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485公交系统是什么?
于嵌入式技术楼宇智能化控制系统*
摘要:为了解决智能楼宇控制点种类和数量多的问题,设计了基于嵌入式技术的智能楼宇控制系统,系统采用MODBUS通
讯协议,485/232总线结构,最大通讯距离达1200m,通过区域控制器与控制模块数目自由组合组成控制网络的方法成功
解决这个问题,效果良好。
关键词:智能楼宇 MODBUS协议 485/232总线 区域控制器
0 引 言
智能楼宇最早出现在美国,我国的智能楼宇起源于
20世纪90年代,楼宇智能化是现代工业高科技的结晶,
是未来“信息高速公路”的主节点,是进入“数字时代”新
兴的产物。所谓楼宇自动化系统是对中央空调系统、通风
系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统进行
监控。随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,
对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求
越来越高随着区域控制器的数量和各种控制模块的增加,结构灵活多变,可以
适应各种输入输出信号,并根据用户的实际需求开发控制软件
,从而真正实现量身定制成为一大特色。该智能控制系统已
用于多栋建筑的智能控制,控制准确,运行稳定。此外
,区域控制器也可单独使用,作为产品配套控制器,已成功应用于除湿机、冷干燥机、Vocs气体去除装置等。
参考文献
1于鸿洲51系列单片机软件抗干扰设计[J]集成电路通信2007,
卷25,第2期:16-18
2王文,陈林,单片机原理及应用[m],华中科技大学出版社
3俞寿潜王建华库金桥。[j]HIGH TECHNOLOGy
LETTERS . 2006,12,1:37-41 .
4 B .楼宇自动化、可编程控制器与FAC的代用开发智能能源管理网络
托利自动化(PLC&FA) 2005,3: 28-30
5,宋洋软件抗干扰技术及其在单片机上的应用现代电子技术
,9,2007: 90-92
6朱单片机在工业控制中的应用[J]中国科技信息 张贤斌串行通信中MODBUS协议的研究与应用[J]长江
工程职业技术学院学报,第1期,2007: 30-32
9赵学军RS485。系统控制的方式由过去的中央集中监控,转
而由高处理能力的现场控制器所取代的集散控制系统,本
文设计的楼宇自动化智能控制系统是专门为楼宇智能化
所设计,同霍尼韦尔、西门子等楼宇控制产品相比结构灵活,
控制简便,并且易于针对个体需求进行软件的二次开发。
1 网络结构
控制系统结构如图1所示,分为三个控制层。上层为
PC远程集中监控,下层为控制模块,中间层为现场区域控
制器。层与层之间通过RS232/485总线联网。
远程集中监控平台主要功能为提供即时的数据显示、
历史数据的保存维护和查询显示、故障报警和故障历史查
询、参数修改和查询。PC远程监控平台为主要人机界面,
所以上位机软件设计体现了如下三个优点:一是将控制网
络WEB化,可以将不同来源、不同格式的信息转变为统一
的格式,供具有统一界面的客户机浏览器浏览,以更好地
适应信息化社会的使用需要;二是建立了基于SQL SERV-
ER数据库的管理信息系统,提高了信息管理的功能;三是
采用开放式设计的网络结构,可以更方便地与其他系统
(如安保系统、消防系统)进行集成。软件基于delphi平台
开发,加载大量图形操作,简单方便。
控制模块包括四种,即数字量输入模块(Digital In-
put)、数字量输出模块(DigitalOutput)、模拟量输入模块
(Analog Input)、模拟量输出模块(AnalogOutput)。控制模
块是控制系统的主要执行机构,即采集数字量信号和模拟
量信号,也输出数字量信号和模拟量信号。因此每种模块
各自拥有单独的控制芯片,既接受现场区域控制器的控制
命令,又需要根据控制命令完成模块的输入输出功能。
中间层现场区域控制器既与PC远程监控平台进行通
讯,接受控制命令并上传实时数据,又通过控制模块采集
数据,执行控制命令。显然,现场区域控制器是整个控制
系统的核心枢纽,其重要性不言而喻,因此整个区域控制器
的软硬件设计无疑成为整个系统的重点和难点。
2区域控制器
2.1硬件电路
区域控制器的硬件电路主要由CPU、上下位机通信端口
、EEPROM和时钟、键盘和触摸屏、液晶和数字/模拟
模拟输入输出单元组成。硬件结构如图2所示。
区域控制器CPU选用STC89C516RD2,是新一代
