總線結(jié)構解決方案及485通訊和TCP網(wǎng)絡通訊優(yōu)缺點對比

1、485總線結(jié)構解決方案及485通訊和TCP網(wǎng)絡通訊優(yōu)缺點對比前言          門禁控制器的常用的通訊方式有： RS232 RS485 TCP/IP 方式。多年來我們的工程商已經(jīng)習慣了應用485通信方式的網(wǎng)絡門禁解決方案，很多人走入了一個誤區(qū)，認為485組網(wǎng)門禁系統(tǒng)是一種最簡單、最穩(wěn)定、最成熟的工業(yè)總線結(jié)構，其實不然，485 總線是一種用于設備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟型的、傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式。通過多年的摸索，總結(jié)了以下文檔供廣大門禁工程商參考，應用485組網(wǎng)方式來做門禁工程，其實要求很高，如果大家嚴格按照這些要求做了，那是

2、不會出現(xiàn)問題的，所以我們目前力推大家實用TCP/IP的網(wǎng)絡門禁，表面上看用戶會認為初次建設成本稍高，實際的綜合成本并不一定會高于485組網(wǎng)的門禁系統(tǒng)，下面將詳細贅述，和大家共勉。第一章 485總線解決方案一、關于485 總線的幾個概念:1、485 總線的通訊距離可以達到1200 米。根據(jù)485 總線結(jié)構理論，在理想環(huán)境的前提下，485 總線傳輸距離可以達到1200 米。其條件是通訊線材優(yōu)質(zhì)達標，波特率為9600，只負載一臺485 設備，才能使得通訊距離達到1200 米，所以通常485 總線實際的穩(wěn)定的通訊距離往往達不到1200 米。如果負載485 設備多，線材阻抗不合乎標準，線徑過細，轉(zhuǎn)換器品

3、質(zhì)不良，設備防雷保護復雜和波特率的提高等等因素都會降低通訊距離。2、485 總線可以帶128 臺設備進行通訊。其實并不是所有485 轉(zhuǎn)換器都能夠帶128 臺設備的，要根據(jù)485 轉(zhuǎn)換器內(nèi)芯片的型號和485 設備芯片的型號來判斷，只能按照指標較低的芯片來確定其負載能力。一般485 芯片負載能力有三個級別32 臺、128 臺和256 臺。此外理論上的標稱往往實際上是達不到的，通訊距離越長、波特率越高、線徑越細、線材質(zhì)量越差、轉(zhuǎn)換器品質(zhì)越差、轉(zhuǎn)換器電能供應不足(無源轉(zhuǎn)換器)、防雷保護越強，這些都會降低真實負載數(shù)量。3、485 總線是一種最簡單、最穩(wěn)定、最成熟的工業(yè)總線結(jié)構這種概念是錯誤的。485 總

4、線是一種用于設備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟型的、傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式。其通訊質(zhì)量需要根據(jù)施工經(jīng)驗進行調(diào)試和測試采可以得到保證。485 總線雖然簡單，但也必須嚴格按照安裝施工規(guī)范進行布線。二、必須嚴格按照施工規(guī)范施工在485 總線系統(tǒng)施工時必須嚴格按照施工規(guī)范施工，特別提醒您應注意下面幾點：1、485+和485數(shù)據(jù)線一定要互為雙絞。2、布線一定要布多股屏蔽雙絞線。多股是為了備用，屏蔽是為了便于出現(xiàn)特殊情況時調(diào)試，雙絞是因為485 通訊采用差模通訊原理，雙絞的抗干擾性較好。不采用雙絞線是錯誤的。3、485 總線一定要用手牽手式的總線結(jié)構，堅決避免星型連接和分叉連接。4、設備供電的交流電及機箱一定要真實接地，而且接

5、地良好。有很多地方表面上有三角插座，其實根本沒有接地，接地良好可以防止設備被雷擊、浪涌沖擊。靜電累積時可以配合設備的防雷設計較好地釋放能量，保護485 總線設備和相關芯片不受傷害。5、為避免強電對其干擾，485 總線應避免和強電走在一起。三、推薦幾種調(diào)試方法:在調(diào)試前首先要確保設備接線正確，且施工合乎規(guī)范?？梢愿鶕?jù)遇到的問題采用下面幾種調(diào)試方法。1、共地法: 用1 條線或者屏蔽線將所有485 設備的GND 地連接起來，這樣可以避免所有設備之間存在影響通訊的電勢差。2、終端電阻法: 在最后一臺485 設備的485+和485-上并接120 歐姆的終端電阻來改善通訊質(zhì)量。3、中間分段斷開法: 通過從

