RS-485是工業控制、電力通訊、智能儀表等領域常用的通信接口,使用一對雙絞線進行差分傳輸,其中一根線定義為A,另一個定義為B,其理論通訊距離可達1200米。但現場通信環境往往是導致實際傳輸距離與理論傳輸距離差異較大的重要因素。RS-485通信距離影響因素主要有驅動芯片、線纜類型、線纜材質、通信速率、接線方式、環境干擾等。
盡管我們能通過選用高性能的驅動芯片、帶屏蔽的雙絞線、增加終端電阻及降低通信速率等方法,盡可能地延長RS-485的通信距離,但是這個距離一般也不會比理論值高出多少。那么這時候就需要使用其他方法來突破距離限制。要增加RS-485通信距離,可以通過增加中繼的方式來實現。中繼主要可以分為有線中繼和無線中繼兩種方式。
有線中繼
RS-485有線中繼器是一種可以將兩條RS-485總線連接的橋接設備,RS-485中繼器可以自動判斷橋接兩端總線狀態,實現橋接兩端收發狀態的自動切換,降低收發過程中的傳輸延遲。
RS-485中繼器可以有效地抑制閃電(LIGHTNING)和ESD,提供每線600W的雷擊浪涌保護功率,以及各種原因在線路上產生的浪涌電壓和瞬態過壓,并且極小的極間電容保證了RS-422/RS-485接口的高速傳輸,從而保護485總線的穩定性。
RS-485中繼器的隔離DC/DC模塊,可以將兩端的電源完全隔離。可以有效地將485總線相互隔離,防止共地干擾。
此外,使用RS-485中繼器可以適當減小每級傳輸線長度,從而提高傳輸速率。
無線中繼
無線中繼意味著在兩個RS-485設備之間進行的數據交互不再使用RS-485總線直接連接,而是使用一種無線設備將兩者連接起來。
使用無線數傳電臺作為RS-485無線中繼設備
無線數傳電臺作為一種通訊媒介,它提供某些特殊條件下專網中監控信號的實時、可靠的數據傳輸,具有成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網結構靈活以及覆蓋范圍遠等特點,適合點多而分散、地理環境復雜等場合,可與PLC、RTU、雨量計、液位計等數據終端相連接。
①使用LoRa方案的無線數傳電臺
通信距離遠:可以做到在100mW功率下5km的通信距離擴展,僅需兩臺收發設備就能實現4臺有線中繼才能達到的通信距離。
方便設備連接:由于電磁波的全方向性,設備的連接可以擺脫傳統有線設備連接方式,不必遵循串行連接的布線方式,一個主設備可以同時連接通信范圍內的所有設備,實現星型網絡連接。億佰特E95M-DTU(400SL22-485) 這款無線數傳電臺還支持無線中繼模式,可以實現多級中繼組網,有效擴展通信距離,實現超遠距離通信。
此外,通過LoRa調制無線通信方式,每一包數據完整接收后才會向485總線輸出數據,由于數據包的長短不一,以及無線通信距離等因素影響,每一包數據都存在不同程度的延遲。
②使用4G方案的無線數傳電臺
通信范圍廣:依托于4G網絡,可以實現入網即可用的狀態,在4G網絡廣泛覆蓋的城市和農村,可以實現超遠距離通信。
設備數據可監控:4G DTU在通信過程中需要將數據上傳到服務器中,再由服務器轉發給接收設備,通信數據可以記錄在服務器中,方便進行數據分析。
設備需聯網使用:因為依托于4G網絡,設備需要安裝在可以連接4G網絡的位置,不適合空曠無人的區域使用。
設備需要繳納入網費用:現有4G物聯網供應商會收取物聯網流量費,用戶需要繳納流量費才能使用設備的聯網功能。
綜上所述,我們可以通過選用高性能的驅動芯片、帶屏蔽的雙絞線、增加終端電阻、降低通信速率等方法來延長485的通信距離。若通信距離仍不理想,可以通過中繼方式來擴展485通信距離。
E95M-DTU(400SL22-xxx)具有多種傳輸方式,工作在(410.125MHz~493.125MHz)頻段(默認433MHz),電臺提供透明 RS485/RS232/TTL 接口,采用塑料殼體,導軌式安裝結構,支持8~28V(DC)寬電壓電壓輸入。LoRa擴頻技術將帶來更遠的通訊距離,且具抗干擾能力強的優勢。
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