物聯(lián)網(wǎng)(IoT)大大減少了人與人、或人與計(jì)算機(jī)交互的需求?,F(xiàn)在,物聯(lián)網(wǎng)可以幫助人們實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程工作。從偏遠(yuǎn)地區(qū)隔離的設(shè)備訪問(wèn)和收集信息,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸該數(shù)據(jù),這在各個(gè)行業(yè)中已司空見(jiàn)慣。但是,隨著連接設(shè)備數(shù)量的增加,出現(xiàn)了共同的挑戰(zhàn)。在工業(yè)環(huán)境中,例如制造業(yè)、能源生產(chǎn)和工業(yè)控制系統(tǒng),需要從使用標(biāo)準(zhǔn)RS485數(shù)據(jù)通信端口的設(shè)備傳輸數(shù)據(jù),例如智能電表。
智能電表記錄電能的產(chǎn)生和消耗,并允許電表與煤氣、水和電力設(shè)施的遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間進(jìn)行雙向通訊。全球有200多家制造商生產(chǎn)智能電表,這些電表多數(shù)是通過(guò)RS485數(shù)據(jù)通信端口傳輸數(shù)據(jù)的。
擁有太陽(yáng)能裝置和電池存儲(chǔ)設(shè)施的家庭和合作社被歸類為電池存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)商。當(dāng)他們使用安裝產(chǎn)生的電力時(shí),他們還可以使用存儲(chǔ)設(shè)備,通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備充電和放電來(lái)參與電力平衡市場(chǎng)。在這些情況下,安裝智能電表是打造智慧城市的必經(jīng)之路。訪問(wèn)和傳輸來(lái)自智能電表的數(shù)據(jù),是一種通過(guò)DTU實(shí)現(xiàn)的常見(jiàn)且流行的方法。當(dāng)智能電表部署在具有高速可靠的蜂窩覆蓋范圍的區(qū)域時(shí),這非常有用的。但是,當(dāng)智能表計(jì)需要安裝在地下室或地窖中,就會(huì)受到信號(hào)干擾。地下室的移動(dòng)信號(hào)通常不太理想,而以太網(wǎng)串口服務(wù)器設(shè)備是代替蜂窩網(wǎng)絡(luò)DTU設(shè)備的理想產(chǎn)品,服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)口從RS232/422/485串口的設(shè)備傳輸數(shù)據(jù),完成智能表計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸工作。
以太網(wǎng)(IEEE 802.3)是當(dāng)今使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,它也是串口通信標(biāo)準(zhǔn)。RS232/422/485串口中使用最多的是RS485串口,問(wèn)題來(lái)了,為什么RS485沒(méi)有被以太網(wǎng)取代呢?
將RS485與以太網(wǎng)進(jìn)行比較時(shí),它們都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。RS485的主要缺點(diǎn)是通信速度有限,最高只能達(dá)到10Mb。RS485設(shè)計(jì)用于主/從拓?fù)?。在此系統(tǒng)中,主節(jié)點(diǎn)輪詢每個(gè)從節(jié)點(diǎn),等待響應(yīng),然后輪詢下一個(gè)從節(jié)點(diǎn)。這樣可以避免數(shù)據(jù)包沖突,從而實(shí)現(xiàn)確定性行為。但是,以太網(wǎng)沒(méi)有內(nèi)置方法來(lái)避免數(shù)據(jù)包沖突。對(duì)于我們來(lái)說(shuō),在過(guò)程控制或機(jī)器人控制之類的應(yīng)用中,確定性行為是強(qiáng)制性的,而通信速度通常足夠高。以較低的速度進(jìn)行通訊,還具有對(duì)工業(yè)環(huán)境中存在的噪聲有更強(qiáng)的抵抗力優(yōu)勢(shì)。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錄Q定了設(shè)備連接在一起的方式。下圖顯示了一些常見(jiàn)的拓?fù)?。在這些可能性中,用于RS485的最佳網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫蔷栈ㄦ?或線路),因?yàn)樵撏負(fù)鋵?duì)信號(hào)完整性的影響最小??梢允褂每偩€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(使用存根的骨干),但是隨著每個(gè)存根的長(zhǎng)度增加,由于通信線上的信號(hào)失真,可以傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)速率將降低。
RS485使用雙絞線電纜有助于減少電磁干擾。雙絞線允許線上的噪聲在兩條線上相等。噪聲仍然存在,但是因?yàn)榻邮掌髦塾趦蓚€(gè)信號(hào)之間的差異,所以該差異不受噪聲的影響,因此接收器可以在最后準(zhǔn)確地重建原始信號(hào)。