?RS485線和網線的主要區(qū)別在于它們的用途、傳輸特性、網絡拓撲結構以及應用場景。??12用途和傳輸特性

?RS485線?：這是一種串行通信協議，主要用于工業(yè)自動化、樓宇自動化、安防監(jiān)控等領域。它支持多點通信，允許多個設備共享同一通信線路，具有很好的抗干擾能力。RS485線采用差分信號傳輸，能夠抑制共模干擾，適合長距離通信需求(最大可達1200米)。

?網線?：基于以太網技術，廣泛應用于企業(yè)網絡和家庭網絡。它支持高速數據傳輸，適用于局域網和互聯網連接。網線通常用于需要大帶寬和復雜網絡拓撲結構的應用，如視頻監(jiān)控、數據中心等。

網絡拓撲結構

?RS485線?：采用總線型拓撲結構，不支持環(huán)形或星型網絡。它通過一條總線將各個節(jié)點串接起來，不支持復雜的網絡結構。

?網線?：支持多種網絡拓撲結構，包括星型、環(huán)型等。這種靈活性使得網線在局域網和廣域網連接中具有更大的應用范圍。

應用場景

?RS485線?：適用于工業(yè)自動化控制系統、樓宇自動化(如電梯控制、照明控制)、遠程監(jiān)控系統(如安防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測)等。由于其穩(wěn)定性和抗干擾能力，RS485在需要可靠通信的環(huán)境中非常受歡迎。

?網線?：廣泛應用于企業(yè)局域網和互聯網連接，適合高速數據傳輸需求，如視頻監(jiān)控、數據中心等。網線的帶寬大，支持復雜的網絡拓撲結構，能夠滿足大量數據的傳輸需求。

對RS-422與RS-485總線網絡一般要使用終接電阻進行匹配。但在短距離與低速率下可以不用考慮終端匹配。那么在什么情況下不用考慮匹配呢?理論上，在每個接收數據信號的中點進行采樣時，只要反射信號在開始采樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實際上難以掌握，美國MAXIM公司有篇文章提到一條經驗性的原則可以用來判斷在什么樣的數據速率和電纜長度時需要進行匹配：當信號的轉換時間(上升或下降時間)超過電信號沿總線單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的RS-485接口MAX483輸出信號的上升或下降時間最小為250ns，典型雙絞線上的信號傳輸速率約為0.2m/ns(24AWGPVC電纜)，那么只要數據速率在250kb/s以內、電纜長度不超過16米，采用MAX483作為RS-485接口時就可以不加終端匹配。

一般終端匹配采用終接電阻方法，前文已有提及，RS-422在總線電纜的遠端并接電阻，RS-485則應在總線電纜的開始和末端都需并接終接電阻。終接電阻一般在RS-422網絡中取100Ω，在RS-485網絡中取120Ω。相當于電纜特性阻抗的電阻，因為大多數雙絞線電纜特性阻抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡單有效，但有一個缺點，匹配電阻要消耗較大功率，對于功耗限制比較嚴格的系統不太適合。

另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配，利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質量間進行折衷。

還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實現真正的“匹配”，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達到改善信號質量的目的。節(jié)能效果顯著。

RS-422與RS-485的接地問題

電子系統接地是很重要的，但常常被忽視。接地處理不當往往會導致電子系統不能穩(wěn)定工作甚至危及系統安全。RS-422與RS-485傳輸網絡的接地同樣也是很重要的，因為接地系統不合理會影響整個網絡的穩(wěn)定性，尤其是在工作環(huán)境比較惡劣和傳輸距離較遠的情況下，對于接地的要求更為嚴格。否則接口損壞率較高。很多情況下，連接RS-422、RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有下面二個原因：

1、共模干擾問題：正如前文已述，RS-422與RS-485接口均采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，如RS-422共模電壓范圍為-7～+7V，而RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。以圖1為例，當發(fā)送驅動器A向接收器B發(fā)送數據時，發(fā)送驅動器A的輸出共模電壓為VOS，由于兩個系統具有各自獨立的接地系統，存在著地電位差VGPD。那么，接收器輸入端的共模電壓VCM就會達到VCM=VOS+VGPD。RS-422與RS-485標準均規(guī)定VOS≤3V，但VGPD可能會有很大幅度(十幾伏甚至數十伏)，并可能伴有強干擾信號，致使接收器共模輸入VCM超出正常范圍，并在傳輸線路上產生干擾電流，輕則影響正常通信，重則損壞通信接口電路。

