RS485 总线拓扑结构
RS-485的总线结构
RS-485的总线结构1、RS-485的网络拓扑一般采用总线型结构，不支持环型或星型网络。
采用一条总线将各个接点串接起来，绝对不允许从总线上接分支线，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
如下图：图1、图3、图5是错误接法，图2、图4、图6是改正后的正确接法。
图1、图3、图5错误之处在于：信号在各支路末端反射后与原信号迭加，造成信号质量下降。
此外，还要注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点也会发生信号的反射。
例如，总线的不同区段采用不同电缆或有过长的分支线时都会出线阻抗通信质量严重下降。
总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。
2、接地措施目前上海海博科技资料中所规定的信号线都是0.75mm2三芯屏蔽线，其中两根用于通信（也就是P、Q或X、Y上），另外一根接到电控板的+5V的E上，屏蔽层只需要接在室外机的钣金上，不需要接在室内机的钣金上，直接连接起来。
注意：通讯总线和所有分支线应避开强电线路和强干扰区域，单独穿管布线，与强电回路的距离10A以下-300mm以上，50A以下-500mm以上。
3、终端匹配信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有时，信号在这个地方就会引起反射。
为了消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阴抗连续。
由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。
实际施工时，要在最远处和最近处的一个网络功能模块的通信线上跨接两个相同的电阻（匹配电阻为120欧姆，RJ－1/4－120Ω±5%）。
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RS485设计指南
RS-485标准的用途RS-485只定义了用于平衡多点传输线的驱动器和接收器的电特性，因此很多更高层标准都将其作为物理层引用。
网络拓扑总线节点以菊花链或总线拓扑方式联网。
(见图1)也就是说，每个节点都通过很短的线头连接到主线缆。
该接口总线通常设计为用于半双工传输，也就是说它只用一对信号线，驱动数据和接收数据只能在不同时刻出现在信号线上。
图1：RS-485总线结构(左)与半双工总线结构(右)。
这就需要通过方向控制信号(例如驱动器/接收器使能信号)控制节点操作的协议，以确保任何时刻总线上都只能有一个驱动器在活动，而必须避免多个驱动器同时访问总线导致总线竞争。
信号电平RS- 485驱动器必需在54的负载上提供最小1.5V的差分输出，而RS-485接收器则必需能检测到最小为200mv的差分输入(见图2)。
这两个值为可靠数据传输提供了足够的裕度，即便信号经过线缆和连接器发生严重衰减时亦如此。
而稳健性正是RS-485适用于噪声环境的长距离联网的主要原因。
图2：RS-485规定的最小总线信号电平。
线缆类型在双绞线上传送差分信号为RS-485应用带来了很大好处。
这是因为外部噪声源产生的噪声总是等量耦合进两根信号线中，属于共模噪声，而这能在差分接收器的输入处就被抑制掉。
工业用RS-485线缆是特性阻抗为120和22AWG的塑封非屏蔽双绞线。
图3所示为一对用于半双工网络的UTP线缆的横截面。
图3：RS-485通信线缆示例。
为了保持网络的电特性，除了网络线缆的连接之外，印制电路板的布线和RS-485设备连接器上的管脚分配需保持两根信号线之间的距离均等且足够靠近。
总线端接与线头长度数据传输线应进行端接，而且线头应尽可能短，以避免传输线上发生信号反射。
良好的端接要求终端电阻R与传输线线缆的特征阻抗Z0匹配。
RS-485建议采用TZ0为120的线缆，因此通常每根线缆末端都采用120的电阻进行端接。
图4：利用共模噪声滤波器对RS-485进行端接。
RS485总线的特点及注意事项
RS485总线的特点及注意事项如今在工业自自动化领域，随着分布式控制系统的发展，RS-485总线被应用的非常广泛。
RS-485采用半双工工作方式，支持多节点、远距离和棘手高灵敏度的标准。
RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。
RS485总线的特点485总线采用了平衡发送和差分接收接口标准。
