㈠ 浅析常见的物联网通信方式
定义
RS485:此方式用于多台控制器间通讯。控制器通过双绞线或网线连接,形成手牵手串联,连接至RS485转换器(集线器),再接入计算机串口,实现一台计算机管理多台控制器的通讯。
RS232:全称为数据终端设备与数据通讯设备之间串行二进制数据交换接口标准,标准使用DB-25或简化后的DB-9连接器,规定了信号内容和电平,后来发展为IBM PC机的DB-9接口。
TCP/IP:当前计算机网络通用协议,具有传输速度快、国际标准、兼容性好的特点。控制器接入方式与局域网HUB、计算机网卡相似。
PROFIBUS-DP:基于RS485的协议,用于现场层高速数据传输。支持主站周期性读取从站信息,总站循环时间需小于主站程序循环时间,除周期性通信,还支持非周期性通信进行设备组态、诊断和报警。
通讯距离
RS485:在110Kbps速率下,理论通信距离可达1200米。实际通信距离受负载、外部干扰、线材影响,通信速率、负载数量、线材粗细反比。延长通信距离可通过增加中继器或转换为网络或光纤线路。
RS232:标准传输距离有限,最大50米,实际使用受限于15米。改进后,距离显著增加。
TCP/IP:小型局域网通过HUB级联延长距离,每级可达100米,可级联多级。大型局域网通过光纤、无线等延长至远距离,甚至跨城市,互联网支持千公里乃至跨国界连网。
PROFIBUS-DP:传输速率为9.6K至12Mbps,最大距离在不同速率下分别可达1000米、400米、200米、100米,使用中继器可达10公里。
负载数量
RS485:标准允许32个设备,最新芯片可达128或400个。网络负载数量由设备地址字节长度决定,通过集线器可扩展总线,增加负载数量。建议单线负载不超过30台设备,减少故障率。
RS232:一对一通信。
TCP/IP:理论上无限制,HUB级联支持成千上万台设备组网。
PROFIBUS-DP:最多支持127个站点。
通讯速度
RS485:传输速度快,最高可达10Mbps以上,实际使用通常为9600bps以下。
RS232:通讯速度较慢。
TCP/IP:通讯速度远超RS485、RS232,每秒上传记录达100多条,甚至数百条。
PROFIBUS-DP:在32个站点系统中,传输速度为512bit/s输入和输出,在12Mbps时仅需一毫秒。
通讯方式
RS485:总线式拓扑结构,支持主从通信,连接简单,常用双绞线。
RS232:单端通讯,抗干扰性差,传输距离受限。
TCP/IP:采用星型结构。
PROFIBUS-DP:支持点对点或广播通信,包括循环和非循环数据传输。
优点
RS485:成本低,方便多点互连,不受干扰,易于组建网络。
RS232:应用广泛、价格便宜、编程容易。
TCP/IP:遵循国际标准,性能好,网络容量大,支持广泛连接。
PROFIBUS-DP:支持控制指令同步输入和输出。
缺点
RS485:设备数量有限,网络复杂,受干扰大,传输距离和速度受限。
RS232:信号电平高易损,传输速率低,抗干扰弱,传输距离短。
TCP/IP:对网络知识要求高,成本高于RS485。
PROFIBUS-DP:支持站点数量有限。
物联网连接从近距离有线通信发展到无线通信,考虑移动性与设备多样化,需结合有线与无线通信技术。有线通信稳定可靠,无线通信灵活,适用于不同场景。
在互联网+时代,传感器数据丰富,传统连接方式可能受限。物联网通信方式多种多样,包括以太网、串口通信、Wi-Fi、蓝牙等,各有优缺点。
总结:物联网连接方式选择需根据需求、成本、功耗、距离等综合考虑,技术不断进步,未来连接方式将更加多样化与高效。