RS485、232、MBUS介绍.doc

1、RS485、M-BUS 、C-MBUS 性能对比一、RS-232-C 接口介绍 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C 接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在 1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备（DTE

2、）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口技术标准” 该标准规定采用一个 25 个脚的 DB25 连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。1）接口的信号内容 实际上 RS-232-C 的 25 条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用 3-9 条引线。RS-232-C 最常用的 9 条引线的信号内容见附表2 ）接口的电气特性 在 RS-232-C 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻 辑“1”，-5 -15V；逻辑“0” +5 +15V 。噪声容限为 2V。即 要求接收器能识别低至+3V 的信号作为逻辑“0”，高到-3V

3、 的信号 作为逻辑“1” 附表 1 引脚序号 信号名称 符号 流向 功能2 发送数据 TXD DTEDCE DTE 发送串行数据3 接收数据 RXD DTEDCE DTE 接收串行数据 4 请求发送 RTS DTEDCE DTE 请求 DCE 将线路切换到发送方式5 允许发送 CTS DTEDCE DCE 告诉 DTE 线路已接通可以发送数据 6 数据设备准备好 DSR DTEDCE DCE 准备好 7 信号地 信号公共地 8 载波检测 DCD DTEDCE 表示 DCE接收到远程载波20 数据终端准备好 DTR DTEDCE DTE 准备好 22 振铃指示 RI DTEDCE 表示 DCE

4、与线路接通,出现振铃3) 接口的物理结构 RS-232-C 接口连接器一般使用型号为 DB-25 的 25 芯插头座, 通常插头在 DCE 端,插座在 DTE 端. 一些设备与 PC 机连接的 RS-232-C 接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“ 信号地 ”。所以采用 DB-9 的 9 芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。4）传输电缆长度 由 RS-232C 标准规定在码元畸变小于 4%的情况下，传输电缆长度应为 50 英尺，其实这个 4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有 99%的用户是按码元畸变 10-20%的范围工作的，所以实际使用中最

5、大距离会远超过 50 英尺二、RS-485 介绍由于 RS-232-C 接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：1） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与 TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与 TTL 电路连接。2） 传输速率较低，在异步传输时，波特率为 20Kbps。3） 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。4） 传输距离有限，最大传输距离标准值为 50 英尺，实际上也只能 用在 50 米左右。针对 RS-232-C 的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485 就是其中之一，

6、它具有以下特点：1. RS-485 的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（26 ） V 表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（26 ）V 表示。接口信号电平比 RS-232-C 降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与 TTL 电平兼容，可方便与 TTL 电路连接。2. RS-485 的数据最高传输速率为 10Mbps 3. RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。4. RS-485 接口的最大传输距离标准值为 4000 英尺，实际上可达 3000 米，另外 RS-232-C 接口在总线上只允许连接 1 个收发器， 即单站能力。而

7、RS-485 接口在总线上是允许连接多达 128 个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的 RS-485 接口方便地建立起设备网络。因 RS-485 接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为 RS485 接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485 接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485 接口连接器采用 DB-9 的 9 芯插头座，与智能终端 RS485 接口采用 DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口 RS485 采用 DB-9（针）。5. 采用 RS485 接口时，传输电缆的长度如何考虑？在使用 RS485 接口时，对于特

8、定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的三、M-BUS 介绍M-Bus 是 欧 洲 标 准 的 2 线 总 线 , 主 要 用 于 消 耗 测 量 仪 器 . M-Bus 在 建 筑 物 和 工 业能 源 消 耗 数 据 采 集 有 多 方 面 的 应 用 . 功 能M-Bus 是 一 种 专 门 为 消 耗 测 量 仪 器 和 计 数 器 传 送 信 息 的 数 据 总 线 设 计 的 . 它 的 信 息 传 送 量 是 专 门 为 满 足 其 应

9、 用 而 限 定 好 的 . 它 具 有 使 用 价 格 低 廉 的 电 缆 而能 够 长 距 离 传 送 的 特 点 . M-Bus 对 每 个 询 问 的 反 应 时 间 为 0,1 至 0,5 秒 , 这 对 于 它 要完 成 的 任 务 来 说 是 完 全 足 够 的 了 . M-Bus 不 会 被 其 他 数 据 总 线 取 代 , 相 反 它 是 用 于 传 送 计 数 器 读 数 最 安 全 和 价 廉 的 . 这 已 经 在 实 际 应 用 上 得 到 证 实 : 能 够 适 应 电 网 电 压 起 伏 不 定 的 波 动 . M-BUS 的 原 理M-Bus 的 工 作 原

10、理 就 象 保 龄 球 游 戏 一 样 , 只 有 在 计 算 中 心 发 出 询 问 的 情 况 下 , 才能 够 在 附 有 MESSDAS 软 件 计 算 中 心 和 计 数 器 之 间 执 行 数 据 交 换 . 也 就 是 说 , 各 个终 端 在 计 算 中 心 发 出 指 令 后 才 能 够 提 供 数 据 . 从 M-Bus 物 理 角 度 来 看 各 终 端 之 间 是 不会 产 生 数 据 交 换 的 . M-Bus 的 电 子 传 送 规 则 从 计 算 中 心 到 终 端 计 算 中 心 发 送 经 过 改 变 的 M-Bus 电 压 到 终 端因 为 计 算 中 心

