RS485和CAN总线与以太网比较
CAN总线和RS485总线的区别
以往,PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式,主要取决于设备的接口规范。
但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层,如果要实现数据的双向访问,就必须自己编写通讯应用程序,但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范,只能实现较单一的功能,适用于单一设备类型,程序不具备通用性。
在RS232或RS485设备联成的设备网中,如果设备数量超过2台,就必须使用RS485做通讯介质,RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主(Master)”设备中转才能实现,这个主设备通常是PC,而这种设备网中只允许存在一个主设备,其余全部是从(Slave)设备。
而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的,具有完整的软件支持系统,能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。
现场总线设备自动成网,无主/从设备之分或允许多主存在。
在同一个层次上不同厂家的产品可以互换,设备之间具有互操作性。
上一节介绍了一下CAN总线的基本知识,那么有人会问,现在的总线格式很多,CAN相对于其他的总线有什么特点啊这个问题问的好,所以我想与其它总线做一下比较,首先呢,就比较一下大家耳熟能详的485总线,其实485总线只是一种电平标准,并不是什么新的协议,与232差不多,当然这么说不是很恰当,但是有助于大家理解。
下面开始比较了:CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
较之目前RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:1)CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。
CAN总线与485总线比较分析
CAN 总线与485 总线比较分析
一、485 总线介绍
485 总线标准
rs-485 采用平衡发送和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的ttl 电平信号转换成差分信号a,b 两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分
信号还原成ttl 电平信号。
由于传输线通常使用双绞线,又是差分传输,所以
又极强的抗共模干扰的能力,总线收发器灵敏度很高,可以检测到低至
200mv 电压。
故传输信号在千米之外都是可以恢复。
rs-485 最大的通信距离
约为1219m,最大传输速率为10mb/s,传输速率与传输距离成反比,在
100kb/s 的传输速率下,才可以达到最大的通信距离,如果需传输更长的距离,需要加485 中继器。
rs-485 采用半双工工作方式,支持多点数据通信。
rs-485 总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。
即采用一条总线将各
个节点串接起来,不支持环形或星型网络。
如果需要使用星型结构,就必须
使用485 中继器或者485 集线器才可以。
rs-485 总线一般最大支持32 个节点,如果使用特制的485 芯片,可以达到128 个或者256 个节点,最大的可
以支持到400 个节点。
RS485 总线基本特性
根据RS485 工业总线标准,RS485 工业总线为特性阻抗120Ω 的半双工通讯总线,其最大负载能力为32 个有效负载(包括主控设备与被控。
Can和RS-485具体的区别比较
RS-232串口标准是种在低速率串行通讯种增加通讯距离的单端标准。
RS-232采取不平衡传输方式,即单端通讯。
其收发端的数据信号都是相对于地信号的。
所以其共模抑制能力差,再加上双绞线的分布电容,其传输距离最大约为15M,最高速率为20KBPS,且其只能支持点对点通信。
RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A, B两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。
TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统,这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。
差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相反。
在这两根线上传输的信号就是差分信号。
差分传输的信号能够对外部干扰起到很强的抗干扰能力。
原始的输入信号经过倒相器和缓冲器之后形成一对大小相等而极性相反的差分信号。
针对RS-232串口标准的局限性,人们又提出了RS-422,RS-485接口标准。
RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A, B 两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。
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。
由于传输线通常使用双绞线,又是差分传输,所以又极强的抗共模干扰的能力,总线收发器灵敏度很高,可以检测到低至200mV电压。
故传输信号在千米之外都是可以恢复。
RS-485/422最大的通信距离约为1219M,最大传输速率为10Mb/S,传输速率与传输距离成反比,在100Kb/S的传输速率下,才可以达到最大的通信距离,如果需传输更长的距离,需要加485中继器。
485、can和标准以太网总线比较
485、can和标准以太网总线比较485、can、以太网都是基于差分线路传输数据的方式,485传输的单位是字节,can传输的单位是can数据帧,以太网传输的单位是以太网帧,每种传输单位都有校验机制。
