RS和CAN总线与以太网比较.pdf

以太网、CAN总线、RS485总线都属于现场总线范畴，用户根据不同的场合和应用需求而采用不同的现场总线方式，每种总线有不同的标准特性，通过以下描述了解各种总线的特性以及各种总线优缺点。一、RS485接口标准RS-485的电气特性：逻辑"1"以两线间的电压差为+〔2-6〕V表示；逻辑"0"以两线间的电压差为-〔2-6〕V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。RS-485的数据最高传输速率为10MbpsRS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。但RS-485总线上任何时候只能有一发送器发送。因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。二、CAN总线接口标准国际标准的工业级现场总线，传输可靠，实时性高；传输距离远〔最远10Km〕，传输速率快〔最高1MHzbps〕；单条总线最多可接110个节点，并可方便的扩充节点数；多主结构，各节点的地位平等，方便区域组网，总线利用率高；实时性高，非破坏总线仲裁技术，优先级高的节点无延时；出错的CAN节点会自动关闭并切断和总线的联系，不影响总线的通讯；报文为短帧结构并有硬件CRC校验，受干扰概率小，数据出错率极低；自动检测报文发送成功与否，可硬件自动重发，传输可靠性很高；硬件报文滤波功能，只接收必要信息，减轻cpu负担，简化软件编制；通讯介质可用普通的双绞线，同轴电缆或光纤等；CAN总线系统结构简单，有极高的性价比。三、工业以太网的优势及存在问题基于TCP/IP的以太网是一种标准开放式的网络，由其组成的系统兼容性和互操作性好，资源共享能力强，可以很容易的实现将控制现场的数据与信息系统上的资源共享；数据的传输距离长、传输速率高；易与Internet连接，低本钱、易组网，与计算机、效劳器的接口十分方便，受到了广泛的技术支持。以太网采用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD)，无法保证数据传输的实时性要求,是一种非确定性的网络系统；平安可靠性问题,以太网采用超时重发机制,单点的故障容易扩散，造成整个网络系统的瘫痪；对工业环境的适应能力问题，目前工业以太网的鲁棒性和抗干扰能力等都是值得关注的问题，很难适应环境恶劣的工业现场；本质平安问题,在存在易燃、易爆、有毒等环境的工业现场必须要采用平安防爆技术；总线供电问题。在环境恶劣危险场合，总线供电具有十分重要的意义。四、RS485、CAN总线与以太网的比较1、RS485总线与CAN总线比较速度与距离：CAN与RS485以1Mbit/S的高速率传输的距离都不超过100米，可谓高速上的距离差不多。但是在低速时CAN以5Kbit/S时，距离可达10KM，而485再低的速率也只能到1219米左右〔都无中继〕。可见CAN在长距离的传输上拥有绝对的优势。以太网百兆无中继最远120米〔如使用AMP可达300米〕。总线利用率：RS485是单主从结构，就是一个总线上只能有一台主机，通讯都由它发起的，它没有下命令，下面的节点不能发送，而且要发完即答，受到答复后，主机才向下一个节点询问，这样是为了防止多个节点向总线发送数据，而造成数据错乱。而CAN－bus和以太网是多主从结构，每个节点都有CAN控制器，多个节点发送时，以发送的ID号自动进行仲裁，这样就可以实现总线数据不错乱，而且一个节点发完，另一个节点可以探测到总线空闲，而马上发送，这样省去了主机的询问，提高了总线利用率，增强了快速性。所以在汽车等实性要求高的系统，都是用CAN总线，或者其他类似的总线。错误检测机制，RS485只规定了物理层，而没有数据链路层，所以它对错误是无法识别的，除非一些短路等物理错误。这样容易造成一个节点破坏了，拼命向总线发数据〔一直发1〕，这样造成整个总线瘫痪。所以RS485一旦坏一个节点，这个总线网络都挂。而CAN总线有CAN控制器，可以对总线任何错误进行检测，如果自身错误超过128个，就自动闭锁。保护总线。如果检测到其他节点错误或者自身错误，都会向总线发送错误帧，来提示其他节点，这个数据是错误的。大家小心。这样CAN总线一旦有一个节点CPU程序跑飞了，它的控制器自动闭锁。保护总线。所以在平安性要求高的网路，CAN