電梯中的RS-485使用PPT教學課件.ppt

RS232、RS485、RS422,簡明教程,1,串行通訊概述,串行通訊協(xié)議有很多種，像RS232，RS485，RS422，甚至現(xiàn)今流行的USB等都是串行通訊協(xié)議。而串行通訊技術(shù)的應用無處不在。可能大家見的最多就是電腦的串口與Modem的通訊。記得在PC機剛開始在中國流行起來時(大約是在90年代前五年)，那時甚至有人用一條串行線進行兩臺電腦之間的數(shù)據(jù)共享。除了這些，手機，PDA，USB鼠標、鍵盤等等都是以串行通訊的方式與電腦連接。而我們工作性質(zhì)的關(guān)系，所接觸到的就更多了，像多串口卡，各種種類的具有串口通訊接口的檢測與測量儀器，串口通訊的網(wǎng)絡設備等。,2,RS232的概念,RS-232-C接口（又稱EIARS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設備（DCE）之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標準”，該標準規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。,3,DB9和DB25的常用針腳定義,4,接口的電氣特性在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”，-5-15V；邏輯“0”+5+15V。噪聲容限為2V。即要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號作為邏輯“1”。,5,實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號內(nèi)容RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端.一些設備與PC機連接的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。,6,Pin1CDReceivedLineSignalDetector(DataCarrierDetect)Pin2RXDReceivedDataPin3TXDTransmitDataPin4DTRDataTerminalReadyPin5GNDSignalGroundPin6DSRDataSetReadyPin7RTSRequestToSendPin8CTSClearToSendPin9RIRingIndicator,7,注：調(diào)制解調(diào)器(在這里是一個例子，它可以是其它的RS232終端設備),8,常見的通訊方式是三線式，這種方式是將兩個RS232設備的發(fā)送端(TXD)和接收端(RXD)及接地端(GND)互相連接。這種方式分別將兩端的RS232接口的2-3,3-2,5(7)-5(7)針腳連接起來。其中2是數(shù)據(jù)接收線(RXD)，3是數(shù)據(jù)發(fā)送線(TXD)，5(7)是接地(RND)。如果有一臺式PC，和一部NoteBook電腦，就可以用這種方式連線了。用三線式可以將大多數(shù)的RS232設備連接起來。但如果你認死了2-3,3-2,5(7)-5(7)對接這個理，會發(fā)現(xiàn)在連某些RS232設備時并不奏效。這是因為有些設備在電路內(nèi)部已將2和3線調(diào)換過來了，你只要2,3,5(7)針一一對應就行了。,9,什么是波特率,波特率即調(diào)制速率，指的是信號被調(diào)制以后在單位時間內(nèi)的波特數(shù)，即單位時間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對信號傳輸速率的一種度量，通常以“波特每秒”（Bps）為單位。波特率有時候會同比特率混淆，實際上后者是對信息傳輸速率（傳信率）的度量。波特率可以被理解為單位時間內(nèi)傳輸碼元符號的個數(shù)（傳符號率），通過不同的調(diào)制方法可以在一個碼元上負載多個比特信息。因此信息傳輸速率即比特率在數(shù)值上和波特率有這樣的關(guān)系。,10,傳輸電纜長度,由RS-232C標準規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應為50英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺，美國DEC公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2的實驗結(jié)果。其中1號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723內(nèi)有三對雙絞線，每對由22#AWG組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。,11,附表2DEC公司的實驗結(jié)果,1英尺約等于0.3米,12,RS422概述,RS-422標準全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實際上還有一根信號地線，共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動器比RS232更強的驅(qū)動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節(jié)點，最多可接10個節(jié)點。即一個主設備（Master），其余為從設備（Salve），從設備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負載能力是104k+100（終接電阻）。RS-422四線接口由于采用單獨的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線）。,13,RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。,14,三.RS-485,1.RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（26）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（26）V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。2.RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps3.RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強，即抗噪聲干擾性好。