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Explicación detallada del conocimiento de RS485 y el principio de conversión de señales RS485 a Ethernet


 

Tabla de contenido:

Los datos durante la transmisión 485 tienen tres estados

principio de funcionamiento

Modo operativo

Características del repetidor RS485

Cómo evitar un estado incierto en el bus RS485?

Uso práctico de la conversión de señal RS485 a Ethernet

 

 

 

RS-485 también es una interfaz de comunicación serie común. Admite transmisión multipunto y de larga distancia, utilizando el método de comunicación semidúplex. Aumenta la cantidad de dispositivos y define las características eléctricas bajo la cantidad máxima de dispositivos para garantizar un voltaje de señal suficiente. RS-485 utiliza transmisión balanceada y recepción diferencial, con alta velocidad de transmisión de datos, buena capacidad antiinterferente, excelente inmunidad al ruido y capacidad multidispositivo. La señal se puede transmitir a miles de metros, lo que compensa el problema de la corta distancia de comunicación. de RS-232.

Además, el transceptor de bus tiene una alta sensibilidad y puede detectar voltajes tan bajos como 200 mV, por lo que la señal transmitida se puede recuperar a miles de metros de distancia.

 

RS-485 utiliza el modo de trabajo semidúplex y solo un punto puede estar en estado de envío en cualquier momento, por lo que el circuito de envío debe ser controlado por la señal de habilitación. La señal RS485 a señal Ethernet, es decir, el equipo de servidor de puerto serie, se utiliza en escenarios industriales, de seguridad, de lectura remota de medidores y otros.Su función de conversión de señal se utiliza para realizar la conversión de señal y mejorar la red.

   

 

Necesitamos comprender el principio de funcionamiento y las características de la señal del bus 485. Según el estándar RS-485, el bus 485 transmite señales diferenciales a través de dos líneas (A y B) y se determina si el bit de datos actual es 0 o 1 en función de la diferencia de voltaje entre las dos líneas.

 

 

Los datos durante la transmisión 485 tienen tres estados:

 

1. Cuando la diferencia de voltaje entre A y B VAB = UA-UB es mayor que +200 mV, la salida lógica del transceptor 485 es 1;

 

2. Cuando la diferencia de voltaje entre A y B VAB = UA-UB es inferior a -200 mV, la lógica de salida del transceptor 485 es 0;

 

3. Cuando la diferencia de voltaje entre A y B VAB = UA-UB está entre -200 mV ~ +200 mV, el transceptor 485 puede generar un nivel alto o bajo, lo cual es un estado incierto.

 

Comunicación RS485, RS485

 

principio de funcionamiento

 

RS485 a Ethernet proporciona la función de puerto serie a red, que puede convertir el puerto serie RS485 en una interfaz de red TCP/IP y realizar una transmisión transparente bidireccional de datos entre el puerto serie RS485 y la interfaz de red TCP/IP. El dispositivo de puerto serie puede tener inmediatamente la función de interfaz de red TCP/IP, conectarse a la red para comunicación de datos y extender la distancia de comunicación del dispositivo de puerto serie.

 

La interfaz RS485 es un modo de comunicación de datos semidúplex. La red semidúplex compuesta por la interfaz generalmente se usa con dos cables y a menudo se usa transmisión de par trenzado blindado. Este método de cableado es una topología de bus en el mismo bus. Se pueden conectar hasta 32 nodos. RS485 utiliza un host con múltiples esclavos en la red de comunicación. En la mayoría de los casos, cuando se conecta a la comunicación RS485, simplemente utiliza un par de pares trenzados simples para conectar los extremos "A" y "B" de cada interfaz. El conector de interfaz RS485 adopta un cabezal hembra DB-9 de 9 pines, la interfaz RS485 con el terminal inteligente adopta DB-9 y la interfaz de teclado RS4485 conectada al teclado adopta DB-9.

 

 

El "convertidor de RS485 a Ethernet" es un dispositivo utilizado para convertir la comunicación serie RS485 en comunicación Ethernet. Este tipo de convertidor se utiliza normalmente para conectar dispositivos remotos a una red para monitorear, controlar o transmitir datos a través de una LAN o Internet. Permite acceder y controlar dispositivos RS485 de forma remota a través de Ethernet, lo que permite la supervisión y gestión remotas.

