485

廣泛用於工礦、交通運輸等企業作為稱重計量設備的電子汽車衡在數據處理等功能上的落後現狀，對SCS系列全電子汽車衡顯示儀表(XK3122豪華雙顯示稱重儀)的數據通信接口進行測試和分析研究，提出一種基於微機RS232串行通信接口的稱重數據採集方法，進一步結合RS422/RS485串行數據通信接口標準與特點實現了遠程數據採集並在實際運用中得到驗證，具有一定的推廣價值。 ^[1] 

典型的串行通信標準是RS232和RS485，它們定義了電壓，阻抗等，但不對軟件協議給予定義，區別於RS232， RS485的特性包括：

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的數據最高傳輸速率為10Mbps 。

3、 RS-485接口是採用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。

4、RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺（約1219米），實際上可達 3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力，這樣用户可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。應用RS-485 可以聯網構成分佈式系統。RS-485的‘’節點數‘’主要是依‘’接收器輸入阻抗‘’而定。

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點就使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網絡一般只需二根連線，所以RS485接口均採用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485接口連接器採用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口採用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485採用DB-9（針）。

串口協議只是定義了傳輸的電壓，阻抗等，編程方式和普通的串口編程一樣。 ^[1] 

RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數據信號採用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B。通常情況下，發送驅動器A、B之間的正電平在+2~+6V，是一個邏輯狀態，負電平在-2V~6V，是另一個邏輯狀態。另有一個信號地C，在RS-485中還有一‘’使能‘’端，而在RS-422中這是可用可不用的。‘’使能‘’端是用於控制發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當‘’使能‘’端起作用時，發送驅動器處於高阻狀態，稱作‘’第三態‘’，即它是有別於邏輯‘’1‘’與‘’0‘’的第三態。

由於接收器採用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點，最多可接10個節點。即一個主設備（Master），其餘為從設備（Slave），從設備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。RS-422四線接口由於採用單獨的發送和接收通道，因此不必控制數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線）實現。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mbps。RS-422需要一終端電阻，要求其阻值約等於傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時可不需終端電阻，即一般在300米以下不需終端電阻。終端電阻接在傳輸電纜的最遠端。

由於RS-485是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終端電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通信。而採用四線連接時，與RS-422一樣只能實現點對多的通信，即只能有一個主（Master）設備，其餘為從設備，但它比RS-422有改進， 無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。

RS-485總線，在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛採用RS-485 串行總線標準。RS-485採用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485採用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處於發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用於多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分佈式系統，其允許最多並聯32台驅動器和32台接收器。 RS-485與RS-422的不同還在於其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間;RS-485滿足所有RS-422的規範，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網絡中應用。RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mbps。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。RS-485需要2個終端電阻，其阻值要求等於傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時可不需終端電阻，即一般在300米以下不需終端電阻。終端電阻接在傳輸總線的兩端。

RS-422可支持10個節點，RS-485支持32個節點，因此多節點構成網絡。網絡拓撲一般採用終端匹配的總線型結構，不支持環形或星形網絡。在構建網絡時，應注意如下幾點：

* 採用一條雙絞線電纜作總線，將各個節點串接起來，從總線到每個節點的引出線長度應儘量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。

* 應注意總線特性阻抗的連續性，在阻抗不連續點就會發生信號的反射。下列幾種情況易產生這種不連續性：總線的不同區段採用了不同電纜，或某一段總線上有過多收發器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線。

總之，應該提供一條單一、連續的信號通道作為總線。 ^[1] 

瞭解了串口的協議，而日常工作中接觸最多的是實際的一些設備的外部接口，如何從外形上就知道它是那種接口呢？製作線纜各針腳如何定義？知道了串口RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件、電纜或協議，在此基礎上用户可以建立自己的高層通信協議。從實際工作中碰到的使用最多的插口有三種DB9 DB25 RJ45，三種插口插件都可以用作串口插口插件，也可以通過線纜進行插口之間的轉換。就三種插口的針腳定義分別説明，三個插口之間的轉換也只要按照插口定義的線纜跳接即可。

圖4(5張)

