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*后一位同電能表應答的數據幀的**位之間幾乎沒有停頓。
分析：由于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。
現象2：當主站對某塊表連續抄幾幀數據時，**幀通訊成功，**幀開始電表不回應答幀。
分析：同樣的道理，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**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**，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。
，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*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，而將前面接收正確的一幀丟掉，造成通信失敗。
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。
A 485總線的理想介質是雙絞線，其等效阻抗約為120Ω，因此為了在長距離、高速通信時做到阻抗匹配，一般在電表的485的A、B線之間加一個120Ω的電阻。此種方式對于一對一的通信是實用的，但一對多時，如果每個電表內部均加一個120Ω的電阻，并在一起整個總線上的負載就很重，這樣掛在總線上的485收發器就可能達不到標準的數量32個，且距離也會縮短。因此，只應在網絡的起點和終點各加一個。
B 有的產品為了濾波而在A、B線對地加上電容，現在看來這樣會帶來問題。電容加小了不起作用；加大了，正常的信號會被濾除或造成波形失真。我們曾經做過試驗，以1200bps通信時，0．1μF的電容就會影響通信的成功率。如果通信速率達到幾百kbps，電容就不能加了。
C 同前面3．3所述，485總線處于懸浮狀態時A、B線等電位。為了保證A比B高200mV以上，有的廠家將A、B線分別通過10k電阻上拉到5V、下拉到地，這樣在都處于接收狀態時，A、B間的電位差約為5V，485芯片的接收端為高，通信不受影響。這個想法是好的，但是實際組網中往往好幾個廠家的表連在一起，如別的表中加了120Ω電阻，則上拉電阻、120Ω、下拉電阻之間構成分壓關系，A、B線間的電壓只有幾十毫伏，接收端的電平還是不定。
D 目前國內應用的單片機大部分只有一個UART串口，而電能表一般均需一個485接口和一個紅外光接口，受成本所限，有的廠家就將這兩個信號通過線與、線或的方式合在一起共用一個UART口。這樣就帶來一個問題，當紅外通信時，485就會不通；另外，當紅外收到各種可見光的干擾時，紅外口不停地輸出干擾信號，由于線與、線或邏輯的原因，485不能通信或485時通時不通。 4 結束語
485接口目前在國內電能計量、數據采集、能量管理系統中應用越來越廣，是電能量采集自動化的基礎，它的可靠性越來越受到設計人員和用戶的重視。我們相信，隨著技術的發展、應用的深入，其必將充分展現自身的特點而廣為應用。