2、(EMI)問題：發(fā)送驅動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道(信號地)，就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。

由于上述原因，RS-422、RS-485盡管采用差分平衡傳輸方式，但對整個RS-422或RS-485網絡，必須有一條低阻的信號地。一條低阻的信號地將兩個接口的工作地連接起來，使共模干擾電壓VGPD被短路。

這條信號地可以是額外的一條線(非屏蔽雙絞線)，或者是屏蔽雙絞線的屏蔽層。這是最通常的接地方法。

值得注意的是，這種做法僅對高阻型共模干擾有效，由于干擾源內阻大，短接后不會形成很大的接地環(huán)路電流，對于通信不會有很大影響。當共模干擾源內阻較低時，會在接地線上形成較大的環(huán)路電流，影響正常通信。筆者認為，可以采取以下三種措施：

(1)如果干擾源內阻不是非常小，可以在接地線上加限流電阻以限制干擾電流。接地電阻的增加可能會使共模電壓升高，但只要控制在適當的范圍內就不會影響正常通信。

(2)采用浮地技術，隔斷接地環(huán)路。這是較常用也是十分有效的一種方法，當共模干擾內阻很小時上述方法已不能奏效，此時可以考慮將引入干擾的節(jié)點(例如處于惡劣的工作環(huán)境的現場設備)浮置起來(也就是系統的電路地與機殼或大地隔離)，這樣就隔斷了接地環(huán)路，不會形成很大的環(huán)路電流。

(3)采用隔離接口。有些情況下，出于安全或其它方面的考慮，電路地必須與機殼或大地相連，不能懸浮，這時可以采用隔離接口來隔斷接地回路，但是仍然應該有一條地線將隔離側的公共端與其它接口的工作地相連。

RS-422與RS-485的網絡失效保護

RS-422與RS-485標準都規(guī)定了接收器門限為±200mV。這樣規(guī)定能夠提供比較高的噪聲抑制能力，如前文所述，當接收器A電平比B電平高+200mV以上時，輸出為正邏輯，反之，則輸出為負邏輯。但由于第三態(tài)的存在，即在主機在發(fā)端發(fā)完一個信息數據后，將總線置于第三態(tài)，即總線空閑時沒有任何信號驅動總線，使AB之間的電壓在-200～+200mV直至趨于0V，這帶來了一個問題：接收器輸出狀態(tài)不確定。如果接收機的輸出為0V，網絡中從機將把其解釋為一個新的啟動位，并試圖讀取后續(xù)字節(jié)，由于永遠不會有停止位，產生一個幀錯誤結果，不再有設備請求總線，網絡陷于癱瘓狀態(tài)。除上述所述的總線空閑會造成兩線電壓差低于200mV的情況外，開路或短路時也會出現這種情況。故應采取一定的措施避免接收器處于不確定狀態(tài)。

通常是在總線上加偏置，當總線空閑或開路時，利用偏置電阻將總線偏置在一個確定的狀態(tài)(差分電壓≥-200mV)。如圖1。將A上拉到地，B下拉到5V，電阻的典型值是1kΩ，具體數值隨電纜的電容變化而變化。

上述方法是比較經典的方法，但它仍然不能解決總線短路時的問題，有些廠家將接收門限移到-200mV/-50mV，可解決這個問題。

RS-422與RS-485的瞬態(tài)保護

前文提到的信號接地措施，只對低頻率的共模干擾有保護作用，對于頻率很高的瞬態(tài)干擾就無能為力了。由于傳輸線對高頻信號而言就是相當于電感，因此對于高頻瞬態(tài)干擾，接地線實際等同于開路。這樣的瞬態(tài)干擾雖然持續(xù)時間短暫，但可能會有成百上千伏的電壓。

實際應用環(huán)境下還是存在高頻瞬態(tài)干擾的可能。一般在切換大功率感性負載如電機、變壓器、繼電器等或閃電過程中都會產生幅度很高的瞬態(tài)干擾，如果不加以適當防護就會損壞RS-422或RS-485通信接口。對于這種瞬態(tài)干擾可以采用隔離或旁路的方法加以防護。