但是从应用层考虑则不一样了,一般应用层传输都是基于大于1个字节的数据包来传输的,所以这个时候485本身不能直接完成这个任务,而必须依赖用户组织485数据帧,并做数据校验、重发之类的工作;can 和以太网就基本依赖原始帧即可完成应用层任务,can最多可以传输8个字节的数据帧,以太网最多可以传输1500字节的数据帧。
可见can比较适合传输短的数据命令和状态,而以太网基本没有什么应用短板,什么数据都可以方便的传输。
总线占用冲突处理,485没有总线占用冲突处理方案,一般都是采用一主多从来保证没有两个节点同时占用总线,主节点定时轮询从节点从而更新各个从节点的数据状态。
can和以太网都采用总线载波侦听多路访问冲突避免方式来做总线占用冲突处理,但是can和以太网的区别在于can有优先级概念,如果两个节点同时发数据,高优先级的首先发,低优先级的后发,而以太网则不一样,如果有两个节点同时发数据,则两个节点都会暂停发送,等待一段随机时间后,两个节点再发数据,这样开来,can的数据发送是确定性的,而以太网本身不能保证发送时间的确定性,所以工业上对于小数据量节点控制是更喜欢用can来互联;如果多节点互联且传输数据量很大,最好还是采用以太网来传输,当然为了保证传输的确定性,一般会在应用层做个约定,避免总线冲突。
节点刷新时间,485可以做到10ms左右的单节点刷新时间,can和以太网都一样可以做到1ms级别的单节点刷新时间。
工业上的流行程度,485使用最为广泛,因为大部分的使用场合并不是非常在乎刷新周期,几秒刷新一次都可以接受,而且对成本比较敏感,这个时候485就非常合适,485可以传输大的。
485和CAN总线区别
485现场总线的实际问题和解决办法一、关于485总线的几个概念:1、485总线的通讯距离可以达到1200米。
根据485总线结构理论,在理想环境的前提下,485总线传输距离可以达到1200米。
其条件是通讯线材优质达标,波特率为9600,只负载一台485设备,才能使得通讯距离达到1200米,所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。
如果负载485设备多,线材阻抗不合乎标准,线径过细,转换器品质不良,设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。
2、485总线可以带128台设备进行通讯。
其实并不是所有485转换器都能够带128台设备的,要根据485转换器内芯片的型号和485设备芯片的型号来判断,只能按照指标较低的芯片来确定其负载能力。
一般485芯片负载能力有三个级别――32台、128台和256台。
此外理论上的标称往往实际上是达不到的,通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强,这些都会降低真实负载数量。
3、485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构这种概念是错误的。
485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。
其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。
485总线虽然简单,但也必须严格按照安装施工规范进行布线。
二、必须严格按照施工规范施工在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工,特别应注意下面几点。
1、485+和485-数据线一定要互为双绞。
2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。
多股是为了备用,屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试,双绞是因为485通讯采用差模通讯原理,双绞的抗干扰性较好。
不采用双绞线是错误的。
3、485总线一定要用手牵手式的总线结构,坚决避免星型连接和分叉连接。
4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地,而且接地良好。
有很多地方表面上有三角插座,其实根本没有接地,接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。
最新CAN总线和RS485总线的区别
以往,PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式,主要取决于设备的接口规范。
但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层,如果要实现数据的双向访问,就必须自己编写通讯应用程序,但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范,只能实现较单一的功能,适用于单一设备类型,程序不具备通用性。
在RS232或RS485设备联成的设备网中,如果设备数量超过2台,就必须使用RS485做通讯介质,RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主(Master)”设备中转才能实现,这个主设备通常是PC,而这种设备网中只允许存在一个主设备,其余全部是从(Slave)设备。
而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的,具有完整的软件支持系统,能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。
现场总线设备自动成网,无主/从设备之分或允许多主存在。
在同一个层次上不同厂家的产品可以互换,设备之间具有互操作性。
上一节介绍了一下CAN总线的基本知识,那么有人会问,现在的总线格式很多,CAN相对于其他的总线有什么特点啊?这个问题问的好,所以我想与其它总线做一下比较,首先呢,就比较一下大家耳熟能详的485总线,其实485总线只是一种电平标准,并不是什么新的协议,与232差不多,当然这么说不是很恰当,但是有助于大家理解。
下面开始比较了:CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
较之目前RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:1)CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。
RS232、RS485、RS422、CAN网和以太网通讯方式的说明-苗晓成