6、中間斷開來檢查是否設備負載過多、通訊距離過長、某臺設備對整個通訊線路的影響等。4、單獨拉線法: 單獨簡易拉一條線到設備，這樣可以用來排除是否是布線引起了通訊故障。5、更換轉(zhuǎn)換器法: 隨身攜帶幾個轉(zhuǎn)換器，這樣可以排除是否是轉(zhuǎn)換器質(zhì)量問題影響了通訊質(zhì)量。6、筆記本調(diào)試法: 先保證自己隨身攜帶的電腦筆記本是通訊正常的設備，用它來替換客戶電腦進行通訊，如果正常，則表明客戶的電腦的串口有可能被損害或者受傷。四、建議和忠告采用485 總線結(jié)構常見的幾種通訊故障有下面幾種。1、通訊不上，無反應。2、可以上傳數(shù)據(jù)，但不可以下載數(shù)據(jù)。3、通訊時系統(tǒng)提示受到干擾，或者不通訊時通訊指示燈也不停地閃爍。4、有時能通訊

7、上，有時通訊不上，有的指令可以通，有的指令不可以通。為減少通信故障提出下面幾條建議和忠告供參考。1、建議用戶使用和購買提供的485 轉(zhuǎn)換器或者廠家指定推薦品牌的485轉(zhuǎn)換器。2、對配套的485 轉(zhuǎn)換器做了大量的測試工作，并且要求485 轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)廠家按照其固定的性能參數(shù)進行生產(chǎn)和品質(zhì)檢測，所以它與設備具備較好的兼容性。千萬不要貪圖便宜購買雜牌廠家的485 轉(zhuǎn)換器。3、嚴格按照485 總線的施工規(guī)范進行施工，杜絕任何僥幸心理。4、對線路較長、負載較多的485 總線工程采用科學的、有預留的解決方案。5、如果通訊距離過長， 如超500 米，建議采用中繼器或485HUB 來解決。6、如果負載數(shù)過多，如

8、一條總線上超過30 臺，建議采用485HUB 來解決問題。7、現(xiàn)場調(diào)試帶齊調(diào)試設備?，F(xiàn)場調(diào)試一定要隨身攜帶幾個可以接長距離和多負載的轉(zhuǎn)換器、一臺常用的電腦筆記本、測試通路斷路的萬用表，幾個120 歐姆的終端電阻。第二章  485總線通訊方式分析1、485總線應采用什么樣的通訊線？一條總線上可以掛接多少臺設備？必須采用RVSP 屏蔽雙絞線。所用屏蔽雙絞線規(guī)格，與485 通訊線的距離和掛接的設備數(shù)量有關，如下表所示。采用屏蔽雙絞線有助于減少和消除兩根485 通信線之間產(chǎn)生的分布電容以及來自于通訊線周圍產(chǎn)生的共模干擾。 通訊距離 設備數(shù)量 通訊線規(guī)格 1-400m 1 - 32 臺0.5m

9、m2 400-800m 1 - 16 臺 0.5mm2 400-800m 17 - 32 臺 0.75mm2 800-1200m 1 - 8 臺 0.5mm2800-1200m 9 - 21 臺 0.75mm2 800-1200m 22 - 32 臺 1.0mm2 工程商大都習慣采用5 類網(wǎng)線或超5 類網(wǎng)線作為485 通信線，這是錯誤的。這是因為：（1） 普通網(wǎng)線沒有屏蔽層，不能防止共模干擾。（2）網(wǎng)線只有0.2mm 平方，線徑太細，會導致傳輸距離降低和可掛接的設備減少。 （3）網(wǎng)絡線為單股的銅線，相比多芯線而言容易斷裂。2、 為什么要接地485 收發(fā)器在規(guī)定的共模電壓-7V 至+12V 之間