1、隔離保護方法。這種方案實際上將瞬態(tài)高壓轉移到隔離接口中的電隔離層上，由于隔離層的高絕緣電阻，不會產生損害性的浪涌電流，起到保護接口的作用。通常采用高頻變壓器、光耦等元件實現接口的電氣隔離，已有器件廠商將所有這些元件集成在一片IC中，使用起來非常簡便。這種方案的優(yōu)點是可以承受高電壓、持續(xù)時間較長的瞬態(tài)干擾，實現起來也比較容易，缺點是成本較高。

2、旁路保護方法。這種方案利用瞬態(tài)抑制元件(如TVS、MOV、氣體放電管等)將危害性的瞬態(tài)能量旁路到大地，優(yōu)點是成本較低，缺點是保護能力有限，只能保護一定能量以內的瞬態(tài)干擾，持續(xù)時間不能很長，而且需要有一條良好的連接大地的通道，實現起來比較困難。實際應用中是將上述兩種方案結合起來靈活加以運用，如圖1。在這種方法中，隔離接口對大幅度瞬態(tài)干擾進行隔離，旁路元件則保護隔離接口不被過高的瞬態(tài)電壓擊穿。

采用RS485接口時，傳輸電纜的長度如何考慮?

在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線徑，從發(fā)生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函數，這個長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。最大電纜長度與信號速率的關系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜(線徑為0.511mm)，線間旁路電容為52。5PF/M，終端負載電阻為100歐時所得出。當數據信號速率降低到90Kbit/S以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV時，則電纜長度被限制在1200M。在實用時是完全可以取得比它大的電纜長度。當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。

如何實現RS-485/422多點通訊

RS-485總線上任何時候只能有一發(fā)送器發(fā)送。半雙工方式，主從只能一個發(fā)。全雙工方式，主站總可發(fā)送，從站只能有一個發(fā)送。

RS-485/RS422接口通訊時，在什么條件下需要采用終端匹配?電阻值如何確定?如何配置終端匹配電阻?

在長線信號傳輸時，一般為了避免信號的反射和回波，需要在接收端接入終端匹配電阻。其終端匹配電阻值取決于電纜的阻抗特性，與電纜的長度無關。

RS-485/RS-422一般采用雙絞線(屏蔽或非屏蔽)連接，終端電阻一般介于100至140Ω之間，典型值為120Ω。在實際配置時，在電纜的兩個終端節(jié)點上，即最近端和最遠端，各接入一個終端電阻，而處于中間部分的節(jié)點則不能接入終端電阻，否則將導致通訊出錯。

RS-485網不知道最遠站點是哪一個，應該如何接匹配電阻呢?

會出現這種情況，是由于用戶組成RS-485網時，沒有遵循站點至總線的連線應盡可能短的原則。如果總線布線遵循這一原則，就不存在不知道哪個站點是最遠的問題。而且要注意，這樣的布線，系統將會工作得不好。

RS-485/RS-422接口為何在停止通信時接收器仍有數據輸出?

由于RS-485/RS-422在發(fā)送數據完成后，要求所有的發(fā)送使能控制信號關閉且保持接收使能有效，此時，總線驅動器進入高阻狀態(tài)且接收器能夠監(jiān)測總線上是否有新的通信數據。但是由于此時總線處于無源驅動狀態(tài)(若總線有終端匹配電阻時，A和B線的差分電平為0，接收器的輸出不確定，且對AB線上的差分信號的變化很敏感;若無終端匹配，則總線處于高阻態(tài)，接收器的輸出不確定)，容易受到外界的噪聲干擾。當噪聲電壓超過輸入信號門限時(典型值±200mV)，接收器將輸出數據，導致對應的UART接收無效的數據，使緊接著的正常通訊出錯;另外一種情況可能發(fā)生在打開/關閉發(fā)送使能控制的瞬間，使接收器輸出信號，也會導致UART錯誤地接收。

解決方法：

1)在通訊總線上采用同相輸入端上拉(A線)、反相輸入端下拉(B線)的方法對總線進行鉗位，保證接收器輸出為固定的“1”電平;

2)采用內置防故障模式的MAX308x系列的接口產品替換該接口電路;

3)通過軟件方式消除，即在通信數據包內增加2-5個起始同步字節(jié)，只有在滿足同步頭后才開始真正的數據通訊。