RS232、RS485、RS422、CAN网和以太网的相同点和不同点:一、RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准,都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的。
RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口,被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准,采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。
RS-422由RS-232发展而来,弥补了RS-232的不足。
为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点,RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时),并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。
RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范,被命名为TIA/EIA-422-A标准。
为扩展应用范围,EIA在RS-422基础上制定了RS-485标准,增加了多点、双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围。
RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。
因此在视频界的应用,许多厂家都建立了一套高层通信协议,或公开或厂家独家使用。
二、CAN(Controller Area Network)-控制器局域网。
它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
CAN 总线通信接口中集成了CAN 协议的物理层,数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充,数据块编码,循环冗余校验,优先级判别等项工作。
CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。
工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区域和单元网络。
通常认为工业以太网主要是通过采用交换式以太网、全双工通信、流量控制机虚拟局域网等技术,减轻以太网负荷,提高网络的实时响应时间,与商用以太网兼容的控制网络。
CAN总线和RS485总线的区别
C A N总线和R S485总线的区别-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN以往,PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式,主要取决于设备的接口规范。
但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层,如果要实现数据的双向访问,就必须自己编写通讯应用程序,但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范,只能实现较单一的功能,适用于单一设备类型,程序不具备通用性。
在RS232或RS485设备联成的设备网中,如果设备数量超过2台,就必须使用RS485做通讯介质,RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主(Master)”设备中转才能实现,这个主设备通常是PC,而这种设备网中只允许存在一个主设备,其余全部是从(Slave)设备。
而现场总线技术是以ISO/OSI 模型为基础的,具有完整的软件支持系统,能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。
现场总线设备自动成网,无主/从设备之分或允许多主存在。
在同一个层次上不同厂家的产品可以互换,设备之间具有互操作性。
上一节介绍了一下CAN总线的基本知识,那么有人会问,现在的总线格式很多,CAN相对于其他的总线有什么特点啊?这个问题问的好,所以我想与其它总线做一下比较,首先呢,就比较一下大家耳熟能详的485总线,其实485总线只是一种电平标准,并不是什么新的协议,与232差不多,当然这么说不是很恰当,但是有助于大家理解。
下面开始比较了:CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
较之目前RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:1)CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。
三种通讯方式性能比较
高
极低
低
抗干扰能力
一般
好
好
节点错误影响
导致整个网络瘫痪
无任何影响
无任何影响
稳定性
一般
好
好
系统兼容性
差
一般
好
网络调试
困难
非常容易
非常容易
维护成本
高
低
低
特点优势
CAN现场总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。主要表现在CAN为多主方式工作; CAN总线的节点分成不同的优先级;采用非破坏仲裁技术;报文采用短帧结构,数据出错率极低;节点在错误严重的情况下可自动关闭输出。
接插件
各种防护等级的工业级插件
各种防护等级的工业级插件
RJ45、AUI、BNC
总线供络结构安全性
差
一般
好
单点成本
低廉
稍高
很高
系统成本
高
较低
很高
数据传输率
一般情况下,100K传输速度,传输距离为100m双绞线;1K传输速度,传输距离为1Km双绞线;实际应用中10K传输速度,传输距离为1Km。
RS485、CAN、TCP/IP(以太网)三种通讯方式性能的比较
特性
RS-485
CAN-bus
TCP/IP
应用领域
工业控制领域
汽车应用领域,现已广泛应用于工业控制领域。
数据网络通讯领域,现已被应用于各种工业及民用领域(英特网)
通讯协议
自主开发
ISO CAN2.OA/2.OB
TCP/IP(以太网)
网络特性
