摘要：本文就如何按照485总线的施工规范进行485网络布线施工,供弱电安装工程商参考以及与相关行业技术人员进行交流。
关键词：RS485；共模干扰；屏蔽；布线施工
中图分类号：TP305 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)05-11249-02
1 引言
目前在建筑弱电工程中有两个广泛使用的子系统采用RS485网络布线，分别是一卡通子系统及视频监控子系统中的摄像机控制。
在一卡通子系统中，485网络信号使用双向传输，即控制计算机采集（读取）终端（消费机、门禁机、考勤机、道匝机等等）读取到的IC卡数据，同时控制计算机下载指令到这些终端；而在视频监控子系统中仅使用单向传输，控制设备下载控制指令到摄像机云台，控制云台部件的各种动作。鉴于在弱电工程验收中不对RS485网络布线进行特性指标测试，仅进行连通性测试后，工程就可以顺利竣工；但设备使用人员在日后使用过程中总会碰到一些不可解释的问题，例如：通讯连接不上，下达指令时终端无反应；可以上传数据,但不可以下载数据；通讯时,系统提示受到干扰.或者不通讯时,通讯指示灯也在不停地闪烁；有时能通讯上,有时则通讯不上；有的指令可以通,有的指令不能通等等。这些问题大都与485网络传输系统相关，即与系统布线施工相关；下面就本人对RS485网络传输系统的安装施工过程中的一点体会，谈谈如何按照485总线的施工规范进行施工,供弱电安装工程商参考、以及与相关行业人员进行技术交流。
2 线缆选择
在实际工程安装中，弱电工程商普遍使用CAT5E代替485通讯线缆（也有的工程商使用普通2芯电线RVV2*1.0）；在连接设备少（10台以下）、通讯距离短（100米以内）的情况下，控制设备和被控终端通讯基本上是没有问题的；然而国际上通用的RS485传输系统使用屏蔽双绞电缆，型号为RVSP2*0.5（二芯屏蔽双绞线，每芯由16股的0.2mm的导线组成）。线径的大小可以根据终端设备距离控制计算机（或控制键盘、控制矩阵等）的距离适当加大，例如：100米以内采用0.5的线径；200米以内使用1.0的线径，500米以内采用1.5的线径；1000米以内就得采用2.0的线径了。屏蔽双绞线有助于减少和消除两根485通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。 而弱电工程商大都习惯采用5类网线或超5类网线作为485通信线，这是错误的。这是因为： (1)普通网线没有屏蔽层，不能防止共模干扰，仅能防止线对之间的串扰；（2）网线线径是0.511mm平方（美国24号线规），对于一般情况下的485网络工程布线，网络直径大都在100米范围左右，相对来说线径太细，会导致传输信号的衰减和可挂接设备的减少；（3）485网络系统为总线结构，工程施工人员可能会为了施工方便及节省材料，尽可能在一条总线上挂接更多终端设备；（4）5类网线或超5类网线为单股的铜线，如果选用杂牌网线，相比多芯多股线而言更容易断裂。
3 接地
485网络收发器在规定的共模电压-7V至+12V之间时，才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯，严重的会损坏通讯接口。且共模干扰会增大共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是将485通讯线的屏蔽层用作地线，将控制设备、终端等网络中的各种设备连接在一起，通过弱电浪涌设备可靠地接入大地。
4 布线
通信线走线时应尽量远离强电电线，不要与电源线并行，更不能捆扎在一起。485网络是总线式拓扑结构，总线采用手拉手，而不能采用星形结构。星形结构会产生反弹信号，反弹信号与正常信号叠加，从而破坏网络中正在传输的数据；甚至破坏设备的通讯接口。总线到每个终端设备的分支线长度应尽可能短，一般不要超出3米。分支线如果没有接终端设备，将会产生反射信号，对通讯产生较强的干扰，应将其去掉，或者使用与通讯线缆特性阻抗匹配的终端电阻端接。
图1 RS485网络系统拓扑结构图
