设备使用485通信的优缺点

132 阅读5分钟

Q: 物联网项目,设备A上传数据给采集器B,B把数据组装下发送给服务器,双方通信采用的是485通信,讲一下485通信在这里有什么优缺点

A:

优点

  1. 远距离传输

    • RS-485 标准支持较长的传输距离,在较低的波特率下,其传输距离可达到千米级别。例如,在波特率为 9600bps 时,传输距离可能达到 1200 米左右。这对于物联网项目中设备与采集器可能存在的较远距离部署情况非常有利,能够满足在较大范围的区域内实现设备数据的采集需求,比如在一个大型工厂车间、仓库或者农业种植园区等场景下,设备 A 即使距离采集器 B 较远,也能通过 485 通信可靠地将数据传输过去。
  2. 抗干扰能力较强

    • RS-485 采用差分信号传输方式,即通过两根信号线(A 线和 B 线)来传输信号,这两根线传输的信号是相互反相的。在传输过程中,外界的电磁干扰等噪声通常会同时影响这两根信号线,但由于差分信号的特性,接收端可以通过对这两根信号线的信号进行差分运算(即相减操作)来提取出有效信号,从而有效地抑制外界干扰。这种抗干扰能力使得 485 通信在工业环境等存在较多电磁干扰的场所能够稳定地工作,例如在工厂中存在大量电机、电焊机等设备产生电磁干扰的情况下,设备 A 与采集器 B 之间的 485 通信依然可以保证数据传输的准确性。
  3. 多设备连接

    • RS-485 支持在一条总线上连接多个设备,通常可以连接多达 32 个设备(理论上可扩展到 256 个设备,但实际应用中受限于电气特性等因素,一般常用 32 个设备左右)。在物联网项目中,这意味着可以在同一总线上连接多个设备 A 到采集器 B,方便对多个设备的数据进行集中采集和管理。 比如在一个智能农业温室大棚里,可能有多个温度传感器、湿度传感器等设备,这些设备都可以通过 485 通信连接到同一个采集器 B 上,从而提高了系统的集成度和管理效率。
  4. 成本相对较低

    • 与一些其他高速、高性能的通信方式相比,RS-485 通信所需的硬件设备(如收发器芯片等)成本较为低廉。而且其布线相对简单,不需要像一些高端通信方式那样复杂的布线系统和昂贵的网络设备。这对于物联网项目尤其是对成本较为敏感的项目来说,是一个重要的优势,可以在保证一定通信功能的基础上,有效地控制项目成本,例如在一些小型的智能家居系统或者简易的工业监控系统中,采用 485 通信能够在满足数据传输需求的同时,降低设备采购和布线成本。

缺点

  1. 传输速度有限

    • RS-485 的波特率相对有限,一般常用的波特率在 9600bps 到 115200bps 之间,虽然在某些特定应用场景下可以设置更高的波特率,但总体来说其传输速度比不上一些现代高速通信标准,如以太网、光纤等。在物联网项目中,如果设备 A 产生的数据量较大且需要快速传输到采集器 B,比如一些高清视频监控设备或者高速数据采集设备,485 通信可能无法满足其对传输速度的要求,从而导致数据传输延迟,影响系统的实时性。
  2. 半双工通信方式

    • RS-485 采用半双工通信方式,这意味着在同一时刻,要么是设备 A 向采集器 B 发送数据,要么是采集器 B 向设备 A 发送数据,不能同时进行双向通信。在物联网项目中,当需要频繁进行双向交互数据的情况时,例如采集器 B 可能需要向设备 A 发送一些配置信息或者控制指令,同时设备 A 又要向采集器 B 发送实时数据,这种半双工通信方式就会带来不便,可能需要通过额外的协议设计或者分时复用等方式来实现双向通信,增加了系统设计的复杂性。
  3. 总线拓扑结构限制

    • RS-485 通信通常采用总线拓扑结构,即多个设备通过一条总线连接到采集器 B。这种拓扑结构存在一些局限性,比如当总线上的一个设备出现故障时,可能会影响整个总线的通信,导致其他设备的数据传输也受到干扰。而且在进行总线扩展或者设备增减时,需要对整个总线系统进行重新布线或者调整,相对来说比较麻烦,在物联网项目中,如果需要经常对设备布局进行调整或者增加新设备,485 通信的这种总线拓扑结构可能会带来一些不便。
  4. 单点故障风险

    • 由于整个通信系统是基于一条总线连接多个设备到采集器 B,所以如果总线本身出现故障,比如总线的某一段线路断路或者短路,将会导致所有连接在这条总线上的设备都无法与采集器 B 进行正常通信,存在单点故障风险,这在对系统可靠性要求较高的物联网项目中是需要重点考虑的问题。