* DB9（9腳插口插座），如圖4.9針串口功能如表。

* DB25（25腳插口插座），25針串口功能。

* 還有一種插口是RJ45，比如湖北台使用的品尼高mss1600、mss700視頻服務器的編解碼板控制口都為串口，插口是RJ45的，而播控機的串口插口是DB9，因此就需要使用轉換線纜。

RS485 半雙工接法為：RX+ 和TX+ 並聯為Data+；RX- 和TX- 並聯為Data-。RS485 全雙工/RS422 接法為：FULL 和GND 短接；信號線為RX+，TX+，RX-，TX-，可根據需要連接GND。 ^[1] 

給出了一種通用RS232-RS485串口通信轉換器的硬件結構和程序實現。介紹了該轉換器在電路測試技術課程電子實驗報告中的應用實例。 ^[2] 

在多機通信中，最重要的是保證通信有條不紊地進行，因此需要嚴格的通信協議和完善的通信軟件。RS-485方式構成的多機通信系統採用主從式結構：主機控制多個從機，作為從機的單片機不主動發送命令或數據，一切都由主機單片機控制；並且在一個多機系統中，只有一台主機，各台從機之間不能相互通信，即使有信息交換也必須通過主機轉發。採用RS-485構成的多機通信系統原理。

在總線末端接一個匹配電阻，吸收總線上的反射信號，使得正常傳輸信號無毛刺。匹配電阻的取值應該與總線的特性阻抗相當。在總線上沒有信號傳輸時，總線處於懸浮狀態，容易受干擾信號的影響。將總線上的差分信號的正端A+和負端B-之間接一個10K的電阻；負端B-和地間接一個10K的電阻，形成一個電阻網路。當總線上沒有信號傳輸時，正端A+的電平大約為3.2V，負端B-的電平大約為1.6V，即使有干擾信號，也很難產生串行通信的起始信號0，從而增加了總線抗干擾的能力。

多機通信基本框圖

在多機通信中，每台從機均分配有一個從機地址，主機與從機之間進行串行通信時，通常是主機先呼叫某從機地址，喚醒被叫從機後，主、從兩機之間進行數據交換。而未被呼叫的從機則繼續進行各自的工作。

一次完整的通信過程分為3個階段：主機詢問、從機應答和鏈路釋放。主機詢問階段，主機以幀的形式將從機地址碼、命令、數據和校驗碼傳送到指定從機；從機應答階段，從機解釋接收的命令碼，並組織相應幀信息回送到主機；鏈路釋放階段，從機清除接收緩衝區及相關變量，準備與主機下次通信。任何一次完整的通信過程都是由主機方發起的，從機在被主機尋址前只能處於偵聽狀態，從機在接收到地址碼的第2個字節後，立即判斷是否尋址自己，如果是．繼續接受下面的數據，否則不與理睬。 ^[2] 

485總線由於其佈線簡單，穩定可靠從而廣泛的應用於視頻監控，門禁對講，樓宇報警等各個領域中，但是，在485總線佈線過程中由於有很多不完全準確的概念導致出現很多問題。將一些錯誤的觀念作出一些澄清。

485信號線不可以和電源線一同走線。在實際施工當中，由於走線都是通過管線走的，施工方有的時候為了圖方便，直接將485信號線和電源線綁在一起，由於強電具有強烈的電磁信號對弱電進行干擾，從而導致485信號不穩定，導致通信不穩定。

485信號線可以使用屏蔽線作為佈線，也可以使用非屏蔽線作為佈線。由於485信號是利用差模傳輸的，即由485+與485-的電壓差來作為信號傳輸。如果外部有一個干擾源對其進行干擾，使用雙絞線進行485信號傳輸的時候，由於其雙絞，干擾對於485+，485-的干擾效果都是一樣的，那電壓差依然是不變的，對於485信號的干擾縮到了最小。同樣的道理，如果有屏蔽線起到屏蔽作用的話，外部干擾源對於其的干擾影響也可以儘可能的縮小。