在发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号由A、B两线通过双绞线输出。
具有极强的抗共模干扰能力，加之总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV的电压。
485总线的通讯距离可达1200米，RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。
即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。
如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器。
RS-485/422总线一般允许连接32个节点。
RS-485通讯电缆RS-485通讯电缆在一般场合采用双绞线就可以，但在要求比较高的环境下可以采用带屏蔽层的双绞电缆。
在使用RS485通讯时，通讯距离与波特率成反比；这个长度主要受信号的失真以及噪声的影响所影响。
理论上RS485的传输距离能达到1200米，但实际应用中传输距离要小于1200米，具体长度受周围的环境影响。
RS-485总线布线方法在其实RS-485总线的简单应用中，一般采用总线型的拓扑结构布线方式。
但是在比较复杂的系统中，总线型拓扑结构的布线施工不但非常繁琐，而且还浪费了大量的连线。
灵活利用485集线器或485中继器，可以将总线型的拓扑结构连接成星形或树型的拓扑结构。
大大的方便了前期施工和后期的维修工作。
PROFIBUS 网络拓扑结构
PROFIBUS 网络拓扑结构PROFIBUS总线符合EIA RS485[8]标准，PROFIBUS RS485的传输是以半双工、异步、无间隙同步为基础的。
传输介质可以是光缆或屏蔽双绞线。
1、电气传输时网络拓扑电气传输时为总线型拓扑结构，使用PROFIBUS电缆和PROFIBUS连接器连接PROFIBUS站点。
每一个RS485网段最大为32个站点（包括有源网络元件例如RS485中继器)，在总线的两端必需使用终端电阻，结构如图1所示。
图1 PROFIBUS电气网络结构总线的终端电阻集成在连接器及网络部件中。
假如需要扩展总线的长度，或者PROFIBUS站点数大于32个时，就要使用RS485中继器（RS485 Repeater）进行扩展。
例如，PROFIBUS总线的长度为500米，而波特率要求达到1.5MBit/s，波特率为1.5MBit/s时总线最大的长度为200米，要扩展到500米，就需要加入两个RS485中继器。
西门子RS485中继器具有信号放大和再生功能，在一条PROFIBUS总线上最多可以安装9个RS485中继器。
使用RS485中继器的PROFIBUS网络可以进行总线和树型拓扑，如图2所示，网段2得到网段1的放大再生信号，同样网段1也得到网段2的放大再生信号，在中继器上带有拨码开关，可以设置网段1、网段2隔离用于测试以及使能终端电阻。
网段2可以像网段1一样通过接线端子A2、B2进行扩展，但是在连接最终一个站点时必使能终端电阻。
图2 使用RS485中继器的拓扑结构由于中继器占用站点数，使用多个中继器进行扩展时应遵守下列规章：一个网段最大有32个节点(包括Repeater、OLM及其它带有RS485驱动的元件）。
第一个和最终一个网段最多有31个站点。
两个中继器间最多有30个站。
每一个网段终端必需有终端电阻。
2、光纤网络拓扑结构使用OLM (Optical Link Module) 光电转换模块可以支持总线拓扑、冗余环网和星型拓扑结构。
485手牵手拓扑结构
485手牵手拓扑结构一、引言485手牵手拓扑结构是一种常用于工业自动化领域的通信网络拓扑结构。
它以其可靠性、稳定性和高效性而被广泛应用于各种工业场景中，如工厂生产线、电力系统、石油化工等。
本文将对485手牵手拓扑结构进行全面的介绍和分析。
二、485手牵手拓扑结构概述485手牵手拓扑结构是指将多个RS-485通信设备通过一个主设备进行串行通信的网络结构。
其中，RS-485是一种常见的串行通信标准，能够实现长距离通信和多设备之间的数据传输。
485手牵手拓扑结构中的主设备起到控制和调度的作用，而从设备则负责接收和发送数据。
三、485手牵手拓扑结构特点1. 可靠性高：485手牵手拓扑结构采用了差分信号传输的方式，能够有效抵抗干扰信号，提高通信的可靠性。
2. 传输距离远：485手牵手拓扑结构支持长距离通信，最远可达1200米，能够满足大多数工业场景的需求。
3. 支持多设备：485手牵手拓扑结构可以连接多个从设备，实现多设备之间的数据交换和通信，提高工业控制系统的效率。
