RS-485總線通信協(xié)議分析

1、 rs-485總線通信協(xié)議分析 rs-485總線技術只是規(guī)定了接口的電氣標準，并沒有規(guī)定rs-485接口的電纜，插件以及通信協(xié)議，只是osi規(guī)范中物理層的一個標準，由于rs-485總線采用差分平衡傳輸方式，一般使用的電纜建議采用屏蔽雙絞線，使得485+與485-兩兩雙絞，外面采用屏蔽層屏蔽外部電磁干擾，但是在現(xiàn)場實施施工中，有人采用平行線也是可以適用于rs-485總線的電纜，只是抗干擾能力較差，傳輸距離不遠且通信質量不穩(wěn)定，一般都是建議采用屏蔽雙絞線。而接口定義形式，由于rs-485總線一般都是用到485+，485-以及gnd三根線，沒有硬性規(guī)定接口定義形式，一般市面上多見的接口形式有rj45

2、接口，工業(yè)接線端子接口，db9串口接線端子以及rj11電話線接口等。一般而言，采用工業(yè)接線端子更為合適，因為如果需要接入終端電阻的話，采用工業(yè)接線端子是很好接入的，而且接入屏蔽雙絞線也是工業(yè)接線端子更加方便。由于rs-485總線并沒有規(guī)定通信協(xié)議，有很多廠家自己推出基于rs-485總線的通信協(xié)議，其中最為著名的是由modicon公司推出的modbus協(xié)議，該協(xié)議具有兩個版本，一個是modbus rtu和modbus ascii兩種幀報文格式。由于rs-485總線支持點對多點通信模式，而其沒有數(shù)據(jù)沖突檢測解決機制，所以數(shù)據(jù)沖突的問題都是依靠主機來解決，通過主機對整個系統(tǒng)進行全方位的控制，避免數(shù)據(jù)

3、沖突的產(chǎn)生，一般而言，由于必須通過主機進行控制以避免數(shù)據(jù)沖突，基于rs-485總線通信只能支持一主多從的通信方式。由于rs-485總線支持一主多從的通信模式，主機需要能夠識別下位多個從機設備，所以從機設備必須具備一個在485網(wǎng)絡中的唯一的地址碼，就像班級中給學生分配學號一樣，學生的姓名可能會有重復，但是學號必須是該班級內(nèi)唯一的。而老師只需要叫喚學生的學號要求學生回答問題或者做相應的動作等。 同樣的道理，485通信主機通過呼叫485通信從機的地址碼來控制485通信從機的相關動作。485通信網(wǎng)絡開始通信的時候，就會對整個網(wǎng)絡的設備進行輪詢，也就是對485通信從機進行逐個的詢問，確認網(wǎng)絡中是否存在該

4、設備以及該設備是否能夠正常運轉。就像老師在正式授課之前會對班級進行點名，確認是否有人缺課，一旦有人缺課做上標識以保證在課堂提問的時候不會點到缺課的學號以免浪費時間。485通信主機下發(fā)指令是以廣播形式發(fā)送，485通信從機接收到相關指令，將指令中的地址碼與自己的地址碼對應，發(fā)現(xiàn)是下發(fā)給自己的指令則立即執(zhí)行相關指令，執(zhí)行完相關指令之后發(fā)送相應的狀態(tài)代碼給485通信主機，示意其可以繼續(xù)下一條指令。否則丟棄該指令，靜默等待485通信主機的下一條指令。同樣的道理，當老師向某個學生提問的時候，其他學生在此期間是不能出聲，只有被提問的學生回答問題，當學生回答完問題之后，就說回答完畢，然后大家靜待老師的下一個提

5、問或者授課。一般而言，老師授課都是一個人在課堂，但是有些特殊情況是需要兩個或者兩個以上的老師同時在一個課堂授課，這樣就需要一個協(xié)調的機制來協(xié)調多個老師的授課。而在485通信網(wǎng)絡中，也有可能存在多個rs-485通信主機共存于同一個rs-485通信網(wǎng)絡中，在這種情況下使用485共享器用于滿足這些需求，485共享器分為兩種，搶占式模式以及優(yōu)先級模式，搶占式模式就是先到先得，就像老師在授課的時候，誰在授課的時候其他老師是不能打斷他的授課的，只有在他將該段內(nèi)容講完之后，停頓一定時間之后，其他老師才可以開始自己的授課，同樣的也是先到先得，誰先開口，誰就授課，直到該段內(nèi)容講完之后再重新爭取控制權。優(yōu)先級模式

6、則是定義相應的優(yōu)先級，比如系主任的優(yōu)先級高于普通老師的優(yōu)先級，即使在老師正常授課的時候。還有就是485通信線路問題，當傳輸距離較遠的時候或者外部干擾過大導致噪音太大，485通信信號會有一定的衰減，就像教室較大以及教室外面比較吵鬧的情況，后面的學生并不能清楚的聽到相關的內(nèi)容，在中間增加一個485中繼器，將衰減的485信號重新整形還原放大，使得距離較遠的485通信從機能夠識別485信號。還有就是當教室較大，可能會在教室里面產(chǎn)生混音，通過在教室合理放置多個喇叭，就像485總線連接為星型拓撲結構，產(chǎn)生了信號反射導致通信質量不穩(wěn)定，使用485集線器將各條485總線相互隔離，獨立驅動可以有效的解決類似問題

7、。rs-485總線幾種拓撲結構rs-485總線布線規(guī)范規(guī)定其必須是總線式拓撲結構，也就是要是手牽手菊花鏈布線方式，但是在現(xiàn)場實際施工過程中，現(xiàn)場rs-485設備的分布不會總是按照線性分布，而可能是零散的分布在不同的位置上或者是呈網(wǎng)格狀分布，也有可能呈樹形分布，在這種情況下，采用總線式拓撲結構布線不僅浪費線材，拓撲結構也更加復雜，容易造成rs-485總線系統(tǒng)的通信質量不穩(wěn)定。一般需要借助一些相應的設備布設成星形拓撲結構或者樹形拓撲結構，方便現(xiàn)場布線施工以及后期現(xiàn)場維護工作。1.總線式拓撲結構，總線式拓撲結構是rs-485總線的布線規(guī)范，總線式拓撲結構其實就是一種特殊的樹形拓撲結構，只不過總線式拓

8、撲結構的分支線路距離非常短，在rs-485總線布線中，建議分支距離不要超過0.5米，一般都是建議直接手牽手菊花鏈的連接，不留分支，這樣可以保證沒有信號反射的問題。而所謂的手牽手菊花鏈連接方式就是：a，b，c三臺rs-485設備，a設備的485+接入b設備的485+，b設備的485+再連接c設備的485+，有更多設備的話，以此類推，485-的接線方式和485+的接線方式一樣。2.星形拓撲結構，rs-485總線支持點對多點通信方式，即一個主控485設備控制多個從控485設備，而主控設備多放置于中心位置，如果按照總線式拓撲結構布線的話，485線路需要圍繞主控485設備布線，布線方式復雜且浪費線材，利用485集線器布設成星形拓撲結構則布線結構簡單，施工以及維護都會非常方便。3.樹形拓撲結構，在現(xiàn)場布線情況下，rs-485設備可能分布在某個主干線的兩邊，如果采用手牽手的布線方式，則會來回往復的走線，形成浪費且布線結構