另外：在同一个网络系统中，尽量使用同一种电缆，尽量减少线路中的连接点。在连接点处确保焊接良好，包扎紧密，避免松动和氧化。保证一条单一的、连续的信号通道作为总线。485通信线由两根双绞的电缆组成，它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号的，因此称之为差分电压传输。 差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线； 共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括：
（1）采用屏蔽双绞线并有效接地；
（2）强电场的地方还要考虑采用铁管屏蔽（铁管应与弱电公用管道桥架连通）；
（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线；
（4）特别注意：不要和电控锁共用同一个电源（或变压器）；
（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV) 。
关于终端电阻（即端接器）：一般情况下不需要增加终端电阻，只有在485通信距离超过100米的情况下，要在485通讯的开始端和结束端增加终端电阻。
关于布线直径问题：485总线结构理论上在理想环境的前提下有可能使得传输距离达到1200米.一般是指通讯线材优质达标、波特率9600、且只有一台485设备连接在总线上才能使得通讯距离达到1200米,而且能通讯并不代表每次通讯都正常.所以通常485总线实际的稳定的通讯距离远远达不到1200米. 负载485设备多, （并不是所有485转换器都能够带128台设备的.要根据485转换器内芯片采用的型号和485设备芯片采用的型号来判断的。一般485芯片负载能力有三个级别 32台、128台、256台）。理论上的标称往往实际上是达不到的.通讯距离越长,波特率越高,线径越细,线材质量越差,转换器品质越差,转换器电能供应不足(无源转换器),防雷保护越强等等这些都会大大降低真实负载数量；线材阻抗不合乎标准,线径过细,转换器品质不良,设备防雷保护,波特率的加高等等因素都会降低通讯距离。如果超出了这个限制，那么必须采用485中继器或485集线器来拓展网络距离或节点数。
5 调试和测试
首先要确保设备接线正确,且严格合乎规范.可参考以下几种调试和测试方法：
共地法：用屏蔽线将所有485设备的GND地连接起来,这样可以避免所有设备之间存在影响通讯的电势差。
终端电阻法：在最后一台485设备的485+和485-上并接 120欧姆的终端电阻来改善通讯质量。
二分查找法：通过从中间断开来检查是否是设备负载过多、通讯距离过长、某台设备损害对整个通讯线路的影响等原因。
排除法：单独暂时从控制设备拉一条线到终端设备,这样可以用排除法是否是由于布线或终端设备引起的故障。
更换转换器法：随身携带多个转换器,这样可以排除是否是转换器质量问题影响了通讯质量。
笔记本电脑调试法：先保证自己随身携带的笔记本电脑是通讯正常的设备,替换客户电脑,来进行通讯,如果可以,则表明客户的电脑的串口有可能被损害；若电脑已无可用的串口，需在电脑内安装串口卡。
6 建议
建议使用和购买门禁厂家或视频监控器材厂家提供的485转换器或者厂家指定或推荐品牌的485转换器；这些厂家大都会对与其配套的485转换器做大量的测试工作,并且会单独要求485厂家安装其固定的性能参数进行生产和品质检测,所以和其设备具备较好的兼容性.千万不要贪图便宜购买杂牌厂家的485转换器。
严格按照485总线的施工规范进行施工。
对线路较长、负载较多的情况采用有预留的解决方案。
如果通讯距离过长,如果超过500米建议采用中继器或者485 HUB来解决问题。
如果负载数过多,建议如果一条总线上超过30台就采用485 HUB来解决问题。
现场调试带齐调试设备。
现场调试一定要随身携带几个确保以前可以接长距离和多负载的转换器；一台常用的电脑笔记本；测试通路断路的万用表几个120欧姆的终端电阻。
参考文献：
[1]黎连业，王超成，苏畅.智能建筑弱电工程设计与实施[M].中国电力出版社，2006.
[2]民用建筑电气设计规范.JGJ/T：16-92.
[3]建筑弱电工程设计施工与质量检测实用手册[Z].安徽文化音像出版社.
[4]樊伟.智能建筑(弱电系统)工程施工组织设计[M].中国电力出版社，2006.
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