 

Funciones básicas: puerto serie RS485 a Ethernet, transmisión transparente bidireccional, admite reenvío Modbus;

 

Instalación de riel guía: tamaño compacto, instalación de riel guía estándar de 35 mm, fácil diseño e instalación y conveniente para el mantenimiento posterior;

 

Cableado sencillo: sólo se necesitan 2 cables, utilizando la interfaz de cable blindado del cable de red;

 

Larga distancia de comunicación: al utilizar el método de comunicación en modo diferencial, la distancia de comunicación es larga;

 

Red de múltiples máquinas: RS485 admite el montaje de múltiples terminales en línea, utilizando el método de consulta-respuesta para lograr la comunicación entre múltiples máquinas;

 

 

Los convertidores de hardware de RS485 a Ethernet se dividen en dos tipos: servidor de puerto serie y módulo de red de puerto serie.

 

El servidor de puerto serie convierte la interfaz RS485 en una interfaz TCP/IP y se utiliza con el controlador de puerto serie virtual en el lado de la computadora para convertir virtualmente la conexión TCP/IP en un puerto serie nuevamente.

 

El controlador del puerto serie virtual virtualiza los números de puerto serie virtual como COM5 y COM6 en la capa del controlador de la computadora y vincula el servidor del puerto serie remoto al puerto serie virtual para lograr la comunicación.

 

 

Modo operativo:

 

Servidor TCP: Como servidor, el dispositivo se puede configurar con 2 Clientes TCP para transmitir datos de forma transparente con el dispositivo al mismo tiempo, resolviendo el problema de comunicación simultánea entre múltiples clientes y el dispositivo. También se puede utilizar como respaldo. canal de red para conmutación de comunicaciones;

 

Cliente TCP: como cliente, el dispositivo se puede configurar para direccionar cuatro servidores al mismo tiempo e iniciar activamente conexiones al servidor. Como cliente, el dispositivo admite la configuración de paquetes de latidos y paquetes de protocolo de enlace personalizados;

 

Servidor UDP: como servidor, el dispositivo admite múltiples clientes y dispositivos UDP para la transmisión transparente de datos;

 

Cliente UDP: como cliente, el dispositivo se comunica activamente con el servidor UDP en línea y transmite datos de forma transparente con el puerto serie RS232;

 

Multidifusión UDP: el dispositivo actúa como cliente y puede comunicarse entre sí dentro de la multidifusión;

 

Servidor Http: el dispositivo actúa como un servidor Http y admite la comunicación Http dentro de la LAN a través de HTTP (get);

 

 

Características del repetidor RS485

 

Amplificación y mejora de la señal: el repetidor RS485 puede amplificar y mejorar las señales RS485, extendiendo así la distancia de transmisión de la señal y mejorando la calidad de la señal. Esto es útil para transmisiones de larga distancia o entornos con gran atenuación de señal.

 

Aislamiento de señal: algunos repetidores RS485 tienen una función de aislamiento de señal, que puede aislar el ruido eléctrico y las interferencias entre diferentes partes, mejorando así la estabilidad y confiabilidad de la señal.

 

Conexión multinodo: el repetidor RS485 permite conectar múltiples dispositivos RS485 al mismo bus para la transmisión de datos a través del repetidor. Esto permite construir topologías de red complejas para admitir la comunicación entre múltiples dispositivos.

 

Ajuste automático: algunos repetidores RS485 avanzados tienen una función de ajuste automático, que puede ajustar automáticamente el factor de amplificación según la calidad de la señal y la distancia de transmisión para garantizar una transmisión de señal estable.

 

Fuente de alimentación: los repetidores RS485 generalmente tienen su propia fuente de alimentación, que puede proporcionar soporte de energía estable para los dispositivos RS485 conectados para garantizar el funcionamiento normal de los dispositivos.

 

Compatibilidad: la mayoría de los repetidores RS485 son compatibles con el protocolo de comunicación estándar RS485 y pueden comunicarse con una variedad de dispositivos y sistemas RS485.

 

Rango de temperatura de funcionamiento: los repetidores RS485 suelen tener un amplio rango de temperatura de funcionamiento y son adecuados para su uso en diversos entornos industriales y escenarios de aplicación.

 

 Cómo evitar un estado incierto en el bus RS485?

 

 

En circunstancias normales, esperamos que los datos recibidos por el receptor solo puedan ser 0 o 1. Los estados inciertos no pueden aparecer en el bus 485. Entonces, bajo qué circunstancias se producirá un estado incierto?

 

Existen principalmente dos situaciones:

 

1. Cuando el bus 485 está en estado inactivo, todos los transceptores 485 están en estado de recepción y ningún transceptor está impulsando el bus. En este momento, dado que ninguna fuente de señal genera un voltaje diferencial en el bus, los voltajes en las líneas A y B son básicamente iguales, es decir, el voltaje diferencial es básicamente 0.

