RS232与RS485该如何选择
虽然以太网是多种类型设备(从消费电子设备到工业设备)中最常用的通信协议,但TIA/EIA-485(通常称为RS-485)仍然广泛用于工业设备,即使它比以太网早。让我们看看为什么它仍在使用,为什么我们决定将它用作我们设备的标准通信协议。
你真的理解什么是RS485吗?
许多人在处理通信标准时经常感到困惑。通常,“RS485”、“USB”和“Ethernet”等术语互换,就好像它们可以互换并完成相同的工作一样。但实际上,RS485标准只是一个物理层标准。它定义了发射机和接收机的电气特性。除此之外,必须使用应用层来处理设备地址、校验和、数据包冲突、主/从拓扑、帧结构等。对于以太网和USB,这些协议在其通信标准中定义了物理层和应用层。
如果你在这一点上迷路了,让我们来做个比喻吧。例如我们用声音作为传送器,用耳朵作为接收器。这是我们的物理层,我们传输信息的方式。在我们的数字时代,物理层的另一个例子可能是传输我们信息的短信。从我们的角度来看,它仍然是一个物理层。人类的应用层是语言。这就是我们组织信息的方式。它们有数百种,即使它们使用相同的物理层,它们也不一定兼容。
RS485在以太网中幸存的原因
以太网(IEEE 802.3)是当今使用最广泛的网络协议。它也是一种串行通信标准。由于它在许多现代网络中使用,问题是为什么它没有取代RS485及其其他变体(RS232、RS422)。
当比较RS485和以太网时,两者都有优点和缺点。RS485的主要缺点是其有限的通信速度,最高可达10毫巴。RS485设计用于主/从拓扑结构。在这个系统中,主站轮询每个从站,等待响应,然后轮询下一个从站。这允许通过避免数据包的冲突来实现确定性行为。然而,以太网没有避免数据包冲突的内置方法。在过程控制或机器人控制等应用中,对我们来说,确定性行为是强制性的,而通信速度通常足够高。以较低的速度进行通信还具有对工业环境中存在的噪音更具弹性的优势。
RS485标准是什么
预警:在标准应用中,Robotiq设备通过提供的电缆(通常为5米或10米)直接连接到机器人控制器,并且夹持器是通信总线上的唯一设备,通常无需特别注意使通信总线工作。但对于打算将我们的产品连接到定制总线或使用比Robotiq提供的更长电缆的人,您应该注意以下概念。
RS-485在半双工多点配置中最多可支持32个驱动器和32个接收器。接收器输入灵敏度为±200mV,这意味着要识别1或0位,接收器必须看到+200mV和-200mV之间的信号电平。接收器输入阻抗最小为12kΩ,驱动器输出电压最小为±1.5V,最大为±5V。这里是一个多点RS-485总线的示例。
电缆长度
当数据速率低于100k bps时,RS-485可以在1200米(4000英尺)的距离上传输。在较高的数据速率下,必须缩短电缆长度。
长电缆可以起到传输线的作用,在这种情况下,应注意正确连接网络。让我们看看需要精确控制的网络最重要的特性。
网络拓扑
网络拓扑决定了设备连接在一起的方式。下图显示了一些常见的拓扑。在这些可能性中,RS-485的最佳网络拓扑是菊花链(或线),因为这种拓扑对信号完整性的影响最小。总线拓扑(主干使用存根)是可以的,但随着每个存根长度的增加,由于通信线路上的信号失真,可以传输的最大数据速率将降低。
双绞线
使用RS485双绞线有助于减少电磁干扰。双绞线允许线路上的噪声在两条导线上等效。噪声仍然存在,但由于接收器观察两个信号之间的差异,此差异不受噪声影响,因此接收器可以准确地重新建立原始信号。