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;安全可靠性问题,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;本质安全问题,在存在易燃、易爆、有毒等环境的工业现场必须要采用安全防爆技术;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。
一文搞懂485总线和can总线系统有什么区别
485总线和can总线的区别
张钧
CAN总线作为现场总线的后起之秀,却被众多领域认为是最有希望的总线,之所以会是这样,大部分原因是CAN总线和485总线之间存在着非常大的区别,接下来我们就一起来看一下两者之间有哪些区别。
1、485总线
485总线是一种半双工、全双工异步通信总线,是为了摆脱232总线的通信速率低和通信距离过短而产生的。
485总线仅仅规定了驱动器和接收器的电气特性,却没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议,所以对于当时来说,是一种非常实惠、而且传输的速率相对比较高的总线。
2、CAN总线
CAN总线是一种双绞线,具有高抗干扰性,高速率性,更重要的是能够检测出来任何的错误。
CAN总线具有通信能力的实时性、灵活性、传输距离远、可靠性成本低等优势,所以被认为是最有希望的现场总线。
3、CAN总线与485总线比较
两者之间有很多区别,这里简单说其中一条,因为两种总线不同,通信协议也不同,CAN总线为标准CAN-bus协议,485总线为标准Modbus总线,最重要的是485总线的后期维护成本非常的高。
正因为CAN总线有很多485总线不能攀比的地方,所以CAN总线被广泛的应用,甚至使用485总线通信的设备,也通过485转CAN模块,连接至CAN总线。
欢迎大家找我讨论更多CAN总线相关问题。
CAN总线特点与RS—485总线性能的比较分析
CAN总线特点与RS—485总线性能的比较分析【摘要】现阶段,CAN总线与RS-485总线被越来越多的应用到工业自动化领域中,再加上其结构相对简单以及应用较为方便,因此常被用作网络拓扑结构的应用总线。
本文主要结合CAN总线以及RS-485总线,对两条总线之间的特点与性能进行对比和分析。
【关键词】工业自动化;CAN总线;RS-485总线;网络拓扑当前,随着自动控制技术的不断发展与成熟,控制系统愈来愈完善。
众多单机控制系统正逐步向多机联网方向发展,比如:采集数据、门禁以及消防等控制系统等等。
而作为工业控制智能化、数字化的典型代表——现场总线技术,也得到长足有效的发展。
文章主要结合CAN总线特点,对CAN以及RS-485总线之间的性能及各自特点进行探究与讨论。
一、概念所谓CAN总线又被称作控制线局域网络。
它是现阶段ISO国际标准化之下的串行数据通信协议。
从某种程度上讲,现场总线包括CAN,它是一种能够实现实时控制与分布式控制的专用串行通信网络。
随着社会经济与发展,现场总线已经逐渐成为当前自动化领域的一项热门技术,因此常被成为自动化领域内部的计算机局域网。
严格意义上说,它的出现和发展,为未来实现分布式控制系统之间的数据通信提供了有力支持。
而所谓RS-485总线也是串行总线标准的一种,它常选择使用差分接收以及平衡发送的方式,因此具备一定抑制共模干扰能力。
由于受其自身特点影响,通信距离约在几十米至几千米范围内,多使用RS-485总线。
二、CAN总线特点从本质上讲,CAN总线是多主总线,它的通信介质多为光导纤维以及双绞线还有同轴电缆;它实际通信随度最快可为1MBps;而相应的CAN总线通信接口之中,集成了数据链路层以及CAN协议物理层功能,因此可完成对相应数据的集中成帧处理。
图1 CAN总线图CAN总线拓扑图如图1所示,通常CAN控制器依据两根线上的实际电位差来对总线电平进行判断。
而发送方利用总线电平之间变化,将消息逐一发送给接收方。
Can和RS-485具体的区别比较
RS-232串口标准是种在低速率串行通讯种增加通讯距离的单端标准。
RS-232采取不平衡传输方式,即单端通讯。
其收发端的数据信号都是相对于地信号的。
所以其共模抑制能力差,再加上双绞线的分布电容,其传输距离最大约为15M,最高速率为20KBPS,且其只能支持点对点通信。
RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A, B两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。
TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统,这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。
差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相反。
在这两根线上传输的信号就是差分信号。
差分传输的信号能够对外部干扰起到很强的抗干扰能力。
原始的输入信号经过倒相器和缓冲器之后形成一对大小相等而极性相反的差分信号。
针对RS-232串口标准的局限性,人们又提出了RS-422,RS-485接口标准。
RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A, B 两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。
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。
由于传输线通常使用双绞线,又是差分传输,所以又极强的抗共模干扰的能力,总线收发器灵敏度很高,可以检测到低至200mV电压。
故传输信号在千米之外都是可以恢复。
RS-485/422最大的通信距离约为1219M,最大传输速率为10Mb/S,传输速率与传输距离成反比,在100Kb/S的传输速率下,才可以达到最大的通信距离,如果需传输更长的距离,需要加485中继器。
485和CAN总线区别
485现场总线的实际问题和解决办法一、关于485总线的几个概念:1、485总线的通讯距离可以达到1200米。
根据485总线结构理论,在理想环境的前提下,485总线传输距离可以达到1200米。
其条件是通讯线材优质达标,波特率为9600,只负载一台485设备,才能使得通讯距离达到1200米,所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。
