RS和CAN总线与以太网比较

R S和C A N总线与以太

网比较

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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。