總線結(jié)構(gòu)解決方案及485通訊和TCP網(wǎng)絡(luò)通訊優(yōu)缺點(diǎn)對比

1、485總線結(jié)構(gòu)解決方案及485通訊和TCP網(wǎng)絡(luò)通訊優(yōu)缺點(diǎn)對比前言          門禁控制器的常用的通訊方式有： RS232 RS485 TCP/IP 方式。多年來我們的工程商已經(jīng)習(xí)慣了應(yīng)用485通信方式的網(wǎng)絡(luò)門禁解決方案，很多人走入了一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為485組網(wǎng)門禁系統(tǒng)是一種最簡單、最穩(wěn)定、最成熟的工業(yè)總線結(jié)構(gòu)，其實(shí)不然，485 總線是一種用于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟(jì)型的、傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式。通過多年的摸索，總結(jié)了以下文檔供廣大門禁工程商參考，應(yīng)用485組網(wǎng)方式來做門禁工程，其實(shí)要求很高，如果大家嚴(yán)格按照這些要求做了，那是

2、不會出現(xiàn)問題的，所以我們目前力推大家實(shí)用TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)門禁，表面上看用戶會認(rèn)為初次建設(shè)成本稍高，實(shí)際的綜合成本并不一定會高于485組網(wǎng)的門禁系統(tǒng)，下面將詳細(xì)贅述，和大家共勉。第一章 485總線解決方案一、關(guān)于485 總線的幾個(gè)概念:1、485 總線的通訊距離可以達(dá)到1200 米。根據(jù)485 總線結(jié)構(gòu)理論，在理想環(huán)境的前提下，485 總線傳輸距離可以達(dá)到1200 米。其條件是通訊線材優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)，波特率為9600，只負(fù)載一臺485 設(shè)備，才能使得通訊距離達(dá)到1200 米，所以通常485 總線實(shí)際的穩(wěn)定的通訊距離往往達(dá)不到1200 米。如果負(fù)載485 設(shè)備多，線材阻抗不合乎標(biāo)準(zhǔn)，線徑過細(xì)，轉(zhuǎn)換器品

3、質(zhì)不良，設(shè)備防雷保護(hù)復(fù)雜和波特率的提高等等因素都會降低通訊距離。2、485 總線可以帶128 臺設(shè)備進(jìn)行通訊。其實(shí)并不是所有485 轉(zhuǎn)換器都能夠帶128 臺設(shè)備的，要根據(jù)485 轉(zhuǎn)換器內(nèi)芯片的型號和485 設(shè)備芯片的型號來判斷，只能按照指標(biāo)較低的芯片來確定其負(fù)載能力。一般485 芯片負(fù)載能力有三個(gè)級別32 臺、128 臺和256 臺。此外理論上的標(biāo)稱往往實(shí)際上是達(dá)不到的，通訊距離越長、波特率越高、線徑越細(xì)、線材質(zhì)量越差、轉(zhuǎn)換器品質(zhì)越差、轉(zhuǎn)換器電能供應(yīng)不足(無源轉(zhuǎn)換器)、防雷保護(hù)越強(qiáng)，這些都會降低真實(shí)負(fù)載數(shù)量。3、485 總線是一種最簡單、最穩(wěn)定、最成熟的工業(yè)總線結(jié)構(gòu)這種概念是錯(cuò)誤的。485 總

4、線是一種用于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟(jì)型的、傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式。其通訊質(zhì)量需要根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)試和測試采可以得到保證。485 總線雖然簡單，但也必須嚴(yán)格按照安裝施工規(guī)范進(jìn)行布線。二、必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工在485 總線系統(tǒng)施工時(shí)必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工，特別提醒您應(yīng)注意下面幾點(diǎn)：1、485+和485數(shù)據(jù)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，屏蔽是為了便于出現(xiàn)特殊情況時(shí)調(diào)試，雙絞是因?yàn)?85 通訊采用差模通訊原理，雙絞的抗干擾性較好。不采用雙絞線是錯(cuò)誤的。3、485 總線一定要用手牽手式的總線結(jié)構(gòu)，堅(jiān)決避免星型連接和分叉連接。4、設(shè)備供電的交流電及機(jī)箱一定要真實(shí)接地，而且接

