RS-485总线为并接式三线制(包含一个地)接口，总线上只要有一个节点发生故障就有可能将总线“拉死”。因此，数据端口A、B与总线之间应加以隔离。在这里我们的做法是，A、B与总线之间各串接一只100mA的PTC自恢复保险，同时与地之间各跨接5V的TVS二极管，以消除线路浪涌干扰。

　　需要注意的是，许多人错误地认为RS-485是两线制。实际上RS-485总线的构成是一个信号差分对和一个地返回线，系统也许没有这个地返回线也可以工作，但是会处于极不可靠的状态之中。这是因为 RS-485总线在差模电压为-7V至+12V之间才可保证通讯的正确性。如果超过此范围，数据将丢失，端口也可能损坏。信号地线的功能是将每个节点的信号地连接到一个共同的地上，这个地的作用是用来保持共模电压。如果系统没有设计和连接地线，将影响系统总线的可靠性并带来噪声。

　　海气边界层监测系统中，RS-485总线通讯的波特率是9600bit/s，最长距离是100m。总线并没有设计终端电阻。这是因为添加终端电阻的目的是减少信号的反射、吸收噪声，但是这样却显著增加了系统的功耗，并使系统设计复杂化。如果系统传输速率较高(通讯速率大于115.2K)并且是长距离的传输，才需要考虑终端电阻。

　　系统软件设计

　　RS-485总线是异步半双工的通信总线，即在某一个时刻，总线只可能呈现一种状态(收或发)。所以这种方式一般适用于主机对分机的查询方式通信，软件编程对系统的可靠性有很大影响。尤其要注意对485芯片收发控制端DE和RE的软件设计。为了可靠的工作，在RS-485总线状态切换时需要做适当延时，再进行数据的收发。具体的做法是在数据发送状态下，先将控制端置“1”，在9600bit/s的波特率下，延时1ms左右的时间，再发送有效的数据，一包数据发送结束后再延时1ms后，将控制端置“0”。

　　海气边界层监测系统总线上的数据采集器处于主机地位，每隔3s轮询各节点一次，轮询到哪个节点则哪个节点上传数据，总线的使用权完全由主机分配，各子节点不能擅自占领总路线，也不允许主动发起通信。具体实现方法是，每隔3s，数据采集器发出索要第一个节点数据命令，并等待节点回传测量数据，超过规定的等待时间仍然没有收到节点返回的数据，认为该路结点通讯失败，延迟100ms后接着索要下路节点数据。值得一提的是，系统等待节点回传测量数据并不是采取软件死等的方法，而时采用分时多任务的方法来实现。具体实现方法是：在10ms定时器中断服务程序中设一个节点通信时间计数变量，进行减计数。数据采集器发出索要数据命令后，对这个变量重新赋超时限定值，主程序判断这个值为0时还未收到节点响应数据，才认为该节点通讯失败。采用这种调度机制，可以大幅提高数据采集器CPU的运行效率。

　　结语

　　RS-485总线具有线路设计简单、价格低廉、控制方便的特点，通过上述的软硬件设计方法，在海气边界层监测系统中得到了良好的应用。目前系统24小时连续开机，系统的通信始终处于正常状态，整个系统的性能满足了项目的需求。