在工程施工中，很多都會運用到RS485作為控制和采集的案例，廣州易緯這方面的應用上積累了很多寶貴經驗。下來簡單跟大家一起來分享一下常見問題和解決方案，以求共同進步。

RS485簡介：

RS-485又名TIA-485-A,ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。

RS485是一個定義平衡數字多點系統中的驅動器和接收器的電氣特性的標準，該標準由電信行業協會和電子工業聯盟定義。使用該標準的數字通信網絡能在遠距離條件下以及電子噪聲大的環境下有效傳輸信號。RS-485使得連接本地網絡以及多支路通信鏈路的配置成為可能。

RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現點對點的通信方式，現很少采用，多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓撲結構。

常用電纜：

在低速、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線，反之，在高速、長線傳輸時，則必須采用阻抗匹配（一般為120Ω）的RS485專用電纜（STP-120Ω（用于RS485&CAN）一對18AWG），而在干擾惡劣的環境下還應采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜（ASTP-120Ω（用于RS485&CAN）一對18AWG）。

在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線路，從RS485接口到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度與信號傳輸的波特率成反比，這個長度數據主要是受信號失真及噪聲等因素所影響。理論上，通信速率在100Kbps及以下時，RS485的最長傳輸距離可達1200米，但在實際應用中傳輸的距離也因芯片及電纜的傳輸特性而有所差異。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大。

實際使用中，RS485這種總線在各種手拉手控制，或者遠程燈光音響控制中很常見，雖然接線簡單，布線也很簡單。但是在不少應用場景中還是發生一些異常問題，最主要是安裝的時候沒有注意。

短距離常見問題如下：

一、首次調試，問題多：

檢查所有線路，接線正常，是否牢固，有條件的，對每一個接線都壓上線鼻子。在調試的時候總電源的供電到模塊的供電線上考慮接入一個保險，防止誤操作燒毀整個總線設備，同時可以在總線上接入一個USB轉RS485的模塊，方便在調試的時候查看各個模塊的指令收發情況。

二、模塊通訊不穩定：

在調試設備的時候，如果出現指令時有時無，先檢查線路是否牢固，另外考慮末端接上一個120R的電阻，做末端匹配。如果線路只有10米左右，優先考慮各個模塊是否配對正確和接線是否牢固可靠。

三、模塊容易壞：

很多應用場景對靜電或者防雷需要要求，這種情況需要提前告知供應商這些需求。因為市面有些產品雖然在設計的時候考慮了很全面，但是后期很多用戶不需要那么高要求的防護也為了降低成本，就對部分器件進行空貼。

遠距離常見問題如下：

一、設備及人身安全——潛在的高壓危險

RS-485總線的使用環境非常復雜，一些惡劣的使用場合會存在高壓。極容易產生觸電危險，危及人身或設備安全。

二、遠端無法接收到數據——地電勢差存在

廣州易緯在有些案例中就遇到這種難題，有些通信距離可達幾千米，節點之間的距離很遠。設計者常常直接將每個節點的參考地接于本地的大地，作為信號的返回地，看似正?？煽康淖龇?，卻存在極大的隱患！即使調試正常的系統，也可能在使用一段時間后出現各種問題。

常常被忽略的問題是：兩個節點之間大地也可能存在很大的電勢差！實際的大地并不是理想的“0”電位，大地也是導體，也存在阻抗。當大的電流流過大地時，流過電流的大地兩端也會存在電勢差。如圖1所示。

圖1

若直接將相距很遠的通信節點分別連接至各自的本地大地，地電勢差會以共模電壓的形式疊加在總線發送器的輸出端，疊加之后的信號可能遠遠超過接收器所能承受的共模輸入電壓范圍，從而無法正常接收信號，嚴重還會損壞收發器。普通的RS-485收發器的共模輸入范圍較小，大地流過各種大型設備注入的大電流，由此引起的地電勢差可高達幾伏、幾十伏甚至上百伏，遠遠超出收發器所能承受的電壓范圍。

三、毫無征兆的數據錯誤或器件損壞——地環路影響

既然節點之間的大地存在電勢差，那直接用一根線將兩個節點的地再連起來不就可以了？大錯特錯！這樣做只能使情況更加嚴重，這根長長的導線會與大地形成一個極大的地環路！50Hz的交流電力線、大型電機等，都是交流磁場的來源，若總線靠近或經過這些地方，地環路就會產生電流高達數安培甚至上百安培。電流流過地環路產生的共模電壓就會影響總線的正常通信。

除了穩定的磁場來源，一些電力線的浪涌、雷擊、高頻噪聲等瞬態干擾都有可能被這個巨型的“環形天線”拾取，并造成通信異常。

圖2

怎么辦？

將總線和控制電路進行電氣隔離，將高壓阻擋在控制系統之外，可以有效地保證操作人員的人身及系統安全。不僅如此，隔離可以抑制由接地電勢差、接地環路引起的各種共模干擾，保證總線在嚴重干擾和其它系統級噪聲存在的情況下不間斷、無差錯運行。如圖3所示，使用隔離收發器后，可以有效防止形成地環路，總線參考地可跟隨共模電壓的波動而波動，共模電壓全部由隔離帶承受，共模電壓對總線信號變得不再可見，從而保證總線穩定可靠地通信。

圖3

如何實現隔離？

實現總線隔離的方法主要有兩種，一種是使用隔離DC-DC，光耦等分立器件實現節點與收發器之間的隔離。這也是傳統最常用的模式，相對來講電路較復雜，占板空間較大，尤其是較復雜的應用場景，穩定性欠佳，另一種是直接使用隔離收發器，單一產品，設計簡單，集成度高。

通過采取這些措施，我們廣州易緯的幾個重點項目應用上都產生了比較好的實際效果，也得到業主的認可。

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