5、地良好。有很多地方表面上有三角插座，其實(shí)根本沒有接地，接地良好可以防止設(shè)備被雷擊、浪涌沖擊。靜電累積時(shí)可以配合設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)較好地釋放能量，保護(hù)485 總線設(shè)備和相關(guān)芯片不受傷害。5、為避免強(qiáng)電對其干擾，485 總線應(yīng)避免和強(qiáng)電走在一起。三、推薦幾種調(diào)試方法:在調(diào)試前首先要確保設(shè)備接線正確，且施工合乎規(guī)范?？梢愿鶕?jù)遇到的問題采用下面幾種調(diào)試方法。1、共地法: 用1 條線或者屏蔽線將所有485 設(shè)備的GND 地連接起來，這樣可以避免所有設(shè)備之間存在影響通訊的電勢差。2、終端電阻法: 在最后一臺485 設(shè)備的485+和485-上并接120 歐姆的終端電阻來改善通訊質(zhì)量。3、中間分段斷開法: 通過從

6、中間斷開來檢查是否設(shè)備負(fù)載過多、通訊距離過長、某臺設(shè)備對整個(gè)通訊線路的影響等。4、單獨(dú)拉線法: 單獨(dú)簡易拉一條線到設(shè)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(zhuǎn)換器法: 隨身攜帶幾個(gè)轉(zhuǎn)換器，這樣可以排除是否是轉(zhuǎn)換器質(zhì)量問題影響了通訊質(zhì)量。6、筆記本調(diào)試法: 先保證自己隨身攜帶的電腦筆記本是通訊正常的設(shè)備，用它來替換客戶電腦進(jìn)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。四、建議和忠告采用485 總線結(jié)構(gòu)常見的幾種通訊故障有下面幾種。1、通訊不上，無反應(yīng)。2、可以上傳數(shù)據(jù)，但不可以下載數(shù)據(jù)。3、通訊時(shí)系統(tǒng)提示受到干擾，或者不通訊時(shí)通訊指示燈也不停地閃爍。4、有時(shí)能通訊

7、上，有時(shí)通訊不上，有的指令可以通，有的指令不可以通。為減少通信故障提出下面幾條建議和忠告供參考。1、建議用戶使用和購買提供的485 轉(zhuǎn)換器或者廠家指定推薦品牌的485轉(zhuǎn)換器。2、對配套的485 轉(zhuǎn)換器做了大量的測試工作，并且要求485 轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)廠家按照其固定的性能參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)和品質(zhì)檢測，所以它與設(shè)備具備較好的兼容性。千萬不要貪圖便宜購買雜牌廠家的485 轉(zhuǎn)換器。3、嚴(yán)格按照485 總線的施工規(guī)范進(jìn)行施工，杜絕任何僥幸心理。4、對線路較長、負(fù)載較多的485 總線工程采用科學(xué)的、有預(yù)留的解決方案。5、如果通訊距離過長， 如超500 米，建議采用中繼器或485HUB 來解決。6、如果負(fù)載數(shù)過多，如

8、一條總線上超過30 臺，建議采用485HUB 來解決問題。7、現(xiàn)場調(diào)試帶齊調(diào)試設(shè)備?，F(xiàn)場調(diào)試一定要隨身攜帶幾個(gè)可以接長距離和多負(fù)載的轉(zhuǎn)換器、一臺常用的電腦筆記本、測試通路斷路的萬用表，幾個(gè)120 歐姆的終端電阻。第二章  485總線通訊方式分析1、485總線應(yīng)采用什么樣的通訊線？一條總線上可以掛接多少臺設(shè)備？必須采用RVSP 屏蔽雙絞線。所用屏蔽雙絞線規(guī)格，與485 通訊線的距離和掛接的設(shè)備數(shù)量有關(guān)，如下表所示。采用屏蔽雙絞線有助于減少和消除兩根485 通信線之間產(chǎn)生的分布電容以及來自于通訊線周圍產(chǎn)生的共模干擾。 通訊距離 設(shè)備數(shù)量 通訊線規(guī)格 1-400m 1 - 32 臺0.5m

9、m2 400-800m 1 - 16 臺 0.5mm2 400-800m 17 - 32 臺 0.75mm2 800-1200m 1 - 8 臺 0.5mm2800-1200m 9 - 21 臺 0.75mm2 800-1200m 22 - 32 臺 1.0mm2 工程商大都習(xí)慣采用5 類網(wǎng)線或超5 類網(wǎng)線作為485 通信線，這是錯(cuò)誤的。這是因?yàn)椋海?） 普通網(wǎng)線沒有屏蔽層，不能防止共模干擾。（2）網(wǎng)線只有0.2mm 平方，線徑太細(xì)，會導(dǎo)致傳輸距離降低和可掛接的設(shè)備減少。 （3）網(wǎng)絡(luò)線為單股的銅線，相比多芯線而言容易斷裂。2、 為什么要接地485 收發(fā)器在規(guī)定的共模電壓-7V 至+12V 之間