4. 灵活性强：485手牵手拓扑结构可以根据实际需求进行扩展和调整，方便工业生产线的改造和升级。
四、485手牵手拓扑结构组成485手牵手拓扑结构由主设备、从设备和通信线路组成。
1. 主设备：主设备负责控制和管理整个485网络，发送指令和接收数据。
主设备通常是一个上位机或者PLC控制器。
2. 从设备：从设备是主设备的下级设备，负责接收主设备发送的指令，并将数据返回给主设备。
从设备可以是各种传感器、执行器或者其他控制设备。
3. 通信线路：通信线路是主设备和从设备之间的物理连接，通常采用双绞线或者屏蔽电缆进行传输。
五、485手牵手拓扑结构工作原理1. 数据传输：主设备通过通信线路发送指令到从设备，从设备接收指令并执行相应的操作，然后将执行结果返回给主设备。
2. 数据帧：485手牵手拓扑结构中的数据传输采用数据帧的方式。
数据帧包括起始位、数据位、校验位和停止位，确保数据的准确性和完整性。
以太网RS485网络设计规划及配件选型
以太网RS485网络设计规划及配件选型网络设计规划是一个重要的步骤，可以确保网络的稳定性和性能。
以太网和RS485网络是两种常见的网络类型，本文将介绍它们的设计规划和配件选型，以帮助读者选择适合自己需求的网络。
首先，我们来了解一下以太网。
以太网是一种广泛应用于局域网（LAN）的网络类型。
它使用的是以太网协议，通过集线器或交换机连接各个设备。
以太网的数据传输速度通常在10Mbps、100Mbps或1000Mbps，支持TCP/IP协议。
在以太网网络设计规划中，首先需要确定网络拓扑结构。
常见的拓扑结构包括星型、总线型和环型。
星型拓扑结构是最常见的，所有设备都通过交换机或集线器连接到中央设备。
总线型拓扑结构是在总线上连接所有设备，其中一个设备充当总线控制器。
环型拓扑结构是将设备连接成环状，每个设备都连接到相邻的两个设备。
其次，需要考虑网络设备的选型。
常见的以太网设备包括交换机、路由器、网卡和光纤收发器。
交换机是连接多个设备的核心设备，它具有多个网口，可以实现设备之间的通信。
路由器用于连接不同的网络，将数据包转发到目标网络。
网卡是计算机与网络之间的接口，可以与交换机或路由器连接。
光纤收发器用于将电信号转换成光信号，提高信号传输质量。
在RS485网络设计规划中，同样需要确定网络拓扑结构。
RS485是一种串行通信协议，用于长距离的数据传输。
它支持多点通信，可以将多个设备连接到同一条总线上。
常见的RS485拓扑结构包括总线型和星型。
RS485网络的配件选型包括RS485转换器、终端电阻和保护器。
RS485转换器可以将RS485信号转换成RS232或USB信号，方便连接到计算机或其他设备。
终端电阻用于提高信号质量，减少信号反射和干扰。
保护器用于保护总线免受电击和干扰。
总结起来，以太网和RS485网络设计规划及配件选型是创建稳定和高性能网络的关键步骤。
在规划网络拓扑结构时，需要考虑设备之间的连接方式。
在配件选型时，需要根据需要选择合适的设备，例如交换机、路由器、网卡、光纤收发器、RS485转换器、终端电阻和保护器等。
RS485总线知识讲解
RS485的特点：RS485接口RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。
RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，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接32个结点。
在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。
很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。
而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：(1)共模干扰问题：RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。
但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。
当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。
(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
