電梯中的RS-485使用PPT教學(xué)課件.ppt

RS232、RS485、RS422,簡(jiǎn)明教程,1,串行通訊概述,串行通訊協(xié)議有很多種，像RS232，RS485，RS422，甚至現(xiàn)今流行的USB等都是串行通訊協(xié)議。而串行通訊技術(shù)的應(yīng)用無(wú)處不在。可能大家見(jiàn)的最多就是電腦的串口與Modem的通訊。記得在PC機(jī)剛開(kāi)始在中國(guó)流行起來(lái)時(shí)(大約是在90年代前五年)，那時(shí)甚至有人用一條串行線進(jìn)行兩臺(tái)電腦之間的數(shù)據(jù)共享。除了這些，手機(jī)，PDA，USB鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等等都是以串行通訊的方式與電腦連接。而我們工作性質(zhì)的關(guān)系，所接觸到的就更多了，像多串口卡，各種種類的具有串口通訊接口的檢測(cè)與測(cè)量?jī)x器，串口通訊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。,2,RS232的概念,RS-232-C接口（又稱EIARS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電平加以規(guī)定。,3,DB9和DB25的常用針腳定義,4,接口的電氣特性在RS-232-C中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”，-5-15V；邏輯“0”+5+15V。噪聲容限為2V。即要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)作為邏輯“0”，高到-3V的信號(hào)作為邏輯“1”。,5,實(shí)際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號(hào)內(nèi)容RS-232-C接口連接器一般使用型號(hào)為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端.一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232-C接口,因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào),只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。所以采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。,6,Pin1CDReceivedLineSignalDetector(DataCarrierDetect)Pin2RXDReceivedDataPin3TXDTransmitDataPin4DTRDataTerminalReadyPin5GNDSignalGroundPin6DSRDataSetReadyPin7RTSRequestToSendPin8CTSClearToSendPin9RIRingIndicator,7,注：調(diào)制解調(diào)器(在這里是一個(gè)例子，它可以是其它的RS232終端設(shè)備),8,常見(jiàn)的通訊方式是三線式，這種方式是將兩個(gè)RS232設(shè)備的發(fā)送端(TXD)和接收端(RXD)及接地端(GND)互相連接。這種方式分別將兩端的RS232接口的2-3,3-2,5(7)-5(7)針腳連接起來(lái)。其中2是數(shù)據(jù)接收線(RXD)，3是數(shù)據(jù)發(fā)送線(TXD)，5(7)是接地(RND)。如果有一臺(tái)式PC，和一部NoteBook電腦，就可以用這種方式連線了。用三線式可以將大多數(shù)的RS232設(shè)備連接起來(lái)。但如果你認(rèn)死了2-3,3-2,5(7)-5(7)對(duì)接這個(gè)理，會(huì)發(fā)現(xiàn)在連某些RS232設(shè)備時(shí)并不奏效。這是因?yàn)橛行┰O(shè)備在電路內(nèi)部已將2和3線調(diào)換過(guò)來(lái)了，你只要2,3,5(7)針一一對(duì)應(yīng)就行了。,9,什么是波特率,波特率即調(diào)制速率，指的是信號(hào)被調(diào)制以后在單位時(shí)間內(nèi)的波特?cái)?shù)，即單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對(duì)信號(hào)傳輸速率的一種度量，通常以“波特每秒”（Bps）為單位。波特率有時(shí)候會(huì)同比特率混淆，實(shí)際上后者是對(duì)信息傳輸速率（傳信率）的度量。波特率可以被理解為單位時(shí)間內(nèi)傳輸碼元符號(hào)的個(gè)數(shù)（傳符號(hào)率），通過(guò)不同的調(diào)制方法可以在一個(gè)碼元上負(fù)載多個(gè)比特信息。因此信息傳輸速率即比特率在數(shù)值上和波特率有這樣的關(guān)系。,10,傳輸電纜長(zhǎng)度,由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(zhǎng)度應(yīng)為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)50英尺，美國(guó)DEC公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中1號(hào)電纜為屏蔽電纜，型號(hào)為DECP.NO.9107723內(nèi)有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22#AWG組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2號(hào)電纜為不帶屏蔽的電纜。