選擇使用普通的超五類屏蔽雙絞線即網線就可以。由於原材料價格上漲，導致市場上的線材魚龍混雜，有不良商人利用某種合金來頂替銅絲來做網線，在外面鍍銅以矇混客户。具體區別方法：看網線截面，如果是銅色的話，就是銅絲，如為白色，則是用合金以次充好。合金一般比較脆，容易斷，而且導電性遠不如銅絲，很容易在工程施工中造成問題。線材一般那建議選擇標準的485線，其為屏蔽雙絞線，傳輸線不是像網線那樣為單股的銅絲，而是多股銅絲絞在一起形成一根線，從而即使某根小銅絲斷掉，也不會影響整個的使用。

485佈線藉助485集線器和485中繼器可以任意佈設成星型接線與樹形接線。485佈線規範是必須要手牽手的佈線，一旦沒有藉助485集線器和485中繼器直接佈設成星型連接和樹形連接，很容易造成信號反射導致總線不穩定。很多施工方在485佈線過程中，使用了星型接線和樹形接線，有的時候整個系統非常穩定，但是有的時候則總是出現問題，又很難查找原因，一般都是由於不規範佈線所引起的。

485總線必須要接地。在很多技術文檔中，都提到485總線必須要接地，但是沒有詳細的提出如何接地。嚴格的説，485總線必須要單點可靠接地。單點就是整個485總線上只能是有一個點接地，不能多點接地，因為將其接地是因為要將地線（一般都是屏蔽線作地線）上的電壓保持一致，防止共模干擾，如果多點接地適得其反。可靠接地時整個485線路的地線必須要有良好的接觸，從而保證電壓一致，因為在實際施工中，為了接線方便，將線剪成多段再連接，但是沒有將屏蔽線作良好的連接，從而使得其地線分成了多段，電壓不能保持一致，導致共模干擾。 ^[2] 

串口的擴展，知道一般一台計算機有兩個串口，而對於一台播控計算機需要控制的設備遠遠不止兩台設備，我們需要同時控制視頻服務器，錄像機、切換台、字幕機等各種設備。所以就需要對串口進行擴展，可以使用串口擴展卡對串口進行擴展。 ^[2] 

RS-232：用於與調制解調器、打印機及其它PC外設之間的通信。最大電纜長度為100英尺(典型值)。

RS-422：適用於單主機(驅動器)工業環境。典型應用包括：過程自動化(化工、釀造、造紙)、工廠自動化(汽車製造、金屬加工)、HVAC、安防、電機控制、運動控制等。

RS-485：適用於多主機/驅動器工業環境。其典型應用與RS-422相似，包括：過程自動化(化工、釀造、造紙)、工廠自動化(汽車製造、金屬加工)、HVAC、安防、電機控制、運動控制。

知道串口RS232有效傳輸距離為15米。我們播控中使用的錄像機如DVCPRO、IMX控制接口有RS232、RS422多個接口供選擇，如果使用pin9則為RS422接口，視頻服務器編解碼口控制都是RS422接口，只是插口為RJ45不是DB9的，需要轉換線纜進行轉換。因此我們在控制中根據以上特性可以靈活使用，我們由於主備控制切換的需要，以及距離的考慮統一選用RS422倒換開關進行倒換，控制RS422倒換開關的為RS232控制接口，這個直接由播控機本身的COM口來控制倒換開關進行倒換，其他控制錄像機、切換台、視

頻服務器編解碼卡使用MOXA卡擴展的RS422接口進入RS422倒換開關進行倒換。

整個系統中只有RS422倒換開口控制是播控機的COM（RS232）口控制，其他都是MOXA卡擴展的RS422接口，由於應急開關需要RS232所以在應急開關前面加了一個RS422轉RS232的轉換器。通過控制線播控機可以及時發出播控指令，也可以隨時讀取錄像機、切換台、還有視頻服務器的狀態。以上只是播控機房的系統控制圖。上載、總控機房的系統控制大致和這相同。

RS422總線、RS485和RS422電路原理基本相同，都是以差動方式發送和接受，不需要數字地線。差動工作是同速率條件下傳輸距離遠的根本原因，這正是二者與RS232的根本區別，因為RS232是單端輸入輸出，雙工工作時至少需要數字地線、發送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。