由于PC机默认的只带有RS232接口，有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路：（1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。
（2）通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。
1、485总线布线和采用什么样的线？RS-485总线最好采用终端匹配的总线型结构拓扑结构，用一条单一、连续的信号通道总线将各个节点串联起来，从总线到每个节点引出线长度应尽量短，以便引出线中的反射信号对总线影响最低。
应该采用d、e和f的接法，总线式，而不能采用星型接法。
关于RS485总线匹配电阻使用的说明
(保护测控设备) (保护测控设备)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
RS485设备 (保护测控设备)
图2
我司设备插件上的 RS485 总线终端匹配电阻一般是通过跳线来投入和移除， 跳线跳上即可将匹配电阻投入，如下图所示红圈标识部分：
图3
对侧其它公司设备（比如 GPS、通信管理机等）如果支持终端匹配电阻投入， 需要请该设备维护人员协助投入。如果该设备不支持终端匹配电阻投入，需要按 照下述方法接入终端匹配电阻：
图4
如果不方便在该设备端子上直接接入终端匹配电阻，可以退而求其次在屏柜
的接线端子上接入，方法类似。总的原则是离该设备 RS485 接口越近越好。
附加说明： 1） 总线上最多只能有 2 处终端匹配电阻，不允许处于非首尾端点的设备安装终
端匹配电阻； 2） 因为不同设备 RS485 接口之间存在电气配合的问题，某些厂商的设备驱动能
见总线拓扑结构及终端匹配电阻的使用。
120欧姆的终端匹配电阻
RS485设备
(GPS等) +
-
RS485设备 (保护测控设备)
+
-
} 分支长度 不能大于 3米
……
RS485设备 (保护测控设备)
图1
RS485设备 (保护测控设备)
GPS等
+
-
+
-
……
120欧姆的终 端匹配电阻
……
RS485设备
RS485设备
力较差，此情况下可能存在安装终端匹配电阻后反而通信误码率增加，此时 可以尝试去除一端或两端的电阻； 3） 不建议采用以太网线缆作为 RS485 通信电缆，因为存在阻抗不匹配、连接端 子时易断等问题；建议采用特征阻抗为 120 欧姆的 RS485 专用屏蔽双绞线（编 织网屏蔽层，双芯，每芯为多股线，线径大于 0.5mm）； 4） RS485 总线拓扑结构只能是总线型，不允许星型等存在分支结构的型式,如图 5 所示。如在施工时不可避免存在分支，分支长度不能大于 3 米（如图 1 所 示）；
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总线拓扑结构的分类：
总线拓扑结构可以分为星型拓扑结构，树形拓扑结构，总线型拓扑结构还有环形拓扑结构，按照485总线的标准布线规范，485总线布线只能按照总线型拓扑结构进行布线，但是现场环境复杂多变，为了485线路能够稳定运行，可能需要其他的拓扑结构，利用相应的设备，485总线是可以有其他的拓扑结构的。
本文介绍一下相关的拓扑结构形式以及他们是怎样实现的。
总线型拓扑结构：
总线型拓扑结构是485总线布线的标准敷设方式，其主控设备与多个从控形成手牵手的菊花链连接方式，即：假设整个485总线上有A,B,C,D,E多个设备，其接线方式是，将A的485+接到B的485+接口上，再从B的485+上面再引一条线接到C的485+上面，以此类推，一直接到E的485+接口上面，485-的接线方式和485+的接线方式类似。
星型拓扑结构：星型拓扑结构是485总线使用得比较多的接线方式，由于485总线上的设备相对比较分散，而且主控设备一般作为主控室大多都位于中心位置，星型拓扑结构是很多施工方选择的接线方式，星型拓扑结构必须要借助485集线器才可以做到。
树形拓扑结构：其实总线型拓扑结构就是一种特殊的树形拓扑结构，只不过总线型拓扑结构的分支距离几近于零，而485总线在通信时，如果有分支并且超过一定距离的话，就会形成信号反射，从而导致485信号相互干扰，导致信号变弱甚至于出错，导致整个系统通信
质量大大下降，将485中继器接在分支上，将分支与主干线相互隔离，使其没有信号反射问题，从而可以使得485总线可以实现树形拓扑结构。
环形拓扑结构：485总线一般情况下都不会用到环形拓扑结构，如果要敷设成环形拓扑结构，485总线的通信方式必须是四线全双工485通信模式，只有在全双工通信模式下，才可以有环形拓扑结构。