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M—BUS总线与485总线的比较.pdf

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M—BUS总线与485总线的比较.pdf

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北京五洲创业科技有限公司
郭彦辰
2013年7月19日
M-BUS(meterbus仪表总线)总线是欧洲开发的仪表
总线,与485总线共同之处有:均可以采用双绞线传输,均
可以组成点对多点通信网络,均可以连接256个终端。
两种总线从使用角度看,好像区别不大,但仔细研究发
现,其原理差别极大,也直接导致使用效果差别极大,主要
表现在以下几个方面:
1、网络结构
从原理上看,485总线采用平衡传输方式,这就意味着
需要终端阻抗匹配,同时也意味着,485总线不支持星型总
线结构,和网络分支,只能采用线型网络,这就是为什么通
常在网络终端并接一个120欧姆的电阻,和终端设备一般采
用手拉手方式连接。而M-BUS总线采用非平衡传输,不需
要终端阻抗匹配,可支持星型网络,和网络分支,可组成星
型、线型、树型网络。
2、总线容错
485总线主机与从机的接口电气参数完全相同,即发送
时均为低阻,驱动能力可达250毫安,也就意味着一旦有一
个终端的485接口出现故障,就会持续向总线提供驱动力可
达250毫安的高电平或低电平,导致整个总线瘫痪,且不易
查出故障点,有485总线使用经验的工程师,无一例外都会
遇到此种问题,一般可采用在每个终端的AB线上串接限流
电阻的方式,来提高485接口的安全性,但要牺牲一条总线
上可连接的终端数量,且并不能解决一个终端接口出现故障
导致总线瘫痪的个问题,可以说这个问题无解。而M-BUS
总线的主机接口与从机接口截然不同,M-BUS主机发送“0”
“1”信号,是通过发送不同的电平来区分发送的是“0”还
是“1”,而主机接收则是以判别总线电流方式判别接收到的
是“0”还是“1”,但总线电流等于总线空闲时的电流时,
认为收到一个“1”,当发现总线电流比总线空闲时的电流大
15毫安时,则认为收到一个“0”,主机在空闲时,发送一个
高电平(DC24V~DC36V,一般不低于18V)驱动能力从500
毫安~数安培由主机生产厂家自己设定,当主机发送低电平
时,发送一个比空闲时电平低8V的电平,驱动能力可达500
毫安~数安培。而从机在空闲时,~2毫安的
电流,当收到一个比总线空闲电平低8V的电平时,就认为
接收到一个“0”信号,当总线电平等于空闲电平时认为收
到一个“1”信号。当从机发送“1”~2
毫安的电流,当从机发送“0”信号时,则从总线上吸收20
毫安的电流。当一个终端的接口出现故障时,最多从总线多
取20毫安电流,相对于主机500毫安~数安培的驱动能力来
讲,其影响微乎其微,不会导致总线瘫痪,以此类推,即便
有数十个乃至100多个终端的接口出现故障,只要总线的空
闲电压还在18V以上,总线就可以正常工作。
3、总线抗差模干扰能力
在半双工通信网络中,当总线空闲时,无论主机还
是从机,均处于接收状态。485总线中,主机和从机的通信
接口一般采用MAX485SN75176或其他485专用芯片,这些
专用芯片在接收状态时,其总线接口阻抗不小于12KΩ,加
上阻抗匹配的阻抗,总线的总体阻抗不小于50Ω,二总线信
号识别阈值仅有200mV,而M-BUS总线的阻抗一般不大于
10欧姆,而信号识别阈值达8V,可见M-BUS总线抗差模干
扰能力非485总线可比。
4、总线抗共模干扰能力
RS-485接口由于采用差分方式传输信号方式,不需要相
对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位
差就可以了,但在实际应用中总线两端的设备各有自己的地
线,而设备的地电位差小则几十毫伏,大则几伏甚至10V以
上,当总线处于发送状态时,所产生的共模电压可能在±10V
以上,并伴有强烈的干扰,而485接口过压能力为-7V/+12V,
轻则总线不能工作,重则导致设备的485接口损坏,从而导
致总线瘫痪,这也是实际应用中造成485接口损坏的主要原
因。而M-BUS总线,靠电流环工作,不会因自身收发产生共模干扰。
5、传输特性
485总线最大传输距离为1200米,最大传输速率可达
10Mb,但双绞线平衡传输模式,传输速率与传输距离成反比,
当传输距离达到100米时,最大传输速率不大于1Mb,在实
际应用中,由于增加传输线路的抗干扰性,提高传输的稳定
性,以及保证误码率的需要,在接口和线路上增加附属电路,
从而影响了最大传输速率,且要使用屏蔽线,一般要接终端
阻抗匹配电阻,在1000米下通信速率不超过9600bps,在100
米下,传输速率不超过250Kb。而M-BUS总线由于自身的
抗干扰能力很强,传输一般不需要屏蔽线,但由于其主从机
收发模式不同,从机的就扣电气特性略呈电容性,其最大传
输速率一般不高于20Kb,且受线路长度影响不大,传输距
离即便只有100米传输速率也不超过20Kb,在1000米下也
可以不低于9600bps,且不必是屏蔽线。
6、单总线网络规模
485接口可驱动的总线节点数量的理论值是256,但在
实际应用中,为了保证总线的安全及传输的可靠性,一般限
定在32个以内。而M-BUS总线主机可驱动从机的数量,取
决于M-BUS主机的驱动能力,一般不小于128个,大功率
主机可可靠地驱动256个从机甚至更多。
7、施工
485总线分AB线,在终端接入总线时,不能接错,否
则将不能通信。而M-BUS总线的两条线,不分AB,正负,
只要一对一连接即可,因此在施工过程中,不存在接错线的
问题。
结论:
1、485总线与M-BUS总线均为2线制总线,同为半双
工总线,均可实现点对点,点对多点通信。
2、485总线的抗干扰能力劣于M-BUS总线,设备接口
的故障率高于M-BUS总线。
3、485总线一旦有一两个设备接口出现故障,会导致总
线瘫痪。而M-BUS总线,则在三分之一的设备接口出现故
障时,还能保证无故障设备可正常通信。
4、485总线节点数量,一般远低于理论值256个,一般
在32个以下。而M-BUS总线节点数量,可达到最大值256,
一般不低于128个。
5、485总线一般采用屏蔽双绞线,且需要接终端阻抗匹
配电阻,而M-BUS总线,不必采用屏蔽线,易不用姐终端
阻抗匹配电阻。
6、485总线分AB线,施工时不能接错,而M-BUS总
线则无AB、正负线之分,只要一对一链接即可。
7、485总线只能采用线型总线,不能采用其他结构总线,
而M-BUS总线则可以采用线型、星型、树型结构总线。
8、在短距离下,485总线传输速率可达10Mb,而M-BUS
总线则只有20Kb。
9、由于485总线使用历史较长,在工业自动化系统中
普遍使用,而M-BUS总线是近几年才研发出来,使用时间
较短,在工业自动化领域使用较少,而在抄表领域使用较多。
10、485总线主从机接口完全相同,接口芯片造价低廉,
接口电路简单,而M-BUS总线,主从机接口不同,相对485
接口而言,M-BUS接口复杂,造价较高,但相对于设备而言
器接口成本均属低廉。

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