抗干扰/高速/低功耗单片机,指令代码完全兼容传统
8051单片机[1-3]。
区域控制器本身具有一定数量的数字/模拟输入
输出单元,可以作为智能楼宇控制系统中控制模块的补充
电荷,也可以单独作为产品配套控制器,灵活多变。
时钟和EEPROM通过I2C总线
与区域控制器的CPU相连。I2C总线使用两条线路(SDA和SCL)在芯片和模块之间传输
信息。SDA是串行数据线,SCL是串行时钟线。这两条
线必须通过一个上拉电阻连接到正电源,并且它们的数据只能在总线
不忙时传输。CPU为主设备,时钟和EEPROM为从设备
RS485总线和RS485集线器有什么区别?485总线用什么线连接?是网线还是铜线??请详细说明。最好有一张照片。
上位机的通信接口由控制器CPU通过SPI总线访问异步通信芯片MAX3100来实现。SPI总线采用三线同步连接
。主要特点是串行数据可以同时收发。它可以作为
主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志
;写保护冲突;公交竞争保护等。下位机通信接口通过中断串口
实现半双工通信。
为了满足各种输入模式,控制器同时具有键盘和触摸
屏幕,即可以通过按键键入控制命令或直接触摸
触摸屏幕。键盘采用独立键盘;触摸屏采用电阻触摸
屏,主要由两个导电层组成。当手指触摸
屏幕时,两个导电层在触摸点接触,电阻发生变化
,产生X、Y方向的信号,然后触摸屏控制器检测到这个接触点并进行计算。
2.2软件流程
智能楼宇控制系统控制多种点,如温度、
湿度、流量、开关等。硬件电路根据数字量、模拟量、输入/输出
提供通用接口,因此各个点的具体识别和控制
完全由软件完成。现场区域控制器作为整个系统的控制
核心,不仅要检测自身的输入输出单元,完成显示、报警等功能
,还要根据上位机(PC)和控制模块提供的信息发布控制决策
。所以软件流程包括初始化、故障检测与处理、控制计算
、上下位机通信等。
(图3)。初始化包括数值
初始化、中断初始化、通信
初始化和显示初始化。故障
检测包括通信故障、反馈故障
、逻辑故障等。控制部分
主要是程序算法
的实现,输入输出
智能控制系统包括键盘/触摸屏输入
和LCD输出。上位机通讯
是指远程PC与区域控制器
通讯,而下位机通讯是[/br]
楼宇自动化控制系统存在多种故障,
故障处理方法不同,因此故障检测
和处理成为编程难点。针对这种情况,流程
采用查表法(表1),成功解决了这个难题。
楼宇自动化控制系统存在多种故障,
故障处理方法不同,因此故障检测
和处理成为编程难点。针对这种情况,流程
采用查表法(表1),成功解决了这个难题。
表分为五列,第一列是故障号;第二列是故障处理方式
,如1(关机)、2(关机)、3(重启)。第三列判断
是否联动,如0(否)、1(是),主要判断一些相互关联的部分
失效时是否需要同步;第四列所谓报警延时主
是指某一现象作为故障重复出现的时间,以消除
抖动引起的误报警;延迟寄存器的第五列存储报警延迟,例如
1(0.1秒延迟寄存器)、2(秒延迟)和3(分级延迟)。
每个故障应该对应于表中的一个。在实际应用中,填写表格的
框快捷方便。
上下位机的通讯程序采用MODBUS通讯协议[7-8]。
Modbus协议是应用于电子控制器的通用语言。通过
该协议,控制器可以通过网络(如以太网
)相互通信、与控制器和其他设备通信。它已经成为一个通用的工业标准
。当通信时,该协议确定每个控制器需要知道它们设置的
备用地址,识别该地址发送的消息,并决定采取什么行动。
如果需要响应,控制器将生成反馈信息,并使用Modbus协议发送出去
。控制器通信采用主从技术,即只有一个设备(主
备用)可以初始化传输(查询)。其他设备(从设备)根据主
待机查询提供的数据做出相应的响应。在该系统中,当主设备为
上位PC时,现场区域控制器为从设备,当现场区域控制器为主设备时,控制模块为从设备。Modbus协议建立了
主设备的查询格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据
,以及一个错误检测字段。来自从设备的响应消息也由Mod-
总线协议组成,该协议包括要执行的确认字段、要返回的任何数据、
和错误检测字段。如果消息接收过程中出现错误,或者
从设备无法执行其命令,从设备将创建一条错误消息,并将其作为响应发送
。
例如,当主设备(现场区域控制器)发送如表2
所示的请求时,连接到该控制器的所有控制模块都接受该请求,但只有地址为1的控制模块响应该请求,而其他地址
的控制模块自动丢弃该帧数据。根据功能
,循环冗余校验检查数据是否正确后
[4]
RS485总线可以直接和单片机连接吗?还是需要485到232的接口?
