RS-485 został stworzony w celu niejako rozszerzenia fizycznych możliwości interfejsu RS-232. Standard ten może obsługiwać wiele urządzeń połączonych jedną magistralą. Cecha ta, w połączeniu z relatywnie dużymi odległościami przesyłu danych oraz znaczną odpornością na zakłócenia spowodowała jego częste stosowanie w automatyce przemysłowej. Maksymalna długość okablowania może sięgać tutaj nawet 1200 metrów, natomiast ogólnie przyjętą wytyczną jest to, że iloczyn długości linii i szybkości transmisji danych wyrażony w bitach na sekundę, nie powinien być wyższy niż 108.
Magistrala RS-485 wykorzystuje dwie linie sygnałowe, które są liniami różnicowymi – „A” i „B”. Należy pamiętać również o dopasowaniu impedancyjnym linii, nadajnika i odbiornika. Standard ten działa w warstwie fizycznej modelu OSI (rys.1). Warstwa ta odpowiada za przesyłanie surowych danych pomiędzy urządzeniem, a fizycznym nośnikiem transmisyjnym i obsługuje konwersję sygnałów elektrycznych na dane cyfrowe. Do komunikacji szeregowej w warstwie łącza danych interfejs ten używa zazwyczaj UART, przy której to host UART obsługuje i odbiera dane w pełnym dupleksie. Natomiast ponieważ komunikacja przy użyciu RS-485 jest zazwyczaj półdupleksowa, podłączony do niego UART będzie również działał w trybie półdupleksu. To co jest istotne w tego typu komunikacji to fakt, że interfejs UART jest asynchroniczny, co oznacza, że komunikacja nie jest synchronizowana przez zegar, więc urządzenia, które się ze sobą komunikują muszą używać własnych zegarów wewnętrznych, przy zachowaniu tej samej częstotliwości taktowania danych.
Format przesyłu danych przez UART wyjaśnia rys 2. Stan bezczynności UART to stan wysoki „1”, więc aby rozpocząć transmisję, UART używa niskiego impulsu zwanego bitem startowym, po którym następuje 8 bitów danych, a następnie bit stopu – stan wysoki.
Komunikacją pomiędzy urządzeniami, które występują w magistrali zajmuje się warstwa sieciowa. Nie ma ustalonej specyfikacji adresowania warstwy sieciowej, ale magistrala RS-485 musi być odpowiednio zarządzana przez tzw. mastera, aby uniknąć kolizji, która wystąpi w momencie, gdy wiele urządzeń podejmie próbę komunikowania się jednocześnie. Aby uniknąć kolizji, master kontroluje magistralę i wykonuje połączenia z poszczególnymi urządzeniami. Zazwyczaj odbywa się to poprzez zdefiniowany zestaw poleceń, który rozpoznają tylko określone urządzenia posiadające ściśle określony unikatowy w danej sieci adres. Z uwagi na fakt, że magistrala jest współdzielona, każde urządzenie zobaczy polecenie/adres wysyłany przez urządzenie główne, ale odpowie tylko wtedy, gdy zapytanie dotyczy bezpośrednio jego.
Implementacja magistrali RS-485 odbywa się w warstwie aplikacji. Warstwa ta obsługuje zarówno adresy i zestawy poleceń używane przez urządzenia jak i wymieniane dane. Ponieważ standard RS-485 definiuje tylko warstwę fizyczną i warstwy łącza danych z wymaganiem adresowania, warstwa aplikacji może przyjąć różne zastrzeżone lub otwarte protokoły komunikacyjne, takie jak np. Modbus. Pomimo szerokiej gamy nowoczesnych rozwiązań alternatywnych, technologia RS-485 pozostaje podstawą wielu sieci komunikacyjnych. Główne zalety interfejsu RS-485 to:
- dwukierunkowa wymiana danych za pomocą jednej skrętki,
- obsługa wielu urządzeń podłączonych do tej samej linii, tj. możliwość tworzenia sieci,
- duża odległość linii komunikacyjnej,
- wysoka prędkość transmisji.