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RS485总线在电视监控系统中的应用

在电视监控系统中,为了完成对各信息点(视频、音频、报警信号)信息的收集,以及对各前端设备(云台、镜头、护罩、灯光等)的控制,我们需要铺设大量的线缆。这些线缆的布线方式,主要有星型连接和T型连接两种。
    星型连接是电视监控系统中最常用的布线方法(如图1所示),视频线、音频线和大多数报警探头的信号线都采用这种方法。星型连接的优点是施工、维护简单方便;缺点是比较费线。


图1:星型连接示意图

    T型连接是一点对多点总线控制系统中常用的布线方法(如图2所示)。就是说,选择距离最远的两个节点之间的线路作为主干总线,其他节点则通过T型接头挂接到主干线上。而T型接头引出的线路要越短越好,最好不要超过主干线路的1/10,否则有可能会造成通讯故障。其实要防止这个问题的出现,最简单的布线方法就是采用串接,从节点1连接两芯到节点2,再从节点2连接两芯到节点3,以此类推,直到最远的节点,这样就可以保证T型接头引线近似为0。虽然串接可能会增加线路长度,但此时的线路通讯性能最好,通讯速率也能达到最大。T型连接的优点是省线,可以节约成本;缺点是布线和维护比较复杂。


图2:T型连接示意图

    在电视监控系统中,大多数主机通过RS485总线控制前端的解码器,来完成对云台、镜头和其它辅助设备的控制。RS485总线是一种半双工的差分串行总线,传输介质为双绞线,最大传输距离为1200米。
    标准的RS485总线须采用T型连接,因而标准的解码器布线方法如图3所示。


图3:解码器的T型连接示意图

    然而,由于电视监控系统中的其它线缆(视频、音频和报警信号)常常采用星型连接,如果解码器的布线一定要用T型连接,有时会使人感到别扭和不方便。实际工程中,绝大部分的主机对解码器的控制是单向的,即采用单向的RS485传输控制信号,这时对布线的要求就可以不那么严格,大量的实际工程证明解码器的星型连接是可行的(如图4所示)。当然,这种布线方法在解码器数量和最远距离上有所限制,经验数值是,解码器数量10个以内,最远距离400米以下。工程环境的不同,有可能造成实际数值与经验数值的较大差异。单向RS232-RS485转换卡(SE2485)和单向RS232-RS485转换器(SE8485),就是为此功能而设计的。需要强调的是,对于必须要双向通信的RS485系统,布线时只能采用图3所示的T型连接,此时可以选用双向RS232-RS485转换器(SE8485A)。


图4:解码器的星型连接示意图

    在中型和大型的电视监控系统中,解码器的数量较多,离主机的距离较远。RS485的布线往往需要采用星型连接和T型连接相结合的方法,才能解决问题。此时,可以选择RS485管理器(SE485H),以及RS485接力器(SE9485),通过增加RS485总线数量和对RS485信号的接力驱动,来解决RS485驱动数量有限和驱动距离不够等问题。
    进行RS485总线布线时,最好采用屏蔽双绞线。这是因为双绞线可以抵消大部分的分布参数,双绞程度越大,抵消能力就越强。采用屏蔽层可更有效防止外界信号干扰。
    为了达到防雷击的目的,屏蔽双绞线的屏蔽网一端应与解码器的地线(RS232-端,位于RS485B旁)相接;另一端应与系统地线相接。特别对于室外解码器,尤其要注意这一点。
    在T型连接系统中,当线路距离较长(500米以上)时,会由于线路阻抗不匹配引起信号反射干扰,可能造成通讯失败。此时需要考虑在最远的两个节点的A、B端上各并接一个120欧的平衡匹配电阻,以保证通讯的正常进行。但是注意不能在其他节点上并接平衡匹配电阻。
    我们知道,RS485信号线为两条,一为A,另一为B,一般来说,A应与A相接,B应与B相接。值得注意的是,不同厂家出厂的产品,对A、B的定义不一样,因此在应用中,可以尝试交换A、B的接线(只要A、B不短路,就不会损坏器件),来解决调试不通的问题。
    关于RS485驱动负载的数量,一般标准为32个。驱动负载数量还取决于产品所选用的RS485接口芯片,有的能驱动64个负载,有的能驱动128个。SE系列的相关产品采用的都是能驱动64个负载的RS485接口芯片。但在实际工程中,为了通信的可靠性,建议最多接入80%的最大驱动负载数量的负载。
    为了满足电视监控系统工程的需要,我公司设计了一系列有关RS485总线的产品


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