如果负载485设备多,线材阻抗不合乎标准,线径过细,转换器品质不良,设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。
2、485总线可以带128台设备进行通讯。
其实并不是所有485转换器都能够带128台设备的,要根据485转换器内芯片的型号和485设备芯片的型号来判断,只能按照指标较低的芯片来确定其负载能力。
一般485芯片负载能力有三个级别――32台、128台和256台。
此外理论上的标称往往实际上是达不到的,通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强,这些都会降低真实负载数量。
3、485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构这种概念是错误的。
485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。
其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。
485总线虽然简单,但也必须严格按照安装施工规范进行布线。
二、必须严格按照施工规范施工在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工,特别应注意下面几点。
1、485+和485-数据线一定要互为双绞。
2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。
多股是为了备用,屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试,双绞是因为485通讯采用差模通讯原理,双绞的抗干扰性较好。
不采用双绞线是错误的。
3、485总线一定要用手牵手式的总线结构,坚决避免星型连接和分叉连接。
4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地,而且接地良好。
有很多地方表面上有三角插座,其实根本没有接地,接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。
简单介绍一下RS485,RS485和其它总线网络的区别
简单介绍一下RS485,RS485和其它总线网络的区别描述一、RS485简介智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的,现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。
究其原因就是企业信息化的需要,企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。
最初是数据模拟信号输出简单过程量,后来仪表接口是RS232接口,这种接口可以实现点对点的通信方式,但这种方式不能实现联网功能。
随后出现的RS485解决了这个问题。
下面我们就简单介绍一下RS485。
二、RS485接口RS485采用差分信号负逻辑,+2V~+6V表示“0”,- 6V~- 2V表示“1”。
RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。
在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。
很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接的“A”、“B”端连接起来。
而忽略了信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,这有二个原因:(1)共模干扰问题:RS-485接口采用差分方式传输信号方式,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。
但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,RS-485收发器共模电压范围为-7~+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。
当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。
(2)EMI问题:发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道(信号地),就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
由于PC机默认的只带有RS232接口,有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路:(1)通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号,对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。
RS232、RS485和CAN协议总结与对比
RS232、RS485和CAN协议总结与对比RS232简单实用,缺陷是不支持多设备间的互连,缺少拓扑结构。
由此诞生了RS485。
RS485最重要的是采用两条差分线代替RS232的单线传输,支持拓扑结构。
RS485属于电气层的协议,物理上的实现大都在RS232基础上完成。
缺陷是主从轮询的方式导致系统的实时性与可靠性方面较差,没有标准物理层导致开发周期长。
CAN属于现场工业总线范畴(意思就是跟上两个根本不在一起玩儿),CAN、LIN、FlexRay并称三大汽车总线。
采用数据位仲裁的方式来替代传统的站地址轮询方式,因此可以支持多主多从的工作方式。
CAN底层协议比RS232/RS485复杂很多,但是好消息是STM32内部已经集成了CAN 协议控制器,方便了我们的使用。
一、RS232串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。
串口的电气特性:1、RS-232串口通信最远距离是50英尺;2、RS232可做到双向传输,全双工通讯,最高传输速率20kbps ;3、RS-232C上传送的数字量采用负逻辑,且与地对称逻辑1:-3 ~-15V 逻辑0:+3~+15V;缺点:1、RS-232-C的电气接口电路采取的是不平衡传输方式,即所谓单端通讯,其发送电平与接收电平的差只有2~3V,所以共模抑制能力较差,容易受到共地噪声和外部干扰的影响;2、接口电路的信号电平较高,容易损坏接口电路的芯片;3、与TTL电路的电平也不兼容,影响其通用性;二、RS485 是隶属于 OSI 模型物理层的电气特性规定为 2线,半双工多点通信的标准。
