一、通信概述
通信設(shè)備從早期的郵件，電報，電話，傳真，傳呼機，手機，電腦，一路發(fā)展下來，而且隨著科技的發(fā)展，世界必將由一個網(wǎng)絡(luò)組成，所以，在未來開發(fā)的設(shè)備中，也必然要求大部分的設(shè)備都帶有通信的功能。
設(shè)備與設(shè)備之間互相通信，就要有一座橋梁把二者連接起來，那就是傳輸通路與通信協(xié)議。傳輸通路由傳輸介質(zhì)與傳輸接口組成，傳輸介質(zhì)可分為有線和無線傳輸介質(zhì)兩大類。
有線傳輸介質(zhì)在數(shù)據(jù)傳輸中只作為傳輸介質(zhì)，而非信號載體。 計算機網(wǎng)絡(luò)中流行使用的有線傳輸介質(zhì)為：銅線和玻璃纖維。
銅線具有便宜，安裝容易的特點，在現(xiàn)在工業(yè)應(yīng)用中普遍應(yīng)用，在應(yīng)用中主要有兩種基本的銅線類型：雙絞線和同軸電纜。雙絞線可減小流過電流所輻射的能量，也可防止來自其他通信線路上信號的干擾，對于一些要求比較高的項目上，還需要給雙絞線加上屏蔽層；同軸電纜由一對同軸導(dǎo)線組成。同軸電纜頻帶寬，損耗小，具有比雙絞線更強的抗干擾能力和更好的傳輸性能。按阻抗值不同，同軸電纜可分為基帶和寬帶兩種，同軸電纜是目前局域網(wǎng)與有線電視網(wǎng)中普遍采用的比較理想的傳輸介質(zhì)。
所謂玻璃纖維介質(zhì)，就是指現(xiàn)在所流行的光纖傳輸，他的兩邊有一個激光發(fā)生器與一個激光接收器，組成一整套通信線路，由于光纖傳輸距離遠，因此現(xiàn)很多在工程都是采用“光端機＋光纖”的模式。
結(jié)合我在工程中經(jīng)常應(yīng)用的通信模式，與“南方的老樹51CPLD開發(fā)板”上具有的RS232通信、RS485通信兩種，詳細(xì)講解下這兩種通信方式的應(yīng)用。
二、什么是RS232接口
首先介紹下什么是RS232接口，什么是RS485接口。
RS232接口是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(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25個腳的 DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。DB25的串口一般只用到的管腳只有2（RXD）、3（TXD）、7（GND）這三個，隨著設(shè)備的不斷改進，現(xiàn)在DB25針很少看到了，代替他的是DB9的接口，DB9所用到的管腳比DB25有所變化，是2（RXD）、3（TXD）、5（GND）這三個。因此現(xiàn)在都把RS232接口叫做DB9。
元器件常識：市場上把公頭的接插件叫做DRXX，母頭的叫DBXX，比如我們電腦上的串口，在市場上叫做DR9，不是DB9，很多人都誤叫做DB9，實際上的DB9是兩個把兩個DR9互相連接在一起的接口。
在文章中，我把所有的串口設(shè)備接口都統(tǒng)一叫做RS232接口。
三、什么是RS485接口
由于RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點：
（1） 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。
（2） 傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps；因此在“南方的老樹51CPLD開發(fā)板”中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個原因。
（3） 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。
（4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實際上也只能用在50米左右。
針對RS232接口的不足，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485就是其中之一，它具有以下特點：
1. RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6） V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V表示。接口信號電平比RS-232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10Mbps 。
3. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強，即抗噪聲干擾性好。
4. RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實際上可達 3000米，另外RS-232接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器， 即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發(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)。
因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線（我們一般叫AB線），所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。
四、RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路
由于有的設(shè)備是232接口的，有的是485接口的，如果有一臺232接口的設(shè)備與一臺485接口的設(shè)備通信，那就需要一個轉(zhuǎn)換器，把232接口的設(shè)備的232信號轉(zhuǎn)換成485信號，然后再與485接口的設(shè)備通信，這個轉(zhuǎn)換器就是RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路。如果是兩臺232接口的設(shè)備要進行遠距離的通信，那只要加上兩個RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路就可以了。
以上的RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路上采用從計算機串口偷電技術(shù)，市場上稱之為“無源RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路”，而“有源RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路”，電路原理圖與上圖差不多，只是電源部分改點而已，有興趣的朋友可以到網(wǎng)上搜索下這方面的資料，很多的。
面對市場，我們提供“無源RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路”、“有源RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路”，對于工程應(yīng)用上，我們還有導(dǎo)軌式的安裝方式，工程上安裝、維護都比較方便。有做工程的朋友如果有需要，可以跟我或者我們公司銷售部聯(lián)系。
五、485工作站
由于232是點對點的通信，不能實現(xiàn)多機之間互相通信，而485就可以實現(xiàn)多機通信，因此，越來越被多數(shù)工程師所采用。485工作站示意圖如圖
現(xiàn)在市場上有很多設(shè)備都同時帶有232接口與485接口，比如華為的光端機。很多設(shè)備都說帶485接口，其實就是把S232/RS485轉(zhuǎn)換電路集成到設(shè)備上。
示意圖中，也可以把PC機當(dāng)成一個終端設(shè)備。在整個工作站中，只要終端設(shè)備具有共同收與發(fā)的協(xié)議，中間的區(qū)別只是設(shè)備地址不同的話，那任意一個終端設(shè)備都可以對其他終端設(shè)備進行操作。
這個跟我們電腦網(wǎng)絡(luò)中的局域網(wǎng)很像吧，時不時的到“網(wǎng)上鄰居”玩玩也是挺好玩的。
六、工程應(yīng)用案例一：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)
在高速公路收費站，一般在它附近兩公里內(nèi)，必然要安裝一些必要的監(jiān)控設(shè)備，以便及時掌握路況信息，并對突發(fā)事件進行處理。
監(jiān)控設(shè)備到監(jiān)控中心，通信線路很多采用多種方式，有光纖傳輸，232接口加貓，485工作站方式等等。這里主要對工作站方式做個說明。
第一，監(jiān)控中心有PC機，PC機主要是對底下終端設(shè)備操作，有下發(fā)指令與讀取數(shù)據(jù)的功能。
第二，終端設(shè)備一般有線圈式車輛檢測器，微波車檢器，廣場云臺攝像機，氣象儀，可變情報板，可變限速標(biāo)志，外場監(jiān)視攝像機，等等。
第三，PC機通過不同的協(xié)議就可以跟這些終端設(shè)備進行通信。
實際上，在工程上很多都是采用光端機傳送的，加入光端機的方法也是非常簡單的，只要串在AB線兩端即可。
|