10、時，才能正常工作。如果超出此范圍會影響通訊，嚴重的會損壞通訊接口。共模干擾會增大上述共模電壓。消除共模干擾的有效手段之一是將485 通訊線的屏蔽層用作地線，將機具、電腦等網(wǎng)絡中的設備地連接在一起，并由一點可靠地接入大地。3、 電控鎖和控制器/讀卡器可以用同一個電源共電嗎？不能。在電控鎖不動作的情況下，SKPS 的紋波電壓只有40-50mV； 一旦動作，即在電控鎖在開門和關門時，紋波電壓會上升到100mV-300mV，該紋波會通過地線進入控制器和讀卡器，導致通訊芯片和CPU 發(fā)熱，導致通訊不穩(wěn)，嚴重的還會燒毀芯片。而且電控鎖在斷電和上電的瞬間，電控鎖里面的線圈，會充放電產(chǎn)生一個高達850mA 的

11、脈沖，如果電控鎖的兩端沒有并聯(lián)二極管的話，該紋波信號也會傳入控制器和讀卡器。推薦一個控制器和它下面掛接的所有讀卡器共用一個SKPS 電源；該控制器下面每個電控鎖各使用一個單獨的SKPS 電源。4、485通信線應如何走線？通信線盡量遠離高壓電線，不要與電源線并行，更不能捆扎在一起。5、為什么485總線要采用手拉手結(jié)構，而不能采用星形結(jié)構？星形結(jié)構會產(chǎn)生反射信號，從而影響到485 通信。總線到每個終端設備的分支線長度應盡量短，一般不要超出5 米。分支線如果沒有接終端，會有反射信號，對通訊產(chǎn)生較強的干擾，應將其去掉。 門禁系統(tǒng)中，有兩個地方應用到485 總線。一是計算機到下面掛接的控制器，二是控制器

12、到下面掛接的485 讀卡器。6、485總線上設備到設備之間可以有接點嗎？在同一個網(wǎng)絡系統(tǒng)中，使用同一種電纜，盡量減少線路中的接點。接點處確保焊接良好，包扎緊密，避免松動和氧化。保證一條單一的、連續(xù)的信號通道作為總線。7、什么叫共模干擾和差模干擾？如何消除通訊線上的干擾？485 通信線由兩根雙絞的線組成，它是通過兩根通信線之間的電壓差的方式來傳遞信號，因此稱之為差分電壓傳輸。 差模干擾在兩根信號線之間傳輸，屬于對稱性干擾。消除差模干擾的方法是在電路中增加一個偏值電阻,并采用雙絞線； 共模干擾是在信號線與地之間傳輸，屬于非對稱性干擾。消除共模干擾的方法包括：（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地（2）強電

13、場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽（3）布線時遠離高壓線，更不能將高壓電源線和信號線捆在一起走線（4）不要和電控鎖共用同一個電源（5）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質(zhì)的開關電源(紋波干擾小于50mV)8、什么情況下在485總線上要增加終端電阻？一般情況下不需要增加終端電阻，只有在485 通信距離超過300 米的情況下，要在485 通訊的開始端和結(jié)束端增加終端電阻。尤其是485 總線上設備數(shù)量較少時。當設備數(shù)量較多時（如超過22 臺）。一般不需增加終端電阻，因為終端電阻會降低485 總線的負載能力。當需要增加終端電阻時，只要將控制器上面的終端電阻跳線置位既可，如果另一端連接的是計算機的話，同時將485 轉(zhuǎn)換

14、器的棕色和白色短路。9、如何延長485的通訊距離485 網(wǎng)絡的規(guī)范之一是1.2 公里長度，32 個節(jié)點數(shù)。如果超出了這個限制，那么必須采用485 集線器來拓展網(wǎng)絡距離或節(jié)點數(shù)。 利用485 集線器，可以將一個大型485 網(wǎng)絡分隔成若干個網(wǎng)段。485 集線器就如同485 網(wǎng)段之間連接的"橋梁"。當然每個網(wǎng)段還是遵循上面的485 規(guī)范，即1.2 公里長度，32 個節(jié)點數(shù)。 利用485 集線器延長網(wǎng)絡距離圖示： 利用485 集線器解決485 分叉問題，如圖所示： 利用485 集線器構造星型485 網(wǎng)絡 485 集線器是485 中繼器概念的拓廣，它不僅解決了多分叉問題，同時也解決了

