揭秘RS485总线连接世界的无缝通道
一、RS485简介
智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。下面我们就简单介绍一下RS485，它是一种常用的数字串行通信标准，可以在长距离、高速率和多节点网络中提供可靠的通信服务。
二、RS485接口
RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。它有两线制和四线制两种接线，其中四线制只能实现点对点的通信方式，而现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂载32个结点。在构建网络时，我们通常采用主从通信模式，即一个主机带多个从机。
三、共模干扰与EMI问题
在实际应用中，当网络环境复杂或信号传输距离较长时，如果不正确地连接电路，就可能会遇到共模干扰和EMI（电磁干扰）问题。这两个问题都可能导致信号失真甚至设备损坏，因此在设计电路时必须考虑这些因素，并采取适当措施来防止它们。
四、转换方法与布网要求
为了使PC机能够通过串行端口与其他设备进行数据交换，我们有两种选择：使用专门设计用于将PC串行端口转换为RS485信号输出的一些转换器，或直接安装PCI多串口卡。此外，在布网时，我们需要确保总线特性阻抗连续，以避免反射现象发生，并且应该注意终端负载电阻的问题，因为这对于保持良好的信号质量至关重要。
五、终端匹配方法
终端匹配是指通过设置合适大小的负载抵抗，使得每段传输路径中的反射系数尽可能小，从而减少回波影响。这可以通过添加120Ω等值阻抗到总线末端来完成，也可以使用RC匹配或二极管钳位法以节省功耗并改善性能。不过，由于目前现场总線技術仍处於發展階段，其標準尚未統一，而且現有的儀器種類有限，這對最終用戶來說還處於觀望狀態，大部分企業还没有开始大规模实施现场總線技術。
六、工业网络类型比较
根据不同需求和应用场景，我们可以将工业网络分为三类：基于物理层标准如HART（Highway Addressable Remote Transducer）的局域网；基于数字通讯协议如Profibus, Profinet, EtherNet/IP 的现场总 线；以及基于开放系统互联性的TCP/IP协议栈构建的大型IP 网络，如IT领域中的LAN/WAN。而其中 RS-232 和 RS-422/ 423 是一种半双工通信技术，不支持全双工数据交换，因其速度限制较低，对于高速数据传输来说不够高效，所以更倾向于使用 RS-422 或者更先进一些的是 RS-485 通讯方案，因为它允许同时发送和接受数据，以及远程扩展能力强，有助于提高工作效率并满足快速增长的事务处理需求。
七、小结：
综上所述，作为一种广泛应用于工业自动化领域的人机界面技术，RS485提供了一种灵活且经济实惠的手段来实现各种任务，同时也是许多现代控制系统不可或缺的一部分。不论是在制造业还是服务行业，它都能帮助用户提升生产力，加快决策过程，并且降低成本。此外，与HART及现场总線相比，它拥有更多样的硬件组件可供选择，更易于集成到现有的基础设施之中，这使得它成为很多组织首选之选。然而，无论哪一种技术，最终决定因素往往取决于具体项目需求及其预算范围。如果你正在寻找一个既高效又经济实惠的人机界面解决方案，那么了解如何有效利用你的投资资源，将会对你产生巨大的影响。在选择何种解决方案之前，你应当详细分析你的业务流程，然后再做出明智决定，以确保你的投资能最大限度地推动你的业务前进。
