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RS485转以太网传输的应用和方案

2020-05-09

  1.RS485转以太网的应用


  RS485通信技术在工程上用得很多,其主要优点如下:

  布线简单:只需要2根线,现在一般采用网线的屏蔽线接口。

  通信距离远:由于采用了差模通信方式,比RS232的通信距离要远。

  可以支持多机联网通信:相比于RS232只能一对一的连接,RS485可以在线上挂载多个终端,采用查询——应答的方式实现多机通信。

  但是RS485现在经常需要转为以太网,也就是转化为TCP/IP,分析这些应用背后的原因主要有:

  以太网可以接入internet这样就可以实现远距离通信,在全球范围内实现监控,这是RS485所无法做到的。

  当需要多台RS485设备连接到计算机的时候,传统的方式是使用多串口卡。也就是使用在计算机上扩展串口来实现多个RS485串口。使用RS485转以太网之后,可以把RS485的接口留到现场,而监控计算机这端只保留一根网线即可,使用较为方便。

  2.RS485转以太网的解决方案

  实现RS485转以太网(即485转网口)主要一个硬件转换器和一个软件驱动。硬件转换器分为两种:串口服务器(串口联网服务器、串口通信服务器)、串口联网模块。

  RS485串口服务器是带外壳的,可以将现有的485设备连接到以太网。适合已有的RS485串口设备的网络化改造。RS485串口联网模块是不带外壳的,可以理解为内嵌方式的RS485转以太网模块,使用模块解决方案,可以将模块集成到用户设备的内部,实现串口服务器和设备的一体化。在价格上模块方案比串口服务器方案价格要低。两种硬件如下图所示:

  使用该RS485转以太网解决方案的硬件和软件系统之后,用户的485设备相当于实现网络化的扩展,原有的硬件和软件程序都无需修改。串口服务器的硬件实现了RS485接口转化为TCP/IP接口(网络接口),那么配合计算机端的虚拟串口驱动使用就可以再次将TCP/IP连接虚拟地转化为串口。虚拟串口驱动可以在计算机内的驱动层虚拟出类似COM5、COM6等虚拟串口号,并且将远端的串口服务器和这些虚拟串口绑定。这样用户串口程序打开虚拟串口的时候就可以通远端的串口服务器通信,即和串口设备通信。

  3.RS485转以太网的关键技术

  RS485要想无缝的升级为以太网,里面包含了很多关键技术,需要将以太网技术和RS485通信协议无缝的结合起来进行过渡。其中包括:9位技术、分帧技术、主从机机制等。

  分帧技术:分帧是串口转以太网(包括RS485转以太网)中出现的一个关键技术,即当串口服务器接收到串口设备的数据的时候,何时将数据打包转发到以太网,如果每个字节都打为一个包则显然效率太低,那么多少个字节打包合适。这里需要用户设定一个称之为最长数据包长度和最长数据包间隔的参数。