10、時(shí)，才能正常工作。如果超出此范圍會影響通訊，嚴(yán)重的會損壞通訊接口。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(jī)具、電腦等網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備地連接在一起，并由一點(diǎn)可靠地接入大地。3、 電控鎖和控制器/讀卡器可以用同一個(gè)電源共電嗎？不能。在電控鎖不動(dòng)作的情況下，SKPS 的紋波電壓只有40-50mV； 一旦動(dòng)作，即在電控鎖在開門和關(guān)門時(shí)，紋波電壓會上升到100mV-300mV，該紋波會通過地線進(jìn)入控制器和讀卡器，導(dǎo)致通訊芯片和CPU 發(fā)熱，導(dǎo)致通訊不穩(wěn)，嚴(yán)重的還會燒毀芯片。而且電控鎖在斷電和上電的瞬間，電控鎖里面的線圈，會充放電產(chǎn)生一個(gè)高達(dá)850mA 的

11、脈沖，如果電控鎖的兩端沒有并聯(lián)二極管的話，該紋波信號也會傳入控制器和讀卡器。推薦一個(gè)控制器和它下面掛接的所有讀卡器共用一個(gè)SKPS 電源；該控制器下面每個(gè)電控鎖各使用一個(gè)單獨(dú)的SKPS 電源。4、485通信線應(yīng)如何走線？通信線盡量遠(yuǎn)離高壓電線，不要與電源線并行，更不能捆扎在一起。5、為什么485總線要采用手拉手結(jié)構(gòu)，而不能采用星形結(jié)構(gòu)？星形結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生反射信號，從而影響到485 通信?？偩€到每個(gè)終端設(shè)備的分支線長度應(yīng)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(chǎn)生較強(qiáng)的干擾，應(yīng)將其去掉。 門禁系統(tǒng)中，有兩個(gè)地方應(yīng)用到485 總線。一是計(jì)算機(jī)到下面掛接的控制器，二是控制器

12、到下面掛接的485 讀卡器。6、485總線上設(shè)備到設(shè)備之間可以有接點(diǎn)嗎？在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用同一種電纜，盡量減少線路中的接點(diǎn)。接點(diǎn)處確保焊接良好，包扎緊密，避免松動(dòng)和氧化。保證一條單一的、連續(xù)的信號通道作為總線。7、什么叫共模干擾和差模干擾？如何消除通訊線上的干擾？485 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，屬于對稱性干擾。消除差模干擾的方法是在電路中增加一個(gè)偏值電阻,并采用雙絞線； 共模干擾是在信號線與地之間傳輸，屬于非對稱性干擾。消除共模干擾的方法包括：（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地（2）強(qiáng)電

13、場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽（3）布線時(shí)遠(yuǎn)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(gè)電源（5）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質(zhì)的開關(guān)電源(紋波干擾小于50mV)8、什么情況下在485總線上要增加終端電阻？一般情況下不需要增加終端電阻，只有在485 通信距離超過300 米的情況下，要在485 通訊的開始端和結(jié)束端增加終端電阻。尤其是485 總線上設(shè)備數(shù)量較少時(shí)。當(dāng)設(shè)備數(shù)量較多時(shí)（如超過22 臺）。一般不需增加終端電阻，因?yàn)榻K端電阻會降低485 總線的負(fù)載能力。當(dāng)需要增加終端電阻時(shí)，只要將控制器上面的終端電阻跳線置位既可，如果另一端連接的是計(jì)算機(jī)的話，同時(shí)將485 轉(zhuǎn)換

14、器的棕色和白色短路。9、如何延長485的通訊距離485 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范之一是1.2 公里長度，32 個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)。如果超出了這個(gè)限制，那么必須采用485 集線器來拓展網(wǎng)絡(luò)距離或節(jié)點(diǎn)數(shù)。 利用485 集線器，可以將一個(gè)大型485 網(wǎng)絡(luò)分隔成若干個(gè)網(wǎng)段。485 集線器就如同485 網(wǎng)段之間連接的"橋梁"。當(dāng)然每個(gè)網(wǎng)段還是遵循上面的485 規(guī)范，即1.2 公里長度，32 個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)。 利用485 集線器延長網(wǎng)絡(luò)距離圖示： 利用485 集線器解決485 分叉問題，如圖所示： 利用485 集線器構(gòu)造星型485 網(wǎng)絡(luò) 485 集線器是485 中繼器概念的拓廣，它不僅解決了多分叉問題，同時(shí)也解決了

