数据驱动深入探索485协议与Modbus协议的世界

一、RS485简介

随着单片机技术的发展，智能仪表逐渐成为工业自动化领域不可或缺的一部分。企业信息化的需求促使仪表具备联网通信接口。最初以数据模拟信号输出简单过程量，后来采用RS232接口，但这种方式无法实现联网功能。RS485则解决了这一问题。

二、RS485接口

RS485采用差分信号负逻辑，+2V～+6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。两线制是当前最常用的拓扑结构，可以在同一总线上挂接32个结点。

主从通信方式是常见模式之一，即一个主机控制多个从机。在连接时忽略了信号地的问题可能导致共模干扰和EMI问题，这些问题需要特别注意。

三、转换电路

PC默认只有串行端口，因此可以通过转换电路将PC上的串行端口转换为RS485信号，也可以使用PCI多串口卡直接选用输出为RS485类型的扩展卡。

四、传输距离

理论上可达1200米，但实际距离会短于这个值，具体取决于周围环境。在长距离传输时，可以增加中继，以最大限度地放大信号，最多可加八个中继，使得理论最大传输距离达到9.6公里。此外，可通过光纤进行长距离传输，其传输距离可达5~10公里（多模光纤）至50公里（单模光纤）。

五、网络布局

网络通常采用总线型结构，不支持环形或星形网络。在设计时应注意引出线长度尽量短，以及保持总线特性阻抗连续性，以避免反射和阻抗不连续点产生的问题。

六、终端匹配

在每个节点末尾并联一个120Ω终端匹配电阻，对于功耗敏感系统来说，这种方法有其局限性。RC匹配和二极管匹配都是节能省电且有效的替代方案，但需根据实际情况进行选择。

七、比较分析

我们将工业网络分为三个类别：基于物理层标准的现场总线如Profibus, DeviceNet, Foundation Fieldbus等；基于数字通讯协议标准，如HART；以及基于半双工通信标准如MODBUS.

场景总线技术正在成为自动化领域热门话题，它支持全数字通信，并且能够实现双向和多站交流。但由于目前还没有统一标准，而且成本较高，从用户角度看还处于观望状态.

MODBUS是一种广泛用于工业自动化设备之间交互数据流的人机界面工具包，它提供了一系列函数代码，用来描述各种操作，比如读写寄存器等。它非常灵活，便于应用在不同的硬件平台上，并且因为它免费，所以被广泛采纳.

最后，我们对比分析了这些不同类型的网络及其优缺点，为用户提供更好的参考依据，在选择合适网络方案时考虑到各自特点及应用场景.