標題485總線在電能表使用中的常見問題及分析 電話-021-51104095

1　在電能表中的應用　　由于歷史的原因，我國在制定DL／T614－1997《電子式多功能電能表》及DL／T645－1997《電子式多功能電能表通訊協議》時將RS－485標準串行通訊接口作為電表的通訊接口，并詳細地定義了物理層、鏈路層、應用層，結束了以前電表廠家規約各不兼容、互相不能抄的尷尬局面。各電表廠家遵循相同的協議標準對電表進行讀寫操作，簡化了電表抄表應用及維護的工作量。使得國內的智能電表基本上可以做到互聯互通。但是目前國內的485抄表還存在一些問題，主要是通信成功率低、不能做到即連即通、易損壞等。 2　物理層、鏈路層及數據傳輸 2．1　物理層　　A）共模輸入電壓：－7V～＋12V�！　�B）差模輸入電壓：大于0．2V�！　�C）三態方式輸出�！　�D）半雙工通信方式�！　�E）驅動能力不小于32個同類接口�！　�F）總線是無源的，由費率裝置或數據終端提供電源�！　�G）邏輯“1”以A、B兩線間的電壓差為＋（2～6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為－（2～6）V表示。 2．2　鏈路層及數據傳輸　　通訊鏈路的建立與解除由主站發出的信息幀來控制，幀的組成如表： 　　由上表可知，幀由起始符、地址域、控制碼、數據長度、數據域、校驗碼及結束符等7個域組成，每部分由若干字節組成�！　�DL／T645－1997規定，在發送幀信息之前，先發送1～4個字節FEH，其目的是預先拉高控制總線，以喚醒接收方，保障幀信息的順利接收�！　�DL／T645－1997規定了主—從結構的半雙工通訊方式。每次通訊都是由主站向從站發出請求命令幀開始，從站根據要求作出響應。收到命令幀后的響應延時稱作幀間延時Td：20ms≤Td≤500ms。字節之間停頓時間稱作字節間延時Tb：Tb≤500ms。如圖1所示： 3　RS485在電表通訊中的常見問題及解決方案 3．1　收發時序不匹配　　現象1：485通訊不成功，用邏輯分析儀查看，發送的碼字正確，電能表返回碼字也符合規約。再細看，主站發送的碼字的最后一位同電能表應答的數據幀的第一位之間幾乎沒有停頓�！　》治觯河捎�485總線是一個半雙工的通訊方式，收和發不能同時進行，從發送完成到變為接收狀態，無論是軟件的處理抑或是硬件的切換都需要一定的延時，因此DL／T645規定幀間延時Td：20ms≤Td≤500ms，主要是給發送方一個由發轉為收的時間，保證接收方返回的數據能完整的被接收。而有些電能表，尤其是一些早期的多功能表對此考慮不夠，在接收到主站的請求命令幀后，未進行幀響應延時，就立刻發送應答幀，而此時主站還處于發送狀態，等主站返回到接收狀態時，電能表前面的碼字已發送完，主站接收到的應答數據幀不完整引起通信失敗�！　‖F象2：當主站對某塊表連續抄幾幀數據時，第一幀通訊成功，第二幀開始電表不回應答幀�！　》治觯和瑯拥牡览�，電表的485由發轉為收也需要延時，而有的主站軟件編程時，沒有考慮，接收完一幀數據后沒有延時或延時不夠就又開始抄下一幀，而此時電表還沒有回到接收狀態，通訊失敗。在這里我們建議通信雙方在編程時都必須嚴格遵守DL／T645所規定的幀間延時，并留有余量，具體應用時可取一個中間值，如100ms。 3．2　判斷幀起始符出錯　　對于電能表485總線來講，它是一種數字異步通信方式。異步通信不象同步通信，其沒有專門的同步信號進行同步，接收方無法準確判知哪一個字節是一幀數據通信的開始，因此DL／T645中規定68H作為幀起始符（幀同步碼），代表一幀數據的開始。有些主站和電能表在軟件編程時考慮得比較理想，接收數據時未按照DL／T645中規定68H來判定數據幀的開始，而是呆板的以接收到的第一個字符作為幀起始標志；如果電表在此幀數據之前發了幾個FEH，其接收到的數據將會出現同步錯誤。另外，如總線上平時有干擾信號存在，導致485芯片不停地收到諸如FCH、DEH這樣雜亂數據；當總線上有正常信號產生時，由于干擾信號比較小的原因，其對通信并無太大的影響，但對接收方來講，其接收正確數據幀前會混有若干個字節的雜亂數據，由于同步處理不當，通訊也會失敗。通常的做法是每接收一個字節都要判是否是68H，若不是則丟掉該字節，然后繼續往下判，直到收到68H才啟動一幀數據的接收。 3．3　幀奇偶校驗位／幀結束符不合理　　目前看來，由于這個原因引起485通信不成功占有很大的比例。我們知道，在485通信時，對于接收到的數據一般都會按收、發雙方事先約定的奇偶校驗方式進行數據檢錯，并將錯誤的數據幀剔除，等待發送方重發。這種ARQ的通信方式本身是無可厚非的，但是有的軟件人員在編程時考慮問題不夠全面，在判斷一幀結束處理時，沒有根據所收數據幀的長度和結束符“16H”及時地將數據接收任務結束，而是依據多長時間內收不到新的一個字節數據來認為一幀已收完。這種處理方法在下面這種情況下就會導致通信失敗�！　”娝�周知，RS485芯片的接收靈敏度為±200mV，即當電壓UA—UB≥200mV時，輸出邏輯“1”；UA—UB≤－200mV時，輸出邏輯“0”。當－200mV＜UA—UB＜200mV時，輸出不確定。這樣一來，當總線上所有的485芯片均處于接收狀態時，總線處于高阻狀態，此時A、B間的壓差為0V，芯片輸出處于不定狀態，可能輸出“1”，也可能輸出“0”，而且狀態會隨著時間而變化。如果輸出為“0”，在某些時候則會導致通信失敗。我們知道，電能表在發送完應答幀后，一般會馬上從發送狀態轉換到接收狀態。正常情況應該是：主站的485芯片收完最后一個字節的停止位后繼續保持為“1”（波形見圖2），而有的485芯片則可能跳變保持為“0”（波形見圖3），UART（通用異步收發器）則認為又收到一個字節00H，且很有可能校驗和是錯的，這樣接收軟件可能會判斷到一個字節校驗位出錯，而將前面接收完全正確的一幀丟掉，造成通信失敗不詳細請來電請來電 3．4　接口電路不合理　　由于485在實際使用中存在這樣或那樣的問題，人們對其接口電路采取了各種保護、濾波措施。如加上保護二極管、熱保險絲、電容、上拉電阻等（見圖4）， 這些措施有的有效，但有的無效甚至有害。

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