15、網(wǎng)段之間相互隔離的問題，即某一個(gè)網(wǎng)段出現(xiàn)問題（例如短路等），不至于影響到其它網(wǎng)段，從而極大地提高了大型網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。 我們可以從局域網(wǎng)從總線型到星型的發(fā)展歷程，來體會星型布線網(wǎng)絡(luò)給我們帶來的好處。同樣，采用485 集線器構(gòu)成的星型485 網(wǎng)絡(luò)也將是485 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)方向。第三章   TCP/IP 通訊門禁系統(tǒng)組網(wǎng)是未來發(fā)展主方向 一、485/232和TCP/IP各自的通信方式:RS232通訊方式的傳輸速率（俗稱 波特率）常見為 9600，在控制器的波特率就設(shè)計(jì)在9600，傳輸?shù)乃俣葹槊棵腌娛畮讞l權(quán)限或者記錄，市面上還有一些公司的控制器的波特率為 240

16、0 4800 19200 38400，波特率越大，傳輸速度越快，但穩(wěn)定的傳輸距離越短，抗干擾能力越差。RS485通訊方式：多臺控制器，通過RS485通訊總線（必須用雙絞線，或者網(wǎng)線的其中一組），將控制器通過手牽手串聯(lián)的方式，一根總線接到 RS485轉(zhuǎn)換器（集線器）上，再接到計(jì)算機(jī)串口上，實(shí)現(xiàn)一臺計(jì)算機(jī)（軟件）對多臺控制器的管理和通訊。TCP/IP 通訊方式：TCP/IP 通訊協(xié)議是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通用性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具備傳輸速度快，國際標(biāo)準(zhǔn)，兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。控制器的接入方式，和局域網(wǎng)的HUB和計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的接入方式一樣。 RS485控制器和TCP控制器的優(yōu)缺點(diǎn)比較：RS485控制器的優(yōu)點(diǎn)：建

17、設(shè)成本比較相對TCP/IP，單獨(dú)組網(wǎng)，不會受到其他設(shè)備的共用網(wǎng)絡(luò)的干擾。RS485控制器的缺點(diǎn)：組網(wǎng)數(shù)量有限，一般在1000臺以內(nèi)最多，設(shè)備越多網(wǎng)絡(luò)越復(fù)雜，受到干擾越大。組網(wǎng)范圍有限，一般只能在幾百米范圍內(nèi)。通訊速度比較慢，對于過萬人，數(shù)百個(gè)門的系統(tǒng)，上傳權(quán)限，下載記錄等操作速度比較慢。 TCP/IP 控制器的優(yōu)點(diǎn)：采用國際標(biāo)準(zhǔn)的流行通訊協(xié)議，先進(jìn)性和性能都比較好，好多年都不會被淘汰。組網(wǎng)數(shù)量無限制，組網(wǎng)范圍廣，可以跨地區(qū)，甚至跨國界。通訊速度快，適合過人多，設(shè)備較多的門禁系統(tǒng)。通訊質(zhì)量穩(wěn)定，不容易受到外界干擾。如果用戶已經(jīng)有局域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)可以不用重新鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。缺點(diǎn)：

18、成本會稍高于RS485控制器?？偨Y(jié)：據(jù)有關(guān)權(quán)威部門2008年統(tǒng)計(jì)，TCP控制器相對485控制的銷售比例是 4：6 ，中高端 高端用戶 傾向于使用TCP控制器，潮流和趨勢也是TCP控制器的用戶越來越多，估計(jì)幾年后，這個(gè)比例會倒過來。無線門禁的聯(lián)網(wǎng)方式還不成熟和穩(wěn)定，存在著諸多政策和干擾問題，應(yīng)用比例還很小。市面上有些廠家 將 485控制器+RS485 TCP/IP轉(zhuǎn)換器 來做網(wǎng)絡(luò)型門禁控制器，其實(shí)是一種假TCP控制器模式，此舉極不可取。RS485 總線基本入門常識圖文  1.       RS485 總線基本特性根據(jù)RS485 工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)，RS485 工業(yè)總線為特性阻抗120的半雙工通訊總線，其最大負(fù)載能力為32 個(gè)有效負(fù)載（包括主控設(shè)備與被控設(shè)備）2. RS485 總線傳輸距離當(dāng)使用