計算機控制在廣電播控系統中運用會越來越廣泛，而且隨着計算機技術的不斷髮展，智能化也會不斷提高，系統也會更加龐大，這就要求我們能更深入瞭解計算機的基礎理論，這樣才能更深入的瞭解系統，維護系統，保證系統的安全穩定運行，更好的保障安全播出。

門禁系統又稱出入管理控制系統，專門用於控制和管理相關人員進出相應區域的數字化管理系統。對於辦公區域而言，相關人員對於相應的區域的進出權限應該是有一定限制的，比如財務室，總裁辦公室之類的區域就是普通員工不能隨意進出的，而高層管理人員能有相應的授權進入相應的區域。傳統的門鎖是不能完全滿足這些要求的，並且由於工作人員具有一定的流動性，不能杜絕有人私配鑰匙從而導致泄密等問題。而門禁系統通過門禁管理軟件對相應卡片進行相應的授權就可以實現這些功能，如果人員有流動，可以通過收回卡片或者取消授權控制管理相關人員的進入。

門禁系統所使用的通信線路有很多選擇，有使用RS-232串口直接與電腦連接的，也有使用RS-485總線作為數據通信線路的，還有使用TCP/IP網絡作為數據通信線路的，RS-485總線由於使用簡單，方便易用得到了廣泛的應用。

市場上的RS-232轉RS-485的轉換器，無源與有源兩種

無源一般只是轉換，有源的轉換器除了實現232和485的轉換，還能保證兩者之間電氣隔離！因為485的線路往往比較長，線路上有干擾，採取隔離措施後即使485線路上有干擾也不會影響232這邊。 ^[2] 

RS422-RS232通信接口轉換裝置，涉及通信技術。實用新型所要解決的技術問題是，提供一種RS422-RS232通信接口轉換裝置，具有較好的抗干擾特性。採用的技術方案是，RS422-RS232通信接口轉換裝置，其特徵在於，由RS232接口、中繼單元和RS422接口串聯構成。 ^[3] 

RS-232-C是美國電子工業協會EIA(Electronic Industry Association)制定的一種串行物理接口標準。RS是英文‘’推薦標準‘’的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。RS-232-C總線標準設有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道。

在多數情況下主要使用主通道，對於一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現，如一條發送線、一條接收線及一條地線。

RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、115200波特。

RS-232-C標準規定，驅動器允許有2500pF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，採用150pF/m的通信電纜時，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用於20m以內的通信。 ^[3] 

RS422總線，RS485和RS422電路原理基本相同，都是以差動方式發送和接受，不需要數字地線。

RS422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發互不影響，而RS485只能半雙工工作，發收不能同時進行，但它只需要一對雙絞線。

RS422和RS485在19Kbps的速率下能傳輸1200米。用新型收發器線路上可連接台設備。

串行通信接口標準經過使用和發展，已經有幾種。但都是在RS-232標準的基礎上經過改進而形成的。所以，以RS-232C為主來討論。RS-323C標準是美國EIA（數據傳輸速率在0～20000b/s範圍內的通信。這個標準對串行通信接口的有關問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規定。由於通行設備廠商都生產與RS-232C制式兼容的通信設備，因此，它作為一種標準，已在微機通信接口中廣泛採用。

在討論RS-232C接口標準的內容之前，先説明兩點：

首先，RS-232-C標準最初是遠程通信連接數據終端設備DTE(Data Terminal Equipment)與數據通信設備DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此這個標準的制定，並未考慮計算機系統的應用要求。但它又廣泛地被借來用於計算機（更準確的説，是計算機接口）與終端或外設之間的近端連接標準。顯然，這個標準的有些規定及和計算機系統是不一致的，甚至是相矛盾的。有了對這種背景的瞭解，對RS-232C標準與計算機不兼容的地方就不難理解了。

其次，RS-232C標準中所提到的‘’發送‘’和‘’接收‘’，都是站在DTE立場上，而不是站在DCE的立場來定義的。由於在計算機系統中，往往是CPU和I/O設備之間傳送信息，兩者都是DTE，因此雙方都能發送和接收。 ^[3]