,15,4.RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網(wǎng)絡。5.因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔）。,16,RS232、RS485、RS422的區(qū)別,1.傳輸電纜長度RS-232一般用于20m以內(nèi)的通信。RS422和RS485在19kpbs下能傳輸1200米。2.工作方式RS232是單端輸入輸出，雙工工作時至少需要數(shù)字地線。發(fā)送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題。RS422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發(fā)互不影響，而RS485只能半雙工工作，發(fā)收不能同時進行，但它只需要一對雙絞線。RS485和RS422電路原理基本相同，都是以差動方式發(fā)送和接受，不需要數(shù)字地線。,17,四.RS232、RS485、RS422的轉(zhuǎn)換,在實際應用中，各種信號需要相互轉(zhuǎn)換。例：要傳一個幾百米外的GPS信號到駕駛臺計算機。GPS輸出的是232信號，但距離太遠信號會衰減。此時就要利用轉(zhuǎn)換模塊把232信號轉(zhuǎn)換成422或485信號送到駕駛臺，在終端再用轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成232信號進計算機。,18,ADAM4520轉(zhuǎn)換模塊,19,五.NEMA0183概念,NEMA0183協(xié)議是美國國家海洋電子協(xié)會(NationaIMarineElectronlcsAssociation)制定的航海方面數(shù)字信號協(xié)議標準。NEMA0183定義了若干代表不同含義的語句，每個語句實際上是一個ASCII碼串。這種碼直觀，易于識別和應用。,20,船上的GPS、電羅經(jīng)、潮位遙報儀、AIS等設備輸出的都是這種語句。我們的疏浚定位系統(tǒng)就是接收這些語句來進行定位的。所以，我們很有必要來了解一下這些語句的大概定義。,21,GPS數(shù)據(jù)格式,GPS與電腦通信時，通過串口每秒鐘發(fā)送數(shù)條數(shù)據(jù)。如果和衛(wèi)星通信正常，可以接收到的數(shù)據(jù)格式如下：$GP*，*hh。其具體信息如下表所列。,22,例：$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,0000*1F,23,我們現(xiàn)在的疏浚定位系統(tǒng)只需要開頭為“$GPGGA”與“$GPVTG”的與語，前者包含有經(jīng)度緯度的信息，后者包含船速與船向的信息。,24,電羅經(jīng)的數(shù)據(jù)格式,電羅經(jīng)的數(shù)據(jù)格式也與GPS一樣，都是以”$”打頭，”HE”指電羅經(jīng)。例：$HEHDT,167.5,T*2A。這個語句在軟件里非常重要，它指出了現(xiàn)在的船艏向是167.5度。,25,六.軟件的設置,軟件的設置也十分重要，很多時候系統(tǒng)沒有數(shù)據(jù)是由于軟件設置不正確引起的。,26,這是航浚1001、1002輪軟件ctrServer,所有的信號源都在這里設置，在藍色“以太網(wǎng)”的上面是來源于MOXA卡網(wǎng)關(guān)的232信號，下面的COM1、COM2等是本計算機的本地串口信號。,27,解鎖后點選右鍵“設置端口屬性”,對話框里的IP地址指的是MOXA卡網(wǎng)關(guān)的IP地址，“端口號”指的是此羅經(jīng)信號在MOXA卡網(wǎng)關(guān)里的設置的端口。注意在“網(wǎng)絡端口允許”那打勾。,28,設置本地端232信號時（即串口信號直接插在機器的串口上），點選“設置端口屬性”,左邊窗口即是232信號源的參數(shù)設置，這個很重要，設置的不對就會收不到數(shù)據(jù)，特別要注意波特率要設置正確。,29,七.故障判斷,在實際施工過程中，我們有時會遇到GPS、羅經(jīng)等信號在施工界面上不顯示了，嚴重影響到施工的效率與精度，那么怎樣才能找出問題所在并盡可能解決呢。,30,比如現(xiàn)在GPS信號沒有了，我們首先要知道哪些原因會發(fā)生這種情況。1.GPS未開或工作不正常2.GPS未輸出NEMA0183數(shù)據(jù)3.輸出缺少”$GPGGA”和”$GPVTG”打頭的語句或“N”、”E”后面的坐標不正常（比如都為0）4.網(wǎng)絡崩潰或MOXA損壞5.信號插頭松脫接觸不良,31,檢查步驟：,1.GPS是否開機并收到正常坐標。2.關(guān)閉ctrserver,用“超級終端”是否能接收信號。如不能，可重啟MOXA網(wǎng)關(guān)，并檢查電纜是否松脫（包括MOXA背面的信號電纜和連接交換機的網(wǎng)線）3.本地串口也可用“超級終端”檢查是否信號正常。4.可安裝”NPORT-5610“軟件檢查MOXA卡網(wǎng)關(guān)是否正常連上局域網(wǎng)以及各信號源地的數(shù)設置是否準確。5.若參數(shù)都設置正確，本地和網(wǎng)絡都收不到信號，請及時報修。,32,超級終端的使用方法,點擊“開始”菜單“程序”“通訊”“超級終端”，出現(xiàn)下面的圖形:,超級終端連接,33,任意輸入一個名稱，例如“aaa”，出現(xiàn)以下畫面：,超級終端呼叫,連接時使用“TCP/IP(Winsock)”,主機地址輸入MOXA網(wǎng)關(guān)IP地址，端口號輸入相關(guān)設備對應的端口號：GPS端口：4001羅經(jīng)端口：4002潮位遙報儀端口：4003,34,按下“確定”鍵后，畫面上將分別顯示以下信息：如果是GPS信號，將有以下典型信息：$GPGGA,等信息。如果是羅經(jīng)信號，將有以下典型信號：$HDDT,.等信息如果是潮位信號，將有以下典型信號：0 xfe，站號，潮位,如果想看計算機串口接受到的數(shù)據(jù)，那么連接時使用“COM1”，當然具體選擇是COM？要看數(shù)據(jù)是連接到哪個串口的，如果是串口2那么選擇“COM2”。,35,端口設置按信號的具體情形進行設置后，點“確認”。按下“確定”鍵后，畫面上將分別顯示以下信息：如果是GPS信號，將有以下典型信息：$GPGGA,等信息。如果是羅經(jīng)信號，將有以下典型信號：$HDDT,.等信息如果是潮位信號，將有以下典型信號：0 xfe，站號，潮位如果是測深信號，將有以下典型信息：DT0101091DT0201113DT0301130DT0401134.如果是AIS信號，將有以下典型信息：!AIVDM,1,1,A,15