簡要了解RS485、RS232、RS422

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RS-232是串列數據介面標準，最初都是由電子工業協會（EIA）制訂並發布的，RS-232在1962年發布，命名為EIA-232-E，作為工業標準，以保證不同廠家產品之間的兼容。RS-422由RS-232發展而來，它是為彌補RS-232之不足而提出的。為改進RS-232通信距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通信介面，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到1219米（速率低於100kb/s時），並允許在一條平衡匯流排上連接最多10個接收器。RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸規範，被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴展應用範圍，EIA又於1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同一條匯流排上，同時增加了發送器的驅動能力和衝突保護特性，擴展了匯流排共模範圍，後命名為TIA/EIA-485-A標準。由於EIA提出的建議標準都是以「RS」作為前綴，所以在通訊工業領域，仍然習慣將上述標準以RS作前綴稱謂。

以上是官方的專業描述， 看不懂沒有關係，大致有個印象就可以了，有興趣的可以上網可以買一些專業書籍做深入研究，這裡用通俗的語言補充描述一下。

RS232通訊的基礎知識：

RS232通訊又叫串口通訊方式。是指計算機通過RS232國際標準協議用串口連接線和單台設備（控制器）進行通訊的方式。

通訊距離：9600波特率下建議在13米以內。

通訊速率（波特率 Baud Rate）：預設常用的是 9600 bps，常見的還有 1200 2400 4800 19200 38400等。波特率越大，傳輸速度越快，但穩定的傳輸距離越短，抗干擾能力越差。

備註：一般台式機會自帶1-2個串口插座（公頭（ 9針插頭上帶針的俗稱公頭，帶針孔的俗稱母頭）），現在的筆記本一般不帶串口插座，可以購買USB串口轉換器，具體請參考怎樣使用USB串口轉換器？

一般只用 2 3 5 號三根線。

2 RxD Receive Data ，Input

3 TxD Transmit Data ，Output

5 GND Ground

串口連接線：一般標配是3米以內。

RS485通訊的基本知識：

RS485和RS232的基本的通訊機理是一致的，他的優點在於彌補了RS232通訊距離短，不能進行多台設備同時進行聯網管理的缺點。

計算機通過 RS232、RS485轉換器，依次連接多台485設備（門禁控制器），採用輪詢的方式，對匯流排上的設備輪流進行通訊。

接線標示是 485+ 485-，分別對應鏈接設備（控制器）的 485+ 485-。

通訊距離：最遠的設備（控制器）到計算機的連線理論上的距離是1200米，建議客戶控制在800米以內，能控制在300米以內效果最好。如果距離超長，可以選購 485中繼器（延長器）（請向專業的轉換器生產公司購買，中繼器的放置位置是在匯流排中間還是開始，請參考相關廠家的說明書。）選購中繼器理論上可以延長到 3000米。

負載數量：即一條485匯流排可以帶多少台設備（控制器），這個取決於控制器的通訊晶元和485轉換器的通訊晶元的選型，一般有 32台，64台，128台，256台幾種選擇，這個是理論的數字，實際應用時，根據現場環境，通訊距離等因素，負載數量達不到指標數。微耕公司控制器和轉換器按256台設計，實際建議客戶每條匯流排控制在80台以內。如果有幾百上千台控制器，請採用 多串口卡 或者 485HUB來解決，具體 請參考「如果系統控制器數成百上千台，如何組網？」堅決禁止使用無源485轉換器，具體請參考「為什麼禁止使用無源485轉換器？」

485通訊匯流排（必須用雙絞線，或者網線的其中一組），如果用普通的電線（沒有雙絞）干擾將非常大，通訊不暢，甚至通訊不上。

每台控制器設備必須手牽手地串下去，不可以有星型連接或者分叉。如果有星型連接或者分叉，干擾將非常大，通訊不暢，甚至通訊不上。

以下是常見的錯誤的連接方式：

RS422通訊基礎知識：

他的通訊原理和RS485類似，區別在於他的匯流排是兩組雙絞線（4根線），分別標示為 R+ R- T+ T- 。缺點是布線成本高，容易搞錯。現在用得比較少了。

RS-422標準全稱是「平衡電壓數字介面電路的電氣特性」，它定義了介面電路的特性。圖5是典型的RS-422四線介面。實際上還有一根信號地線，共5根線。圖4是其DB9連接器引腳定義。由於接收器採用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點，最多可接10個節點。即一個主設備（Master），其餘為從設備（Salve），從設備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發端最大負載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。RS-422四線介面由於採用單獨的發送和接收通道，因此不必控制數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟體方式（XON/XOFF握手）或硬體方式（一對單獨的雙絞線）實現。

RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。

RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等於傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。

關於485匯流排的幾個概念：

1、485匯流排的通訊距離可以達到1200米。根據485匯流排結構理論，在理想環境的前提下，485匯流排傳輸距離可以達到1200米。其條件是通訊線材優質達標，波特率為9600，只負載一台485設備，才能使得通訊距離達到1200米，所以通常485匯流排實際的穩定的通訊距離往往達不到1200米。如果負載485設備多，線材阻抗不合乎標準，線徑過細，轉換器品質不良，設備防雷保護複雜和波特率的提高等等因素都會降低通訊距離。

2、485匯流排可以帶128台設備進行通訊。其實並不是所有485轉換器都能夠帶128台設備的，要根據485轉換器內晶元的型號和485設備晶元的型號來判斷，只能按照指標較低的晶元來確定其負載能力。一般485晶元負載能力有三個級別―32台、128台和256台。此外理論上的標稱往往實際上是達不到的，通訊距離越長、波特率越高、線徑越細、線材質量越差、轉換器品質越差、轉換器電能供應不足(無源轉換器)、防雷保護越強，這些都會降低真實負載數量。

3、485匯流排是一種最簡單、最穩定、最成熟的工業匯流排結構這種概念是錯誤的。485匯流排是一種用於設備聯網的、經濟型的、傳統的工業匯流排方式。。其通訊質量需要根據施工經驗進行調試和測試采可以得到保證。485匯流排雖然簡單，但也必須嚴格按照安裝施工規範進行布線。

必須嚴格按照施工規範施工在RS485匯流排系統施工時必須嚴格按照施工規範施工，特別應注意下面幾點：

1、485+和485－數據線一定要互為雙絞。

2、布線一定要布多股屏蔽雙絞線。多股是為了備用，屏蔽是為了便於出現特殊情況時調試，雙絞是因為485通訊採用差模通訊原理，雙絞的抗干擾性較好。不採用雙絞線是錯誤的。

3、485匯流排一定要用手牽手式的匯流排結構，堅決避免星型連接和分叉連接。

4、設備供電的交流電及機箱一定要真實接地，而且接地良好。有很多地方表面上有三角插座，其實根本沒有接地，接地良好可以防止設備被雷擊、浪涌衝擊。靜電累積時可以配合設備的防雷設計較好地釋放能量，保護485匯流排設備和相關晶元不受傷害。

5、為避免強電對其干擾，485匯流排應避免和強電走在一起。

推薦幾種調試方法：在調試前首先要確保設備接線正確，且施工合乎規範。可以根據遇到的問題採用下面幾種調試方法：

1、共地法：用1條線或者屏蔽線將所有485設備的GND地連接起來，這樣可以避免所有設備之間存在影響通訊的電勢差。

2、終端電阻法：在最後一台485設備的485+和485-上並接120歐姆的終端電阻來改善通訊質量。

3、中間分段斷開法：通過從中間斷開來檢查是否設備負載過多、通訊距離過長、某台設備對整個通訊線路的影響等。

4、單獨拉線法：單獨簡易拉一條線到設備，這樣可以用來排除是否是布線引起了通訊故障。

5、更換轉換器法：隨身攜帶幾個轉換器，這樣可以排除是否是轉換器質量問題影響了通訊質量。

6、筆記本調試法：先保證自己隨身攜帶的電腦筆記本是通訊正常的設備，用它來替換客戶電腦進行通訊，如果正常，則表明客戶的電腦的串口有可能被損害或者受傷。

建議和忠告採用485匯流排結構常見的幾種通訊故障有下面幾種：

1、通訊不上，無反應。

2、可以上傳數據，但不可以下載數據。

3、通訊時系統提示受到干擾，或者不通訊時通訊指示燈也不停地閃爍。

4、有時能通訊上，有時通訊不上，有的指令可以通，有的指令不可以通。

485匯流排應採用什麼樣的通訊線：

必須採用國際上通行的屏蔽雙絞線。我們推薦用的屏蔽雙絞線的型號為RVSP2×0.5（二芯屏蔽雙絞線，每芯由16股的0.2mm的導線組成）。採用屏蔽雙絞線有助於減少和消除兩根485通信線之間產生的分布電容以及來自於通訊線周圍產生的共模干擾。