它电气特性和 RS -232 大不一样。
用缆线两端的电压差值来表示传递信号。
RS485 仅规定了接受端和发送的电气特性。
它没有规定或推荐任何数据协。
RS485特点:1、接口电平低,不易损坏器件。
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。
不易损坏接口电路的芯片,且该平与 TTL 电平兼容,可方便与TTL 电平兼容;2、传输速率高。
CAN总线学习系列之二——CAN总线与RS485的比较
CAN总线学习系列之二——CAN总线与RS485的比较上一节介绍了一下CAN 总线的基本知识,那么有人会问,现在的总线格式很多,CAN 相对于其他的总线有什么特点啊?这个问题问的好,所以我想与其它总线做一下比较,首先呢,就比较一下大家耳熟能详的485 总线,其实485 总线只是一种电平标准,并不是什么新的协议,与232 差不多,当然这么说不是很恰当,但是有助于大家理解。
下面开始比较了:CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
较之目前RS-485 基于R 线构建的分布式控制系统而言,基于CAN 总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:1)CAN 控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据,且CAN 协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN 总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。
而利用RS-485 只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差。
2)CAN 总线通过CAN 控制器接口芯片82C250 的两个输出端CANH 和CANL 与物理总线相连,而CANH 端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL 端只能是低电平或悬浮状态。
这就保证不会出现象在RS-485 网络中,当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。
而且CAN 节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于死锁状态。
3)CAN 具有完善的通信协议,可由CAN 控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低了系统。
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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,通过下列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1MHz bps);
✧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,低成本、易组网,与计算机、服务器的接口十分方便,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;安全可靠性问题,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;本质安全问题,在存在易燃、易爆、有毒等环境的工业现场必须要采用安全防爆技术;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。
所以在安全性要求高的网路,CAN是很强的。
✧价格与培训成本:CAN器件的价格大约是485的2倍这样,485的通讯从
软件上是很方便的,只要懂串行通讯,就可以编程,而CAN需要底层工程师了解CAN复杂的层,编写上位机软件也要了解CAN的协议。
可谓培训成本较高。
✧CAN总线通过CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与
物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。
这就保证不会出现象在RS-485网络中,当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。
而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。
✧CAN具有完善的通信协议,可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,
从而大大降低了系统的开发难度,缩短了开发周期,这些是只仅仅有电
气协议的RS-485所无法比拟的。
2、CAN现场总线的特点及局限性
✧CAN现场总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
主要表现
在CAN为多主方式工作; CAN总线的节点分成不同的优先级;采用非破坏仲裁技术;报文采用短帧结构,数据出错率极低;节点在错误严重的情况下可自动关闭输出。
✧CAN现场总线作为一种面向工业底层控制的通信网络,其局限性也是显而
易见的。
首先,它不能与Internet互连,不能实现远程信息共享。
其次,
它不易与上位控制机直接接口,现有的CAN接口卡与以太网网卡相比大都价格昂贵。
还有, CAN现场总线无论是其通信距离还是通信速率都无法和以太网相比。
3、工业以太网和CAN现场总线的网络协议规范比较
工业以太网很难满足工业网络通信的实时性和确定性的要求,在网络负载很重的情况下可能出现网络瘫痪的情况。
负责报文分帧、仲裁、应答、错误检测和标定。
采用非破坏总线仲裁技术及短帧传送数据,能够满足工业控制的实时性和确定性的要求,而且在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪的情况。