型號(hào)為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。,11,附表2DEC公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,1英尺約等于0.3米,12,RS422概述,RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線，共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信，所以RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是104k+100（終接電阻）。RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）。,13,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(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)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(zhǎng)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，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時(shí)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(yuǎn)端。,14,三.RS-485,1.RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（26）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（26）V表示。接口信號(hào)電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。2.RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps3.RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。,15,4.RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實(shí)際上可達(dá)3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。5.因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔）。,16,RS232、RS485、RS422的區(qū)別,1.傳輸電纜長(zhǎng)度RS-232一般用于20m以內(nèi)的通信。RS422和RS485在19kpbs下能傳輸1200米。2.工作方式RS232是單端輸入輸出，雙工工作時(shí)至少需要數(shù)字地線。發(fā)送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題。RS422通過(guò)兩對(duì)雙絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響，而RS485只能半雙工工作，發(fā)收不能同時(shí)進(jìn)行，但它只需要一對(duì)雙絞線。RS485和RS422電路原理基本相同，都是以差動(dòng)方式發(fā)送和接受，不需要數(shù)字地線。,17,四.RS232、RS485、RS422的轉(zhuǎn)換,在實(shí)際應(yīng)用中，各種信號(hào)需要相互轉(zhuǎn)換。例：要傳一個(gè)幾百米外的GPS信號(hào)到駕駛臺(tái)計(jì)算機(jī)。GPS輸出的是232信號(hào)，但距離太遠(yuǎn)信號(hào)會(huì)衰減。此時(shí)就要利用轉(zhuǎn)換模塊把232信號(hào)轉(zhuǎn)換成422或485信號(hào)送到駕駛臺(tái)，在終端再用轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成232信號(hào)進(jìn)計(jì)算機(jī)。,18,ADAM4520轉(zhuǎn)換模塊,19,五.NEMA0183概念,NEMA0183協(xié)議是美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)(NationaIMarineElectronlcsAssociation)制定的航海方面數(shù)字信號(hào)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。NEMA0183定義了若干代表不同含義的語(yǔ)句，每個(gè)語(yǔ)句實(shí)際上是一個(gè)ASCII碼串。這種碼直觀，易于識(shí)別和應(yīng)用。,20,船上的GPS、電羅經(jīng)、潮位遙報(bào)儀、AIS等設(shè)備輸出的都是這種語(yǔ)句。我們的疏浚定位系統(tǒng)就是接收這些語(yǔ)句來(lái)進(jìn)行定位的。所以，我們很有必要來(lái)了解一下這些語(yǔ)句的大概定義。