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串行端口与USB端口的深入比较

作者:朗锐智科来源:www.lrist.com


在过去, 串行 COM端口被用于硬件组件连接到计算机。硬件组件包括鼠标,调制解调器和打印机。但是,如今,COM端口通常仅在工业计算解决方案上可用,从而将工业计算机与遗留的工厂设备 和机械连接起来。 串行端口的最大局限之一是 它们的数据传输速率非常低。例如,RS-232标准能够 以最大1Mbps的速度传输数据。 因此,尽管它非常可靠,但缺乏快速传输数据的能力。

尽管如此,串行COM端口仍经常用于工业环境中,用来将工厂的机械,设备和设备连接至工业计算解决方案。 这是因为许多工业应用中仍然要求简单,低-高速接口,如工业自动化系统。

以下是最常见的串行端口:

1. RS-232串行端口

RS-232 仅可用于将 PC连接 到单个设备。通常情况下,它是用来将鼠标,调制解调器或键盘连接到 一个 计算机。 端口的某些限制包括数据传输速度, 并且传输距离限制为50英尺或15米。RS-232 仅能 20 Kbps115.2 Kbps的速度传输数据。 而且,p ORT易受由于其单一的传输的噪声和数据错误-结束数据传输。  

2. RS-422串行端口

RS-422串行端口与RS-232非常相似,但具有一些优势。与RS-232的最大电缆距离为15米不同,RS-422支持的最大电缆距离为1200米。 此外,它可以将一个主设备连接到多个从设备,从而允许端口最多将数据传输到10个不同的设备。这是从RS-232不同,它只能反式FER 数据到单个设备中。此外, 它提供给传输噪声更好的抵抗比RS-232,因为它使用 单独的对线的发送接收数据 操作小号 在差分数据传输模式。

3. RS-458串行端口

RS-458 建立在RS-422端口的技术之上。 RS-422一样,它支持 高达10Mbs的数据传输速度和1200米。 但是,RS-458串行端口最多可支持连接32个设备(比RS-422设备多22个设备)。但是,一次只能有一个设备可以传输数据

什么是USB端口?

USB是通用串行总线的简称,它 是允许计算机和其他设备相互通信的端口。 在过去,外围设备,如鼠标,键盘小号,打印机,并通过串行端口的PC通信的其它设备。然而,今天,大多数设备通过USB端口连接到计算机的小号,因为 串行COM端口小号 已经 被替换为 USB端口。  

串口与USB端口

串行端口旨在以相对较低的速度提供可靠而简单的一对一连接,一次传输一位数据,从而提供一种简单而可靠的通信方法。另一方面,USB端口旨在   在单个端口和一个或多个外围设备或连接的设备之间进行高速数据传输。 也就是说,与串行端口相比,   USB端口具有多个优势; 我们将在下面讨论这些优点 和好处

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USB端口相对于USB端口的优势。

与串行端口相比,USB端口具有以下一些优点:

1.速度

USB端口比串行COM端口具有的主要优点是它们可以传输数据的速度。 传统的串行端口能够 1Mbps   10 Mbps的,而USB C型可以在高达10,000的速度传输数据Mbps (高达1000倍增加速度)。 也就是说,并非所有设备都具有USB Type C 某些设备仍在使用USB Gen 1Gen 2 Gen 3   

USB能够传送数据的在 速度 高达的 12 Mbps的,这仍然比串行端口快得多,和USBGen 2是能够 在高达480 Mbps的速度传输数据。 USB 3.0 ,通常称为USB SS   (超高速), 能够以高达5,000   Mbps的速度传输数据。   

USB 3. 1   Gen 1 保持与USB 3.0相同的数据传输速度,而USB 3.1 Gen 2将数据传输速度 5,000 Mbps增加到10,000 Mbps 也就是说, 过去被称为USB 3.0USB 3.2 Gen 1提供高达5,000 Mbps的传输速度,而USB 3.2 Gen 2   USB Type - AUSB Type C标准下提供高达10,000 Mbps的数据传输速度 2x USB 3.0 USB 3.2 Gen 1的速率)。