工程商大都習慣採用5類網線或超5類網線作為485通信線，這是錯誤的。這是因為：

(1)普通網線沒有屏蔽層，不能防止共模干擾。

(2)網線只有0.2mm平方，線徑太細，會導致傳輸距離降低和可掛接的設備減少。

(3)網路線為單股的銅線，相比多芯線而言容易斷裂。

為什麼要接地？

RS485收發器在規定的共模電壓-7V至+12V之間時，才能正常工作。如果超出此範圍會影響通訊，嚴重的會損壞通訊介面。共模干擾會增大上述共模電壓。消除共模干擾的有效手段之一是將485通訊線的屏蔽層用作地線，將機具、電腦等網路中的設備地連接在一起，並由一點可靠地接入大地。

RS485通信線應如何走線？

通信線盡量遠離高壓電線，不要與電源線並行，更不能捆紮在一起。

為什麼485匯流排要採用手拉手結構，而不能採用星形結構？

星形結構會產生反射信號，從而影響到485通信。匯流排到每個終端設備的分支線長度應盡量短，一般不要超出5米。分支線如果沒有接終端，會有反射信號，對通訊產生較強的干擾，應將其去掉。

485匯流排上設備到設備之間可以有接點嗎？

在同一個網路系統中，使用同一種電纜，盡量減少線路中的接點。接點處確保焊接良好，包紮緊密，避免鬆動和氧化。保證一條單一的、連續的信號通道作為匯流排。

什麼叫共模干擾和差模干擾？如何消除通訊線上的干擾？

RS485通信線由兩根雙絞的線組成，它是通過兩根通信線之間的電壓差的方式來傳遞信號，因此稱之為差分電壓傳輸。

差模干擾在兩根信號線之間傳輸，屬於對稱性干擾。消除差模干擾的方法是在電路中增加一個偏值電阻,並採用雙絞線。

共模干擾是在信號線與地之間傳輸，屬於非對稱性干擾。消除共模干擾的方法包括：

（1）採用屏蔽雙絞線並有效接地

（2）強電場的地方還要考慮採用鍍鋅管屏蔽

（3）布線時遠離高壓線，更不能將高壓電源線和信號線捆在一起走線

（4）不要和電控鎖共用同一個電源

（5）採用線性穩壓電源或高品質的開關電源(紋波干擾小於50mV)

什麼情況下在RS485匯流排上要增加終端電阻？

一般情況下不需要增加終端電阻，只有在RS485通信距離超過100米的情況下，要在RS485通訊的開始端和結束端增加終端電阻。

RS485通訊線製作、連接：

電腦沒有RS485介面，如果需要多台聯網或遠距離通訊，可用RS-232/RS-485轉換模塊轉換成RS485介面，用485連接線與機具連接即可。

RS485通訊使用兩條線，採用差模傳輸，其中一條定義為正，一條定義為負，按照如下關係製作RS485通訊線：

轉換卡的介面都標有DATA+、DATA-，將機具RS485介面與轉換卡介面按照上述對應關係連接即可。

常用的轉換卡1腳為負，2腳為正，則通訊線實物連接如下圖：

RS485通訊線示意圖如下：

DB9介面1腳接水晶頭的1腳，2腳接水晶頭的2腳。

RS-485網路接線方法：

當使用多台設備時，需要用485網路聯網，匯流排使用5類以上屏蔽線中的一組雙絞線，按照485接線方法，將設備接入匯流排。注意：網路中機具不能有重複編號，否則無法通訊。

485網路要求：

1. 網路線建議使用五類或超五類帶屏蔽層的雙絞線，屏蔽層用作系統地線，可減少電磁干擾、共模干擾，提高系統的可靠性。

2.因485的收發器規定共模電壓在-7V至+12V之間才能正常工作，超出此範圍會影響通訊，嚴重的會損壞通訊介面。所以必須接系統地，可利用網線中的屏蔽層或另一組雙絞線作系統地線，將機具、電腦等網路中的設備地連接在一起，並由一點可靠地接入大地。

3.通信線盡量遠離高壓電線，不要與電源線並行，更不能捆紮在一起。

4.匯流排到每個終端的分支線長度應盡量短，一般不要超出5米。分支線如果沒有接終端，會有反射信號，對通訊產生較強的干擾，應將其去掉。

5.在同一個網路系統中，使用同一種電纜，盡量減少線路中的接點。接點處確保焊接良好，包紮緊密，避免鬆動和氧化。保證一條單一的、連續的信號通道作為匯流排。

6.有效長度最長1200米。

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