MCU单片机 接口是 RS232
所以连接时 要转换的
max485 还有 SN75LBC184 等
百度文库 里有 很多 这类文档
搜 单片机 rs485 等关键词 试试看
rs485通信线路与网络电缆的区别
一、主体不同
1、rs485通讯线:根据RS485工业总线标准,RS485工业总线为特性阻抗120Ω的半双工通讯总线。
2、网线:由一对22-24号线规的绝缘铜导线对绞而成,将多对双绞线一起包在一个绝缘电缆护套里。
二、特点不同
1、rs485通讯线:采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。
2、网线:是由一层层的绝缘线包裹着中央铜导体的电缆线。是抗干扰能力好,传输数据稳定。
三、特点不同
1、rs485通讯线:采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mv的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。
2、网线:双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线对绞的方式来抵御频率小于25MHz以下电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可以降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。
参考资料来源: 百度百科-RS485总线
参考资料来源:百度百科-网线
RS485总线可以连接多少台设备?
理想情况下,可以 达 128 个
当然,使用特定的 芯片,可以达到 256 等等
经常会有这样的疑问RS485总线能挂多少个设备,是不是可以挂256个设备(因为地址是1byte,取值范围也就0-255)。
有的说RS485总线只能挂接32个节点,这是由它自身的驱动能力决定的。而到网上搜索发现有人说可以支持128个,也有说能支持256个,甚至400个......
不管是支持32个、128个、256个都没有错,但是这些都是理论值,实际负载多少个设备,还要看RS485转换器用什么芯片,并和所用电缆的品质相关,节点越多、传输距离越远、电磁环境越恶劣,所选的电缆要求就越高。
485通讯中一个串口可以控制多少个设备的问题是与该485网络中的电气特性和协议特性所决定的。
所谓电气特性就是指的是要保证485网络中的特征阻抗在允许的范围内,应该是120欧姆左右,连接的设备越多,特征阻抗越小,所以一般在485网络中一般
都要加120欧姆的终端电阻。同时还要保证信号的衰减在可接受范围内。长距离传输加中继器。所谓协议特性是指在485网络中传输的协议支持的寻址范围,如
MODBUS是31个。
RS-485的“节点数”主要是依“接收器输入阻抗”而定;根据规定,标准RS-485接口的输入阻抗为
≥12kΩ,相应的标准驱动节点数为32个。为适应更多节点的通信场合,有些芯片的输入阻抗设计成1/2负载(≥24kΩ)、1/4负载(≥48kΩ)甚
至1/8负载(≥96kΩ),相应的节点数可增加到64个、128个和256个。
RS485到底是什么
1、【RS-485】
又名TIA-485-A, ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。
这是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准。
该标准保证了数字通信网络即使在远距离、电子噪声较大的情况下也可以有效传输信号。
RS-485的出现,使得廉价的本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。
2、【与RS-232的区别】
①信号电平值区别
RS-232接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片。
RS-485接口信号电平比RS-232-C降低,不易损坏接口电路的芯片。
②与TTL电平兼容性不同
RS-232接口与TTL电平不兼容,需要使用电平转换电路方能与TTL电路连接。
RS-485接口与TTL电平兼容可以直接连接电路。
③传输速率不同
RS-232接口传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps。
RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。
④传输形式不同
RS-232接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式。
RS-485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合。
⑤抗噪声干扰性能不同
RS-232接口单信号线和单返回线的共地传输结构容易产生共模干扰,抗噪声干扰性弱。
RS-485接口平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,抗噪声干扰性好。
⑥最大传输距离不同
RS-232接口最大传输距离标准值为50英尺。
RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺。
⑦连接收发器不同
RS-232接口只允许连接1个收发器,即单站能力。
RS-485接口总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。
参考资料:百度百科-RS485接口
参考资料:百度百科-RS232-C接口
[9]
纠正一下,RS-485?是串行总线标准,有专用线,但可以用网线相连。
附上图片:
RS485总线是什么规格?
传输线第一原则就是阻抗匹配,RS485的特性阻抗通常为120Ω.
第二原则就是衰减量满足传输距离:
如果节点不多,300米以内可以用20AWG的总线电缆;
节点数越多,通信距离越长则建议采用衰减更低的18AWG的总线电缆。
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