现场总线之数据传输方式分类详解

数据传输方式是指数据在信道上传送所采取的方式。根据不同标准进行分类，可以分为不同的通信方式，如下：

一、根据数据代码传输顺序分串行通信和并行通信

1、串行通信

串行传输是数据码流以串行方式在一条信道上传输，是常用的通信协议。

特点如下：

线路简单、成本较低

RS-232一般通信距离较近时使用（<12m）,最大速度为20Kbits/s

RS-485/422通信距离与速率成反比，理论最大距离为1.2KM，最大速度为10Mbits/s

485最多可以接32个节点，422最多可以接10个节点

优点：易于实现，通畅在远距离传输时候使用。

缺点：为解决收、发双方字符同步，需外加同步措施。

2并行通信

并行传输是将数据以成组的方式在两条以上的并行信道上同时传输。

特点如下：

传输率比串行接口快8倍，理论值为1Mbits/s

传输的信息不要求固定格式

通信抗干扰能力插

传输距离小于30m

优点：不需要另外措施就实现了收发双方的字符同步。

缺点：需要传输信道多，设备复杂，成本高。

二、根据数据传输流向和时间分为异步/同步传输

1、异步传输

异步传输，是指位被划分成小组独立传送。每次异步传输都以一个开始位开头，它通知接收方数据已经到达了；在传输结束时，一个停止位表示一次传输的终止。

常用于低速设备，传送负载也要比同步通讯大25%。

优点：实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要精确的同步。

缺点：每个字符增加了起、止的比特位，降低了信息传输效率。

异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。

通信协议（通信规程）：是指通信双方约定的一些规则。在使用异步串口传送一个字符的信息时，对资料格式有如下约定：规定有空闲位、起始位、资料位、奇偶校验位、停止位。

异步通讯的时序，

其中各位的意义如下：

起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始。

资料位：紧接着起始位之后。资料位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。

奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数（偶校验）或奇数（奇校验），以此来校验资料传送的正确性。

停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。

空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

波特率：是衡量资料传送速率的指针。表示每秒钟传送的二进制位数。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特。

注：异步通信是按字符传输的，接收设备在收到起始信号之后只要在一个字符的传输时间内能和发送设备保持同步就能正确接收。下一个字符起始位的到来又使同步重新校准（依靠检测起始位来实现发送与接收方的时钟自同步的）。

2、同步传输

同步传输，是将许多字符组成一个信息组，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息的开始要加上同步字符，如果没有信息要传输，则要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在整个系统中，由统一的时钟控制发送端来发送空字符。接收端同样要求能识别同步字符，当见检测到有一串位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的BIT作为实际传输信息来处理。

优点：不需要对每个字符单独增加起、止的比特位，传输效率较高。

缺点：与异步传输相比，在技术上更加复杂（需要实现位定时同步和帧同步）

三、根据数据传输方向分为单工、半双工、全双工

1、单工方式

单工通信使用一根导线，信息只能由一方A传到另一方B。

数据由A到B站，而B站至A站只传送联络信号。

2、半双工方式

同样使用一根传输线，它既作接收又作发送。但是两个数据站之间可以在两个方向上进行数据传输，但不能同时进行。

这种通信方式主要应用于问询、检索、科学计算等数据通信系统。

3、全双工方式

当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻发送和接收。

这种通信方式主要适用于计算机之间的高速数据通信系统。