现场总线技术应用实例揭秘RS485通信世界
一、RS485简介
智能仪表自80年代初期单片机技术的兴起而发展，随着企业信息化需求的增强，仪表市场被智能仪表所主导。最初数据模拟信号输出简单过程量后转为点对点通信接口RS232，但无法实现联网功能。随后出现的RS485解决了这一问题，我们将探讨其原理和应用。
二、RS485接口
RS485采用差分信号负逻辑，其中＋2V～＋6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。它有两种接线方式，两线制可实现总线式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂接32个结点。而主从通信方式，即一个主机带多个从机，是常见的网络结构。
三、共模干扰与EMI问题
在实际操作中，一些人忽略了收发器的一定的共模电压范围以及发送驱动器输出信号中的共模部分需要返回通路的问题。如果没有低阻的返回通道，将以辐射形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
四、PC连接方法
为了使用PC作为上位机进行数据传输，有两种方法可以获取PC上的RS485电路：通过转换电路将串口信号转换成RS485信号，或是直接选用输出信号为RS485类型的PCI多串口卡。
五、传输距离与布网要求
理论上最长传输距离可达1200米，但实际环境因素会影响到最大长度。在传输过程中，可以通过增加中继来放大信号，最多可加八个中继，以此延伸最大传输距离。此外，可采用光纤替代双绞线，以提高稳定性和远程性能。
六、终端匹配与功耗优化
在构建网络时应注意终端匹配和阻抗连续性。在较短距离且低速率下，即使不正确但仍能正常工作，但随着通信距离或速率提升，其影响会显著增加。因此需提供单一连续的信号通道作为总线，并考虑终端负载电阻问题，以及RC或二极管匹配等节能方案。
七、高级工业网络概述及未来趋势分析：
目前工业网络主要包括HART网络（基于4~20毫安电流叠加数字信号）、现场总线技术（支持全数字双向通信）和本文介绍的基于差分模式工作于物理层面的RS485标准。虽然HART存在局限，如速度慢且成本较高，但由于历史悠久仍然广泛使用。现场总林则是一种新兴技术，由于标准未统一且价格昂贵，目前尚未形成广泛接受状态。但随着自动化水平不断提升，这些先进技术预计将逐步取代现有的老旧系统，为生产力带来更大效益。