15、網(wǎng)段之間相互隔離的問題，即某一個網(wǎng)段出現(xiàn)問題（例如短路等），不至于影響到其它網(wǎng)段，從而極大地提高了大型網(wǎng)絡的安全性和穩(wěn)定性。 我們可以從局域網(wǎng)從總線型到星型的發(fā)展歷程，來體會星型布線網(wǎng)絡給我們帶來的好處。同樣，采用485 集線器構成的星型485 網(wǎng)絡也將是485 網(wǎng)絡發(fā)展的一個方向。第三章   TCP/IP 通訊門禁系統(tǒng)組網(wǎng)是未來發(fā)展主方向 一、485/232和TCP/IP各自的通信方式:RS232通訊方式的傳輸速率（俗稱 波特率）常見為 9600，在控制器的波特率就設計在9600，傳輸?shù)乃俣葹槊棵腌娛畮讞l權限或者記錄，市面上還有一些公司的控制器的波特率為 240

16、0 4800 19200 38400，波特率越大，傳輸速度越快，但穩(wěn)定的傳輸距離越短，抗干擾能力越差。RS485通訊方式：多臺控制器，通過RS485通訊總線（必須用雙絞線，或者網(wǎng)線的其中一組），將控制器通過手牽手串聯(lián)的方式，一根總線接到 RS485轉(zhuǎn)換器（集線器）上，再接到計算機串口上，實現(xiàn)一臺計算機（軟件）對多臺控制器的管理和通訊。TCP/IP 通訊方式：TCP/IP 通訊協(xié)議是當前計算機網(wǎng)絡通用性標準協(xié)議，具備傳輸速度快，國際標準，兼容性好等優(yōu)點?？刂破鞯慕尤敕绞剑途钟蚓W(wǎng)的HUB和計算機網(wǎng)卡的接入方式一樣。 RS485控制器和TCP控制器的優(yōu)缺點比較：RS485控制器的優(yōu)點：建

17、設成本比較相對TCP/IP，單獨組網(wǎng)，不會受到其他設備的共用網(wǎng)絡的干擾。RS485控制器的缺點：組網(wǎng)數(shù)量有限，一般在1000臺以內(nèi)最多，設備越多網(wǎng)絡越復雜，受到干擾越大。組網(wǎng)范圍有限，一般只能在幾百米范圍內(nèi)。通訊速度比較慢，對于過萬人，數(shù)百個門的系統(tǒng)，上傳權限，下載記錄等操作速度比較慢。 TCP/IP 控制器的優(yōu)點：采用國際標準的流行通訊協(xié)議，先進性和性能都比較好，好多年都不會被淘汰。組網(wǎng)數(shù)量無限制，組網(wǎng)范圍廣，可以跨地區(qū)，甚至跨國界。通訊速度快，適合過人多，設備較多的門禁系統(tǒng)。通訊質(zhì)量穩(wěn)定，不容易受到外界干擾。如果用戶已經(jīng)有局域網(wǎng)等網(wǎng)絡可以不用重新鋪設網(wǎng)絡，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡組網(wǎng)。缺點：

18、成本會稍高于RS485控制器?？偨Y(jié)：據(jù)有關權威部門2008年統(tǒng)計，TCP控制器相對485控制的銷售比例是 4：6 ，中高端 高端用戶 傾向于使用TCP控制器，潮流和趨勢也是TCP控制器的用戶越來越多，估計幾年后，這個比例會倒過來。無線門禁的聯(lián)網(wǎng)方式還不成熟和穩(wěn)定，存在著諸多政策和干擾問題，應用比例還很小。市面上有些廠家 將 485控制器+RS485 TCP/IP轉(zhuǎn)換器 來做網(wǎng)絡型門禁控制器，其實是一種假TCP控制器模式，此舉極不可取。RS485 總線基本入門常識圖文  1.       RS485 總線基本特性根據(jù)RS485 工業(yè)總線標準，RS485 工業(yè)總線為特性阻抗120的半雙工通訊總線，其最大負載能力為32 個有效負載（包括主控設備與被控設備）2. RS485 總線傳輸距離當使用