 

 

2. Cuando el bus 485 está en estado de circuito abierto, es decir, cuando un determinado transceptor 485 está desconectado del bus. En este punto, dado que el transceptor desconectado ya no afecta al bus, el voltaje diferencial entre los transceptores restantes es esencialmente cero.

 

 

Cuando la salida del controlador 485 no es suficiente para hacer que el valor absoluto de la diferencia de voltaje entre A y B sea mayor que 200 mV, el estado de la señal del bus 485 ya no puede reflejar el estado del controlador y el receptor no puede reconocer la señal correcta.

 

 

3. Cuando el bus 485 aparece en un estado incierto, provocará errores o fallas de comunicación. Por ejemplo, si un transceptor 485 cree que ha recibido una señal de datos 0 en un estado incierto y envía un nivel bajo al puerto serie, entonces para la comunicación UART, esto es equivalente a un bit de inicio (Bit de inicio), lo que provocará Errores, juicio o error; si un determinado transceptor 485 emite niveles altos y bajos alternativamente en un estado incierto, entonces, para la comunicación UART, interferirá con los datos normales, lo que hará que el receptor UART reciba datos anormales.

 Interfaz RS485

 

Para evitar que el bus 485 aparezca en un estado incierto, analizamos estas dos anomalías y descubrimos que la causa de estas dos anomalías es que cuando el transceptor está en estado de recepción, la línea AB no puede mantener la diferencia de voltaje normal. Para mantener la diferencia de voltaje correcta incluso cuando el bus está inactivo o desconectado, necesitamos agregar resistencias desplegables en las líneas A y B (generalmente A está conectada a una resistencia pull-up y B está conectada a una resistencia pull-down ) para garantizar que el bus esté inactivo o que haya un voltaje diferencial fijo en el estado de circuito abierto.

 

 

Uso práctico de la conversión de señal RS485 a Ethernet

 

La señal RS485 a Ethernet se utiliza generalmente para transmitir datos desde dispositivos o sensores remotos a la red Ethernet a través del bus RS485 para lograr monitoreo remoto, recopilación de datos, control remoto y otras aplicaciones. A continuación se muestran algunos escenarios de uso prácticos:

 

Sistemas de control y automatización industrial: en entornos industriales, muchos sensores, instrumentos y equipos de control utilizan la comunicación RS485 para la transmisión de datos. Al convertir las señales RS485 a Ethernet, estos dispositivos se pueden conectar a la red para lograr monitoreo y control remotos, mejorando la eficiencia de la producción y la confiabilidad del sistema.

 

Monitoreo de equipos y edificios inteligentes: en los sistemas de edificios inteligentes, los equipos que incluyen sensores de temperatura, sensores de humedad, controladores de iluminación, etc. generalmente usan RS485 para la comunicación. Al convertir las señales RS485 a Ethernet, estos dispositivos se pueden conectar al sistema de gestión del edificio para lograr la supervisión y gestión remotas de los equipos del edificio.

 

Monitoreo ambiental y recopilación de datos: en el campo del monitoreo ambiental, varios sensores meteorológicos, sensores de calidad del agua, equipos de monitoreo de la calidad del aire, etc., suelen utilizar RS485 para la transmisión de datos. Al convertir señales RS485 a Ethernet, estos sensores se pueden conectar a la red para lograr monitoreo y recopilación de datos ambientales en tiempo real.

 

Sistema de gestión de energía: en los sistemas de gestión de energía, los equipos que incluyen medidores de energía, transformadores de corriente, transformadores de voltaje, etc. suelen utilizar RS485 para la comunicación. Al convertir las señales RS485 a Ethernet, estos dispositivos se pueden conectar al sistema de gestión de energía para lograr el monitoreo y la gestión de datos energéticos en tiempo real, lo que ayuda a los usuarios a optimizar el consumo de energía, ahorrar energía y reducir las emisiones.

 

Monitoreo y mantenimiento remoto de equipos: Para equipos remotos distribuidos en diferentes ubicaciones, como estaciones de bombeo de agua, subestaciones, torres de energía, etc., al convertir señales RS485 a Ethernet, se puede lograr el monitoreo y mantenimiento remoto de estos equipos, reduciendo la carga de trabajo de personal de mantenimiento en sitio, costos de viaje y mejorar la eficiencia de operación y mantenimiento.

 

En general, el uso real de la conversión de señal RS485 a Ethernet puede ayudar a los usuarios a realizar monitoreo remoto, recopilación de datos, control remoto y otras funciones, mejorar la inteligencia y la eficiencia de gestión del sistema y también proporcionar más flexibilidad y flexibilidad para diversas aplicaciones industriales. Solución confiable.


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