,21,GPS數(shù)據(jù)格式,GPS與電腦通信時(shí)，通過(guò)串口每秒鐘發(fā)送數(shù)條數(shù)據(jù)。如果和衛(wèi)星通信正常，可以接收到的數(shù)據(jù)格式如下：$GP*，*hh。其具體信息如下表所列。,22,例：$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,0000*1F,23,我們現(xiàn)在的疏浚定位系統(tǒng)只需要開(kāi)頭為“$GPGGA”與“$GPVTG”的與語(yǔ)，前者包含有經(jīng)度緯度的信息，后者包含船速與船向的信息。,24,電羅經(jīng)的數(shù)據(jù)格式,電羅經(jīng)的數(shù)據(jù)格式也與GPS一樣，都是以”$”打頭，”HE”指電羅經(jīng)。例：$HEHDT,167.5,T*2A。這個(gè)語(yǔ)句在軟件里非常重要，它指出了現(xiàn)在的船艏向是167.5度。,25,六.軟件的設(shè)置,軟件的設(shè)置也十分重要，很多時(shí)候系統(tǒng)沒(méi)有數(shù)據(jù)是由于軟件設(shè)置不正確引起的。,26,這是航浚1001、1002輪軟件ctrServer,所有的信號(hào)源都在這里設(shè)置，在藍(lán)色“以太網(wǎng)”的上面是來(lái)源于MOXA卡網(wǎng)關(guān)的232信號(hào)，下面的COM1、COM2等是本計(jì)算機(jī)的本地串口信號(hào)。,27,解鎖后點(diǎn)選右鍵“設(shè)置端口屬性”,對(duì)話框里的IP地址指的是MOXA卡網(wǎng)關(guān)的IP地址，“端口號(hào)”指的是此羅經(jīng)信號(hào)在MOXA卡網(wǎng)關(guān)里的設(shè)置的端口。注意在“網(wǎng)絡(luò)端口允許”那打勾。,28,設(shè)置本地端232信號(hào)時(shí)（即串口信號(hào)直接插在機(jī)器的串口上），點(diǎn)選“設(shè)置端口屬性”,左邊窗口即是232信號(hào)源的參數(shù)設(shè)置，這個(gè)很重要，設(shè)置的不對(duì)就會(huì)收不到數(shù)據(jù)，特別要注意波特率要設(shè)置正確。,29,七.故障判斷,在實(shí)際施工過(guò)程中，我們有時(shí)會(huì)遇到GPS、羅經(jīng)等信號(hào)在施工界面上不顯示了，嚴(yán)重影響到施工的效率與精度，那么怎樣才能找出問(wèn)題所在并盡可能解決呢。,30,比如現(xiàn)在GPS信號(hào)沒(méi)有了，我們首先要知道哪些原因會(huì)發(fā)生這種情況。1.GPS未開(kāi)或工作不正常2.GPS未輸出NEMA0183數(shù)據(jù)3.輸出缺少”$GPGGA”和”$GPVTG”打頭的語(yǔ)句或“N”、”E”后面的坐標(biāo)不正常（比如都為0）4.網(wǎng)絡(luò)崩潰或MOXA損壞5.信號(hào)插頭松脫接觸不良,31,檢查步驟：,1.GPS是否開(kāi)機(jī)并收到正常坐標(biāo)。2.關(guān)閉ctrserver,用“超級(jí)終端”是否能接收信號(hào)。如不能，可重啟MOXA網(wǎng)關(guān)，并檢查電纜是否松脫（包括MOXA背面的信號(hào)電纜和連接交換機(jī)的網(wǎng)線）3.本地串口也可用“超級(jí)終端”檢查是否信號(hào)正常。4.可安裝”NPORT-5610“軟件檢查MOXA卡網(wǎng)關(guān)是否正常連上局域網(wǎng)以及各信號(hào)源地的數(shù)設(shè)置是否準(zhǔn)確。5.若參數(shù)都設(shè)置正確，本地和網(wǎng)絡(luò)都收不到信號(hào)，請(qǐng)及時(shí)報(bào)修。,32,超級(jí)終端的使用方法,點(diǎn)擊“開(kāi)始”菜單“程序”“通訊”“超級(jí)終端”，出現(xiàn)下面的圖形:,超級(jí)終端連接,33,任意輸入一個(gè)名稱，例如“aaa”，出現(xiàn)以下畫(huà)面：,超級(jí)終端呼叫,連接時(shí)使用“TCP/IP(Winsock)”,主機(jī)地址輸入MOXA網(wǎng)關(guān)IP地址，端口號(hào)輸入相關(guān)設(shè)備對(duì)應(yīng)的端口號(hào)：GPS端口：4001羅經(jīng)端口：4002潮位遙報(bào)儀端口：4003,34,按下“確定”鍵后，畫(huà)面上將分別顯示以下信息：如果是GPS信號(hào)，將有以下典型信息：$GPGGA,等信息。如果是羅經(jīng)信號(hào)，將有以下典型信號(hào)：$HDDT,.等信息如果是潮位信號(hào)，將有以下典型信號(hào)：0 xfe，站號(hào)，潮位,如果想看計(jì)算機(jī)串口接受到的數(shù)據(jù)，那么連接時(shí)使用“COM1”，當(dāng)然具體選擇是COM？要看數(shù)據(jù)是連接到哪個(gè)串口的，如果是串口2那么選擇“COM2”。,35,端口設(shè)置按信號(hào)的具體情形進(jìn)行設(shè)置后，點(diǎn)“確認(rèn)”。按下“確定”鍵后，畫(huà)面上將分別顯示以下信息：如果是GPS信號(hào)，將有以下典型信息：$GPGGA,等信息。如果是羅經(jīng)信號(hào)，將有以下典型信號(hào)：$HDDT,.等信息如果是潮位信號(hào)，將有以下典型信號(hào)：0 xfe，站號(hào)，潮位如果是測(cè)深信號(hào)，將有以下典型信息：DT0101091DT0201113DT0301130DT0401134.如果是AIS信號(hào)，將有以下典型信息：!AIVDM,1,1,A,15