RS-485多機通信的組網方式

武漢波仕電子有限公司　孫漢華　027-63905280

本文介紹了以波仕轉換器為代表的幾種RS-485多機通信的組網方式：總線式、菊花鏈式、星形、單環冗余型。用戶可以根據現場的串口設備的位置分布或者可靠性要求來選擇。通信軟件都是一樣的，與普通的RS-485總線多機通信一樣。

波仕RS-232/RS-485/RS-422轉換器都可將RS-232通信距離延長至1.2Km以上（9600bps時）。都可以用于PC機之間、PC機與單片機之間構成遠程多機通信網絡。

波仕的485TC和485TA轉換器外形都為DB-9/DB-9轉接盒大小，其中DB-9（孔座）一端直接插在9芯RS-232插座（針座）上。PC機RS-232串行口的DB-9芯連接器引腳分配如下：2-RXD(收),3-TXD(發),5–GND(地)。 產品均無需任何初始化設置！只用到RXD（收）、TXD（發）、GND（地）信號，加上獨有的內部零延時自動收發轉換技術，確保適合所有軟件！

RS-485為半雙工通信方式。RS-422為全雙工方式。485TC為全雙工半雙工通用型（圖1）。485TA為半雙工型（圖2）。均內置600W抗雷擊浪涌保護器。

圖1 波仕485TC

圖2 波仕485TA

最典型的RS-485多機通信就是總線式的通信（圖3）：所有RS-485節點全部掛在一對RS-485總線上。實際上還有一根GND地線。注意RS-485總線不能夠開叉、但是可以轉彎。

RS-422是全雙工通信方式，也就是說發送（Y、Z）與接收（A、B）是分開的，所以能夠同時收發。RS-422有時也稱為“全雙工的RS-485”，或者“RS-485的全雙工方式”。總線式的全雙工多機通信圖如圖4。注意不是所有的RS-422都支持全雙工多機通信的。波仕的485C系列轉換器是少有的能夠支持全雙工多機通信的、而且全雙工半雙工通用的轉換器。

圖4 典型的全雙工多機通信圖

這種菊花鏈式的多機通信方式（圖5）比較少見，但是卻有其獨特的優勢、也有其缺點。每個節點必須是全雙工的，每個節點只能夠接收上一個節點發送的數據、只能夠向下一個節點發送數據。如果要跨過一個節點傳輸數據，必須通過下一個節點轉發。如果有2個節點同時發送，菊花鏈式的網絡并不會鎖死。這一點優于總線式的網絡。

要實現RS-485的星形組網（如圖6），必須采用RS-485的集線器（HUB）。波仕的RS-485光隔1拖4口HUB（型號HUB4485G）用于組成RS-485星形網。HUB4485G還實現RS-485的上、下位機之間的光電隔離。

HUB4485G有1個上位機RS-485口和4個下位機RS-485口。 HUB4485G的下位機側的4個RS-485口可以分別接4路RS-485總線。

當4路下位機RS-485總線中有一個、二個甚至三個RS-485短路或者燒壞時，HUB4485G的上位機RS-485仍然可以與剩余的正常的RS-485總線通信。使用HUB4485G組網后，保證某一路或多路RS-485總線損壞后不影響其它總線的正常通信！

圖6

波仕還有1拖8路的RS-485集線器（HUB8485G）。HUB8485G的上位機可以是RS-485，也可以是RS-232，所以HUB8485G可以直接從PC機的RS-232口分出8路RS-485。

單環自愈的RS-485組網方式是由波仕電子在世界上首次提出。單環自愈的RS-485網大大增加了RS-485總線的通信可靠性。解決了RS-485總線斷線、接線接頭不牢等導致RS-485通信中斷的問題。

波仕的485D是一種具有單環自愈功能的1路RS-232到2路RS-485的轉換器。RS-485總線可以是直線或者曲線，但是不能繞成為環形。有了波仕485D轉換器將1路RS-232轉換成為2路RS-485的轉換功能后，RS-485的2路輸出開叉成了2路并在遠端閉合。這就是單環自愈的RS-485組網。如圖7所示。圖中雖然有兩根RS-485信號線（紅線A和蘭線B），但是它們實際上都是一個環路的RS-485信號，所以稱為單環。自愈的特性表現為：當RS-485信號線有斷線時，比如圖中的紅線A和蘭線B中有一根斷開甚至兩根都斷開時，任何一個下位機的RS-485的信號A仍然可以從沒有斷開部分的紅線連接到485D的A1或者A2、任何一個下位機的RS-485的信號B仍然可以從沒有斷開部分的蘭線連接到485D的B1或者B2。波仕的另外一款產品BM2485A也具有單環自愈的RS-485組網功能。

圖7 單環自愈的RS-485組網