏置电阻的连接方法如图6它的作用是 路进入空闲状态后，把总线上没有数据时（空闲方式）的电平拉离0电平这样一来，即使线路中出现了比较小的反射信号或干扰，挂接在总线上的数据接收器也不会由于这些信号的到来而产生误动作 偏置电阻的大小一般在1K至10K之间，在实际应用中，RS-485总线加偏置电阻有两种方法： （1）把偏置电阻平衡分配给总线上的每一个收发器。

这种方法给挂接在RS-485总线上的每一个收发器加了偏置电阻，给每一个收发器都加了一个偏置电压 （2）在一段总线上只用一对偏置电阻这种方法对总线上存在大的反射信号或干扰信号比较有效值得注意的是偏置电阻的加入，增加了总线的负载 RS-485总线的负载能力和通讯电缆长度之间的关系 在设计RS-485总线组成的网络配置（总线长度和带负载个数）时，应该考虑到三个参数：纯阻性负载、信号衰减和噪声容限RS-485总线接收器的噪声容限至少应该大于200mV在实际应用中，为了提高总线的抗干扰能力，总希望系统的噪声容限比EIA RS-485标准中规定的好一些在选定了驱动器的RS-485总线上，在通信波特率一定的情况下，带负载数的多少，与信号能传输的最大距离是直接相关的具体关系是：在总线允许的范围内，带负载数越多，信号能传输的距离就越小；带负载数据少，信号能传输的距 离就发越远 分布电容对RS-485总线传输性能的影响 　 电缆的分布电容主是由双绞线的两条平行导线产生另外，导线和地之间也存在分布电容，虽然很小，但在分析时也不能忽视分布电容对总线传输性能的影响，主要是因为总线上传输的是基波信号，信号的表达方式只有"1"和"0"。

在特殊的字节中，例如0x01，信号"0"使得分布电容有足够的充电时间，而信号"1"到来时，由于分布电容中的电荷，来不及放电，(Vin+)-(Vin-)-还大于200mV，结果使接爱误认为是"0"，而最终导致CRC校验错误，整个数据帧传输错误具体过程如下图所示 由于总线上分布影响，导致数据传输错误，从而使整个网络性能降低解决这个问题有两种方法： （1）降低数据传输的波特率； （2）使用分布电容小的电缆，提高传输线的质量。