11、在 数 据 交 换 过 程 中 没 有 “中 断 “ M-Bus 电 压 , 所 以 它 可 以 不 断 为 终端 提 供 M-Bus 电 压 的 电 源 .TI 公 司 研 制 的 接 口 模 块 TSS 721 可 以 使 终 端 在 获 得 M-Bus 电 压 时 将 终 端 内 部 的 电 池 关 闭 , 所 以 在 计 算 中 心 工 作 的 情 况 下 , 可 提 供 M-Bus 电压 , 即 使 终 端 没 有 内 部 电 池 , 系 统 同 样 可 以 运 行 .在 电 池 中 断 和 M-Bus 关 闭 的 情 况 下会 出 现 数 据 停 止 的 结 果 .从 终 端 到

12、计 算 中 心 终 端 随 它 的 电 流 消 耗 而 反 馈 信 息 直 流 电 电 流 1,5 mA 脉 冲 电 流 = 直 流 电 电 流 + 11-20 mA 电 流 调 制 可 确 保 高 抗 干 扰 力终 端 由 于 电 消 耗 增 大 而 反 馈 数 据 , 两 个 终 端 是 不 会 互 相 交 换 数 据 的 , 只 有 提 供 电源 的 计 算 中 心 ,可 以 确 定 电 消 耗 增 大 .M-Bus 协 议 M-Bus 协 议 是 以 IEC 870 协 议 为 基 础 的 (这 个 协 议 是 远 程 通 讯 标 准 协 议 ). IEC 870 协 议 旷 展 部

13、分 的 详 细 解 释 在 DIN EN 1434-3 中 可 以 找 到 .M-Bus 协 议 和 电 报 的 区 别 在 于 固 定 的 长 度 和 变 化 的 长 度 . 电 报 和 M-Bus 的 详 细解 释 分 别 在 DIN EN 1434-3 和 M-Bus 使 用 说 明 .M-Bus 传 送 数 据 距 离M-Bus 传 送 数 据 距 离 和 以 下 因 素 有 关 :网 络 分 布 线 路 情 况 电 缆 长 度 和 截 面 积 传 送 速 度 终 端 的 数 量 可 以 通 过 调 整 作 为互 感 器 的 数 字 远 程 控 制 器 而 提 高 M-Bus 特 性

14、3.4.1 传 送 速 度 传 送 速 度 为 300 至 9600 Baud， 数 据 交 换 时 耗 为 0,1 至 0,5 秒3.4.2 安 装 注 意 事 项 铺 设 M-Bus 系 统 的 电 缆 无 需 按 固 定 线 路 ， 不 要 超 过 电 缆 最 长 标 准 ， M-Bus 具 有防 接 错 功 能 ， 每 一 个 数 字 远 程 控 制 器 可 同 时 为 250 个 终 端 服 务 ， 可 利 用 工 业 区 的 建 筑内 现 有 的 双 缆 电 缆 作 为 传 送 载 体由 于 使 用 了 电 话 线 , 使 安 装 费 用 非 常 低 四 、 几 种 总 线 行 呢

15、 个 比 较 .比较项目RS485（75LBC184）M-BUS（ TI721）C-MBUS（ CMT001）优势比较通讯距离（ m）1200 1000 不小于 2000 内部优化的输出控制能力，使芯片具有更远的通讯距离。通讯电平 差分电压下行 12V电压上行电流环下行 24V 电压上行电流环提高下行电压有利于改善信号特性，提高负载驱动能力。总线最高电压 5V 24V 35V允许接入更高的线路电压有利于更长线路的传输长距通讯速率 1200 4800 4800 实际上 C-MBUS 也可提供 9600 的通讯速度。接线方法四线（含电源）二线（可供电）二线（可供电） 与 M-BUS 一样具备无极性

16、二线通讯功能是否具有极性 极性 无极性 无极性 与 M-BUS 一样具备无极性供电讯功能布线方式 串连 任意分支 任意分支 与 M-BUS 一样具备任意分支功能，非常有利于现场的施工布线，优势非常明显。线缆要求 屏蔽双 绞线 普通 RV1.5 双绞线 普通 RV1.5双绞线与 M-BUS 一样具备无极性双绞线布线，与 485 相比节约大量的线材费用，同样在布线中接线方便，无错接可能。结点供电能力 否能，但功率小0.65mA能，功率大单个4mAMBUS 与 C-MBUS 同样具备结点供电能力，但C-BUS 可以提供更大的驱动能力，这对终端设备的设计提供的更广泛的选择空间，较大的供电能力可为系统提

17、供更多功能。芯片静态 2.4mA 0.8 mA 0.15 mA 这是一项非常重要的指标，在总线大量挂接终电流损耗 端器时，芯片静态电流越低就可在总线上挂接更多的终端设备，并可保证总线末端压降更小。负载能力 128 256 400 C-MBUS 具备可驱动更多结点的能力。总线隔离装置 无 有，复杂 有，简单在大量终端结点的应用中，隔离装置的应用对系统的稳定运行及可维护性非常重要。主站集中控制器 简单 复杂采用专用的 CMT100 芯片，结构极其简单由于 C-MBUS 设计了专用的主站控制芯片，使原本需要大量模数电路搭建的主站电路设计显得非常简单，并一致性好。电磁兼容性 差 好 好C-MBUS 在设计中充分考虑了芯片的 EMI、EMC 指标，对下接的 CPU 等电路有较好的电磁保护作用。