RS-232/422/485和CAN總線是物聯網應用中比較常見的通訊方式，可用于不同設備間進行數據傳輸和通信。不同的通訊線具有不同的傳輸速率和傳輸距離，如何能讓其實現更遠距離的傳輸呢？

先簡單介紹下什么是RS-232、RS-422、RS-485和CAN總線。

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RS-232

RS-232（又稱EIA RS-232）是常用的串行通信接口標準之一，是一種比較老的標準。全雙工通信，需要地線、發送線和接收線三條線。RS-232只限于PC串口和設備間點對點的通信，抗干擾能力較差。

RS-232通常使用DB9或DB25的連接器，并需要進行奇偶校驗。RS-232的標準發送電平為-12V~12V，但實際上很少達到這個范圍。

工業控制上RS-232一般只用RXD、TXD、GND三條線。

RS-232適合本地設備之間的通信，如連接鼠標、打印機、工業儀器儀表，也用于驅動和連線的改進，實際應用中RS-232的傳輸長度或者速度常常超過標準的值。

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RS-485

RS-485也是一種常見的串行通信接口。支持多點和遠距離傳輸，采用半雙工通訊方式。它增加了設備的個數，同時定義了在最大設備個數情況下的電氣特性，以保證足夠的信號電壓。RS-485采用平衡發送和差分接收，數據傳輸速率高，具有良好的抗干擾能力、出色抗噪性和多設備能力，信號能傳輸上千米，彌補了RS-232通訊距離短的問題。

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RS-422

RS-422（EIA RS-422-A Standard）是Apple的Macintosh計算機的串口連接標準。采用全雙工通訊方式，有4根信號線（相當于把232的RX、TX分別分成兩根線），收與發是分開的，可以同時進行收和發。RS-422使用差分信號以及非平衡參考地的信號。差分傳輸使用兩根線發送和接收信號，對比RS-232，它能更好地抗噪聲和有更遠的傳輸距離，在工業環境中尤為適用。

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電平標準

根據通訊使用的電平標準不同，串口通訊可分為TTL標準及RS-232標準，見下表。

常見的電子電路中一般使用TTL的電平標準，理想狀態下，使用5V表示二進制邏輯1，使用0V表示邏輯0；而RS-232為了增加串口通訊的遠距離傳輸及抗干擾能力，它使用-15V表示邏輯1，+15V表示邏輯0。

因為控制器一般使用TTL電平標準，所以常常會使用MA3232芯片對TTL及RS-232電平的信號進行互相轉換。

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CAN總線

CAN總線（Controller Area Network）是德國BOSCH從80年代初為了解決現代汽車中眾多控制、測試系統之間的數據交換，從而開發出來的一種串行數據通信協議，它是可以用雙絞線、同軸電纜或光導纖維來作為通信介質的一種多主總線，通信速率最高可達1Mbps。相較于許多RS-485基于R線構建的分布式控制系統，基于CAN總線的分布式控制系統網絡間各節點的數據通信實時性較強。

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傳輸距離

RS-232數據傳輸速率較低，標準傳輸速率范圍是110bps~115200bps，RS-232適用于短距離傳輸，距離多在15m范圍內。

RS-485使用差分信號傳輸，數據傳輸速率高，可達10Mbps，可擴展至1200米以上的距離。

RS-422接口的最大傳輸速率為10Mbps，最大傳輸距離約1200米。

高速CAN通信標準：通信速率為125Kbps~1Mbps，總線長度≤40米；低速CAN通信標準：通信速率為10～125Kbps，傳輸速率為40kbps時，總線長度可達1000米。

針對上述的通訊方式，正常情況下，通訊距離：RS-232 ＜ CAN ＜ RS-422 ＜RS-485

但通信距離受通訊速率、連接線、外部干擾等多種因素影響，實際傳輸距離與理論上會存在一定差異。

①波特率

于串口通信而言，通常波特率越大，傳輸速率越快，傳輸距離就越短，抗干擾能力越差。一般通信兩端設備都要設成相同的波特率，但有些設備也可以自適應波特率。串口常用的波特率是9600bps，在9600波特率下，RS-232建議通訊距離在13米以內。

②連接線

長距離信號傳輸時，采用雙絞線進行數據傳輸，可以從物理上減弱噪聲對信號傳輸過程中的耦合。帶屏蔽層的雙絞線，還可以避免外界強電磁環境干擾。接線一定要嚴格，需要接地的最好接地，有些485通信還需要考慮接上終端電阻來匹配；如果是RS-232通信，盡量不要讓線太長。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，如RS-485在100Kbps速率以下才可能達到規定最遠的傳輸距離；只有在很短的距離下才能獲得最高傳輸速率。一般100米的雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。

③外部干擾

遠離干擾源是現場最常用的手段之一，在實際布線中，需要盡量保證將強電和弱電分開，盡可能相互遠離；若實在無法避開，最好是交叉垂直布線。如RS-232傳輸距離短的其中一個原因就是232屬于單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內的通信。