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RS485、M-BUS抄表總線的對比介紹

作者: 時(shí)間:2016-12-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中,總線的使用時(shí)必不可少的,及時(shí)是在無線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)當(dāng)中,有時(shí)也需要使用總線來解決管理中心與采集器之間(或者是小區(qū)管理點(diǎn)與采集器、集中器之間)的通訊。為了獲得更低廉、更穩(wěn)定的通訊方式,前輩們作出了不少的努力,本文介紹的三種總線有各自的優(yōu)勢,比較結(jié)果列于文章末尾。

一、RS-232-C接口介紹    

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/330166.htm

計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低,特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí),避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時(shí),要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口,使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。 RS-232-C接口(又稱 EIA RS-232-C)是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的 DB25連接器,對連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定,還對各種信號(hào)的電平加以規(guī)定。

1)接口的信號(hào)內(nèi)容實(shí)際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的,在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號(hào)內(nèi)容見附表
  2)接口的電氣特性 在RS-232-C中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即:邏 輯“1”,-5— -15V;邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)作為邏輯“0”,高到-3V的信號(hào) 作為邏輯“1”

   3) 接口的物理結(jié)構(gòu) RS-232-C接口連接器一般使用型號(hào)為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端. 一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232-C接口,因?yàn)椴皇褂脤Ψ降膫魉涂刂菩盘?hào),只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。所以采用DB-9的9芯插頭座,傳輸線采用屏蔽雙絞線。
   4)傳輸電纜長度由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下,傳輸電纜長度應(yīng)為50英尺,其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的,在實(shí)際應(yīng)用中,約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的,所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過50英尺

二、RS-485介紹

由于RS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早,難免有不足之處,主要有以下四點(diǎn):

   1) 接口的信號(hào)電平值較高,易損壞接口電路的芯片,又因?yàn)榕cTTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。

   2) 傳輸速率較低,在異步傳輸時(shí),波特率為20Kbps。

   3) 接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式, 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾,所以抗噪聲干擾性弱。

   4) 傳輸距離有限,最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺,實(shí)際上也只能 用在50米左右。

    針對RS-232-C的不足,于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn),RS-485就是其中之一,它具有以下特點(diǎn):

    1. RS-485的電氣特性:邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2—6) V表示;邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2—6)V表示。接口信號(hào)電平比RS-232-C降低了,就不易損壞接口電路的芯片,且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL 電路連接。

    2. RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps

    3. RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強(qiáng),即抗噪聲干擾性好。

4. RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺,實(shí)際上可達(dá) 3000米,另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器,即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。

    因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。因?yàn)?strong>RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò),一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座,與智能終端RS485接口采用DB-9(孔),與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9(針)。

5. 采用RS485接口時(shí),傳輸電纜的長度如何考慮?

    在使用RS485接口時(shí),對于特定的傳輸線經(jīng),從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù),這個(gè)長度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的

三、M-BUS介紹

  M-Bus是歐洲標(biāo)準(zhǔn)的2線總線, 主要用于消耗測量儀器. M-Bus在建筑物和工業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)采集有多方面的應(yīng)用.,其最大的特點(diǎn)是無極性,兩線工作,能極大的節(jié)省現(xiàn)場工作量。

功能

  M-Bus是一種專門為消耗測量儀器和計(jì)數(shù)器傳送信息的數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)的.

  它的信息傳送量是專門為滿足其應(yīng)用而限定好的. 它具有使用價(jià)格低廉的電纜而能夠長距離傳送的特點(diǎn). M-Bus對每個(gè)詢問的反應(yīng)時(shí)間為0,1 至0,5秒, 這對于它要完成的任務(wù)來說是完全足夠的了.

  M-Bus不會(huì)被其他數(shù)據(jù)總線取代, 相反它是用于傳送計(jì)數(shù)器讀數(shù)最安全和價(jià)廉的. 這已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用上得到證實(shí): 能夠適應(yīng)電網(wǎng)電壓起伏不定的波動(dòng).

M-BUS的原理

  M-Bus的工作原理就象保齡球游戲一樣, 只有在計(jì)算中心發(fā)出詢問的情況下, 才能夠在附有MESSDAS軟件計(jì)算中心和計(jì)數(shù)器之間執(zhí)行數(shù)據(jù)交換. 也就是說, 各個(gè)終端在計(jì)算中心發(fā)出指令后才能夠提供數(shù)據(jù). 從M-Bus物理角度來看各終端之間是不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)交換的.

比較項(xiàng)目

RS485

(75LBC184)

M-BUS

(TI721)

C-MBUS

(CMT001)

優(yōu)勢比較

通訊距離(m)

1200

1000

不小于2000

內(nèi)部優(yōu)化的輸出控制能力,使芯片具有更遠(yuǎn)的通訊距離。

通訊電平

差分電壓

下行12V電壓

上行電流環(huán)

下行24V電壓

上行電流環(huán)

提高下行電壓有利于改善信號(hào)特性,提高負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。

總線最高電壓

5V

24V

35V

允許接入更高的線路電壓有利于更長線路的傳輸

長距通訊速率

1200

4800

4800

實(shí)際上C-MBUS也可提供9600的通訊速度。

接線方法

四線(含電源

二線(可供電)

二線(可供電)

與M-BUS一樣具備無極性二線通訊功能

是否具有極性

極性

無極性

無極性

與M-BUS一樣具備無極性供電訊功能

布線方式

串連

任意分支

任意分支

與M-BUS一樣具備任意分支功能,非常有利于現(xiàn)場的施工布線,優(yōu)勢非常明顯。

線纜要求

屏蔽雙絞線

普通RV1.5雙絞線

普通RV1.5雙絞線

與M-BUS一樣具備無極性雙絞線布線,與485相比節(jié)約大量的線材費(fèi)用,同樣在布線中接線方便,無錯(cuò)接可能。

結(jié)點(diǎn)供電能力

能,但功率小<0.65mA

能,功率大單個(gè)<4mA

MBUS與C-MBUS同樣具備結(jié)點(diǎn)供電能力,但C-BUS可以提供更大的驅(qū)動(dòng)能力,這對終端設(shè)備的設(shè)計(jì)提供的更廣泛的選擇空間,較大的供電能力可為系統(tǒng)提供更多功能。

芯片靜態(tài)電流損耗

2.4mA

0.8 mA

0.15 mA

這是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo),在總線大量掛接終端器時(shí),芯片靜態(tài)電流越低就可在總線上掛接更多的終端設(shè)備,并可保證總線末端壓降更小。

負(fù)載能力

<128

<256

<400

C-MBUS具備可驅(qū)動(dòng)更多結(jié)點(diǎn)的能力。

總線隔離裝置

有,復(fù)雜

有,簡單

在大量終端結(jié)點(diǎn)的應(yīng)用中,隔離裝置的應(yīng)用對系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及可維護(hù)性非常重要。

主站集中控制器

簡單

復(fù)雜

采用專用的CMT100芯片,結(jié)構(gòu)極其簡單

由于C-MBUS設(shè)計(jì)了專用的主站控制芯片,使原本需要大量模數(shù)電路搭建的主站電路設(shè)計(jì)顯得非常簡單,并一致性好。

電磁兼容性

C-MBUS在設(shè)計(jì)中充分考慮了芯片的EMI、EMC指標(biāo),對下接的CPU等電路有較好的電磁保護(hù)作用。




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