1.什么是RS485总线？

        RS485 是一种通用的通信标准，广泛用于数据采集和控制应用中。 它的主要优点之一是它允许将多个 RS485 设备放在同一条总线上，这使得多个节点可以相互连接。

        RS-485是美国电子工业协会（EIA）在1983年批准了一个新的平衡传输标准（balanced transmission standard），EIA一开始将RS（Recommended Standard）做为标准的前缀，不过后来为了便于识别标准的来源，已将RS改为EIA/TIA。目前标准名称为TIA-485，但工程师及应用指南仍继续使用RS-485来称呼此标准。

        RS-485仅是一个电气标准，描述了接口的物理层，像协议、时序、串行或并行数据以及链路全部由设计者或更高层协议定义。RS-485定义的是使用平衡（也称作差分）多点传输线的驱动器（driver）和接收器（receiver）的电气特性。

2.差分信号传输

        RS485 通信采用差分信号传输，通常情况下只需要两根信号线就可以进行正常的通信。
在差分信号中，逻辑0和逻辑1是用两根信号线（A+和B-）的电压差来表示。

• 逻辑 1：两根信号线（A+和B-）的电压差在 +2V～+6V 之间。
• 逻辑 0：两根信号线（A+和B-）的电压差在 -2V～-6V 之间。

 3.连接方式

        在 RS485 通信网络中，通常会使用 485 收发器来转换 TTL 电平和 RS485 电平。
        节点中的串口控制器使用 RX 与 TX 信号线连接到 485 收发器上，而收发器通过差分线连接到网络总线。
        串口控制器与收发器之间一般使用 TTL 信号传输，收发器与总线则使用差分信号来传输。
        发送数据时，串口控制器的 TX 信号经过收发器转换成差分信号传输到总线上。
        接收数据时，收发器把总线上的差分信号转化成 TTL 信号通过 RX 引脚传输到串口控制器中。
        通常在这些节点中只能有一个主机，剩下的全为从机。
        在总线的起止端分别加了一个 120 欧的匹配电阻。

具体连接图如下所示：

 4.为什么需要基于RS485的通信？

         工业场景应用复杂繁多，有些长距离且干扰严重的场合，基于RS485的通信可以提供一种好的解决方案。

        下面几点解释和说明为什么RS485会被选中：

1. 长距离通信： 标准通信协议通常在几米之外就难以处理，因为信号衰减和噪声会降低数据传输的质量和可靠性。

        RS485通过支持长达1200米的通信距离和高达10 Mbps的数据传输速率，解决了这一问题。这使其非常适合设备可能分散的大型工厂区域。

2. 抗干扰能力： 工业环境通常充满了来自各种机械和设备的电气噪声，这些噪声可能会干扰通信信号。

        RS485使用差分信号，即通过测量两线之间的电压差，而不是单线上的电压水平。这使得RS485对共模噪声具有很高的抗性，因为任何同等地被两条线拾取的噪声都不会影响信号的完整性。

3. 通信模式：RS485支持半双工和全双工通信模式，根据应用需求提供灵活性。

• 半双工：在此模式下，通信是单向的，要么发送要么接收，但不会同时进行。这对于设备轮流传输数据的应用非常有用，如主从配置。
• 全双工：此模式允许双向同时通信，对于需要设备之间持续数据交换的实时应用非常有益。

4. 支持多设备：

        RS485可以处理同一网络上的大量设备，多达32个单元，使其非常适合具有众多传感器、执行器和控制器的复杂系统。

5. 鲁棒性和可靠性： RS485的物理层规范强大，包括宽共模电压范围，即使在存在大的地电位差异或嘈杂环境中感应到的总线电压下，也能确保可靠运行。

6. 成本效益： 尽管RS485具有先进的特性，但考虑到减少中继器的需要以及能够使用价格低廉的双绞线电缆，它可以是一种成本效益高的解决方案。

7. 可扩展性： RS485网络可以轻松扩展或修改，因为可以在不需要对现有基础设施进行重大更改的情况下添加新设备。

8. 兼容性： RS485是一种广泛采用的标准，确保了与不同制造商的设备和系统的兼容性。 总结来说，由于RS485能够在具有挑战性的环境中支持长距离、可靠且健壮的数据传输，即使在电气噪声存在或设备网络可能很大的情况下也是如此，因此被选用。它在通信模式上的灵活性和对多设备的支持使其成为各种工业和商业应用的多功能选择。 

        总结来说，由于RS485能够在具有挑战性的环境中支持长距离、可靠且健壮的数据传输，即使在电气噪声存在或设备网络可能很大的情况下也是如此，因此被选用。它在通信模式上的灵活性和对多设备的支持使其成为各种工业和商业应用的多功能选择。