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RS-232和RS-485信號超長距離通信解決方案
武漢波仕電子有限公司
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RS-232和RS-485信號超長距離通信解決方案
  串行通信接口標準經過使用和發展,目前已經有幾種。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(電子工業聯合會)與BELL等公司一起開發的1969年公布的通信協議。它適合于數據傳輸速率在0~20000b/s范圍內的通信。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。由于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,目前已在微機通信接口中廣泛采用。
  在AT機及以后,不支持20mA電流環接口,使用DB-9連接器,作為提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個串行接口的連接器。它只提供異步通信的9個信號。DB-25型連接器的引腳分配與DB-25型引腳信號完全不同。因此,若與配接DB-25型連接器的DCE設備連接,必須使用專門的電纜線。
  電纜長度:在通信速率低于20kb/s時,RS-232C所直接連接的最大物理距離為15m(50英尺)。最大直接傳輸距離說明:RS-232C標準規定,若不使用MODEM,在碼元畸變小于4%的情況下,DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m(50英尺)。可見這個最大的距離是在碼元畸變小于4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小于4%的要求,接口標準在電氣特性中規定,驅動器的負載電容應小于2500pF。
  由于RS-232規范出現的時間比較早,盡管這種標準現在仍然普遍應用在工業自動化、安放監控、數據采集、等等諸多的領域,但它先天的缺陷卻也非常明顯,那就是它的電氣標準的限制,導致RS-232信號不能進行長距離的通信,另外一個缺陷就是RS-232接口很容易因為浪涌、回路電壓等因素導致接口芯片的損壞。基于這個現狀,波士電子已經開發出RS-232的光隔遠程收發器,這種產品能滿足RS-232在1000米左右的信號全雙工點對點(Point to Point)通信,而且兩端互相光電隔離。波士電子還有各種RS-232/RS-485轉換器也可以延長RS-232的通信距離,其中增強型的485A、485C型號的轉換器最遠可以延長1800米。
  但是這種方案還有不完美之處,那就是以雙絞線作為通信線纜介質條件下,無法完成更遠距離的通信。更遠距離的通信,比如2000米以上,只能靠昂貴的光纖通信來解決這個需要,但這個方案明顯存在著布線昂貴,接口設備通常價格也比較高的問題。靠RS-485中繼器雖然也能夠繼續延長RS-485的距離,缺點在于長距離通信的野外對中繼器供電很不方便,另外中繼器也不適合多次級連。
  波士電子根據客戶的需求,現在提供了一個RS-232或RS-485在以雙絞線作為通信介質,半雙工通信、低速率模式下,可以將RS-232或RS-485信號傳送10公里以內的解決方案,產品名稱為CAN232G的RS-232光隔超遠程驅動器以及產品名稱為CAN485G的RS-485光隔超遠程驅動器。
此方案不僅可以解決RS-232/RS-485點對點通信,而且還可以組成帶有節點的總線制結構,此種通信方式和通常的RS-485總線類似,在網絡中每個掛有型號為CAN232G的RS-232光隔超遠程驅動器的RS-232接口設備,或者掛接波士電子生產的型號為CAN485G的 RS-485光隔超遠程驅動器的RS-485設備,均可與上位主控計算機以輪詢的方式通信。

  為保證網絡的安全性,波士電子提供的型號為CAN232G的RS-232光隔超遠程驅動器和型號為CAN485G的RS-485光隔超遠程驅動器為工業級標準設計,不僅僅是信號的光電隔離,而且電源也是DC-DC隔離轉換,并帶有抗雷擊元器件用以做突波保護。
  CAN232G和 CAN485G的光隔超遠程驅動器, 其核心原理就是將RS-232或是RS-485電平轉換成為CAN(Controller Area Network)總線電平,遠端的CAN232G-或CAN485G再將CAN電平轉換成為RS-232電平或RS-485電平,從而完成了RS-232或RS-485信號的超遠距離傳輸。
因為眾所周知,CAN總線具有突出的可靠性、實時性和靈活性。CAN總線通過CAN控制器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連,而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態,CANL端只能是低電平或懸浮狀態。這就保證不會出現象在RS-485網絡中,當系統有錯誤,出現多節點同時向總線發送數據時,導致總線呈現短路,從而損壞某些節點的現象。而且CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能,以使總線上其他節點的操作不受影響,從而保證不會出現象在網絡中,因個別節點出現問題,使得總線處于“死鎖”狀態。所以采用這種方式來解決RS-232/485超遠距離的通信,不失為一種穩定、可靠而且經濟的解決方案。
   在RS-232超遠程的解決方案中,由于其產品性能的穩定可靠,已大量被國內軍工單位所采用,在實際應用中表現出色。
 

 

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