㈠ 淺析常見的物聯網通信方式
定義
RS485:此方式用於多台控制器間通訊。控制器通過雙絞線或網線連接,形成手牽手串聯,連接至RS485轉換器(集線器),再接入計算機串口,實現一台計算機管理多台控制器的通訊。
RS232:全稱為數據終端設備與數據通訊設備之間串列二進制數據交換介面標准,標准使用DB-25或簡化後的DB-9連接器,規定了信號內容和電平,後來發展為IBM PC機的DB-9介面。
TCP/IP:當前計算機網路通用協議,具有傳輸速度快、國際標准、兼容性好的特點。控制器接入方式與區域網HUB、計算機網卡相似。
PROFIBUS-DP:基於RS485的協議,用於現場層高速數據傳輸。支持主站周期性讀取從站信息,總站循環時間需小於主站程序循環時間,除周期性通信,還支持非周期性通信進行設備組態、診斷和報警。
通訊距離
RS485:在110Kbps速率下,理論通信距離可達1200米。實際通信距離受負載、外部干擾、線材影響,通信速率、負載數量、線材粗細反比。延長通信距離可通過增加中繼器或轉換為網路或光纖線路。
RS232:標准傳輸距離有限,最大50米,實際使用受限於15米。改進後,距離顯著增加。
TCP/IP:小型區域網通過HUB級聯延長距離,每級可達100米,可級聯多級。大型區域網通過光纖、無線等延長至遠距離,甚至跨城市,互聯網支持千公里乃至跨國界連網。
PROFIBUS-DP:傳輸速率為9.6K至12Mbps,最大距離在不同速率下分別可達1000米、400米、200米、100米,使用中繼器可達10公里。
負載數量
RS485:標准允許32個設備,最新晶元可達128或400個。網路負載數量由設備地址位元組長度決定,通過集線器可擴展匯流排,增加負載數量。建議單線負載不超過30台設備,減少故障率。
RS232:一對一通信。
TCP/IP:理論上無限制,HUB級聯支持成千上萬台設備組網。
PROFIBUS-DP:最多支持127個站點。
通訊速度
RS485:傳輸速度快,最高可達10Mbps以上,實際使用通常為9600bps以下。
RS232:通訊速度較慢。
TCP/IP:通訊速度遠超RS485、RS232,每秒上傳記錄達100多條,甚至數百條。
PROFIBUS-DP:在32個站點系統中,傳輸速度為512bit/s輸入和輸出,在12Mbps時僅需一毫秒。
通訊方式
RS485:匯流排式拓撲結構,支持主從通信,連接簡單,常用雙絞線。
RS232:單端通訊,抗干擾性差,傳輸距離受限。
TCP/IP:採用星型結構。
PROFIBUS-DP:支持點對點或廣播通信,包括循環和非循環數據傳輸。
優點
RS485:成本低,方便多點互連,不受干擾,易於組建網路。
RS232:應用廣泛、價格便宜、編程容易。
TCP/IP:遵循國際標准,性能好,網路容量大,支持廣泛連接。
PROFIBUS-DP:支持控制指令同步輸入和輸出。
缺點
RS485:設備數量有限,網路復雜,受干擾大,傳輸距離和速度受限。
RS232:信號電平高易損,傳輸速率低,抗干擾弱,傳輸距離短。
TCP/IP:對網路知識要求高,成本高於RS485。
PROFIBUS-DP:支持站點數量有限。
物聯網連接從近距離有線通信發展到無線通信,考慮移動性與設備多樣化,需結合有線與無線通信技術。有線通信穩定可靠,無線通信靈活,適用於不同場景。
在互聯網+時代,感測器數據豐富,傳統連接方式可能受限。物聯網通信方式多種多樣,包括乙太網、串口通信、Wi-Fi、藍牙等,各有優缺點。
總結:物聯網連接方式選擇需根據需求、成本、功耗、距離等綜合考慮,技術不斷進步,未來連接方式將更加多樣化與高效。