另外,重要的是要提到, 所有USB Type - A 代都与刻槽交叉兼容。 例如,如果您将USB 3.0外围设备或闪存驱动器插入USB 2.0端口,则可以正常工作; 但是,你会被限制 USB 2.0端口的速度。 之所以如此,是因为即使它们兼容,您也会受到USB 2.0端口中使用的USB 2.0技术的限制。

归根结底,USB端口 成为消费级用途和工业应用的标准端口, 因为需要提供带宽增加的通信端口。例如,机器视觉相机和指纹读取器无法使用旧版串行端口。  

之所以如此,是因为它们要求的带宽 超过 了串行端口提供的带宽。 因此,工业计算机可以同时配置USB和串行COM端口,以与传统技术和新技术进行通信。 传统串行端口可用于连接到较旧的自动化设备或传感器,而高分辨率设备等现代设备可通过USB端口进行连接。

2.力量

USB端口相对于串行端口具有的第二个优点是,它们 能够 通过USB供电,而串行端口不能够供电。也就是说, USB 1.1USB 2.0 可以 通过USB5伏电压下提供高达500mA的电流,而USB 3.0USB 3.1 Gen 2可以 通过USB端口在5V电压下提供高达900mA的电流 ,从而使用户能够快速充电和充电。无需外部电源即可为设备供电。  

此外,USB端口为连接的设备配备了电源管理功能,该功能使系统可以使当前未使用的设备进入睡眠状态,以节省电源。 此功能还 可以在需要设备时立即唤醒设备,从而降低了系统的总体功耗。

3.耐用性

USB端口比串行端口耐用得多,因为USB消除了串行端口使用的易损引脚。串行端口中的微小引脚非常容易弯曲或折断,而USB引脚则更坚固且更难损坏。

什么是使用的串行端口和USB端口工业环境?

当前,串行端口通常在嵌入式计算系统中找到。串行端口通常用于工业环境中,以将嵌入式计算解决方案连接到诸如传感器和工业控制设备之类的事物,因为它们可提供简单而可靠的数据通信。 传感,监视和控制设备利用串行端口与主控计算机相互通信。 此外,工业自动化系统由各种设备组成,这些设备使用串行端口联网在一起以监视和控制工业过程。

最终,尽管 USB 端口已 成为最常用和最常用的接口,但是串行端口仍易于在工业环境中使用,因为它们易于使用且不需要自定义驱动程序。此外,大多数操作系统为串行接口提供本机支持。  

另一方面,USB端口已成为将外围设备,传感器和其他设备连接到计算机的最广泛使用的接口 对于边缘计算设备,USB端口通常用于连接外围设备,例如 高分辨率 相机,传感器,账单扫描仪,收据打印机,指纹扫描仪, 物联网设备以及各种HID(人机接口设备)工业电脑。  

这些外设需要一个高带宽的端口来传输数据   因此USB是将其连接到工业计算机的理想选择。 同样 USB端口通常在工业PC上用于连接工业设备和网络以进行编程,监视 数据收集。

串行连接器可以连接到USB端口吗?

串行设备可以连接到没有串行端口的计算机。这可以通过使用一个USB转串口转换完成充当利用USB接口串口扩展卡。 USB到串行转换器插入USB端口后,系统会将设备设置为串行COM端口,从而允许具有串行连接器的设备 连接到工业PC

尽管USB端口已取代了消费级计算设备中的大多数串行端口,但由于许多制造工厂仍在使用机械和传感器来使用串行端口以确保其 可靠性和易用性,因此串行端口仍在工业计算解决方案中仍然很常见 。因此,在选择工业计算解决方案时,您应该 选择 一个具有串行端口和USB端口 的选项, 以实现 与新技术和旧技术的最佳兼容性。


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