RS和CAN总线与以太网比较
现场总线与工业以太网CAN总线课件
基金会现场总线主要应用于 化工、石化、冶金等领域； LonWorks总线主要应用于 楼宇智能化、家庭自动化等 领域；Profibus总线主要应 用于制造业、流程工业等领 域；而Modbus总线则广泛 应用于工业自动化领域。
Profibus总线的传输速率范 围为9.6k～12Mbps，是传 输速率最高的总线； LonWorks总线的传输速率 范围为78k～1.5Mbps；基 金会现场总线的传输速率范 围为12k～150kbps；而 Modbus总线的传输速率范 围为1200～9600bps。
随着总线技术的不断发展，网络安全问题也日益突出。为了解决这一问
题，需要加强网络安全防护措施，如加密通信、访问控制等。
02 03
不同总线协议的兼容性问题
目前存在多种总线协议，不同协议之间的兼容性问题给应用带来了困扰 。为了解决这一问题，需要加强不同总线协议之间的互联互通，提高兼 容性。
总线设备的互操作性
02
工业以太网的发展前景良好，随着工业自动化和网络技术的不
断发展，将有更大的应用空间。
CAN总线在汽车和工业自动化领域的应用前景仍然广阔，但面
03
临技术更新和市场变化的挑战。
06
总线技术的未来发展趋势与挑战
总线技术的未来发展趋势
1 2 3
向工业4.0和智能制造发展
未来的总线技术将更加注重与工业4.0和智能制 造的融合，实现更加智能化、自动化的工业生产 。
LonWorks总线和基金会现 场总线都支持多个节点的连 接，最多可连接64个节点； 而Profibus总线和Modbus 总线则支持多个主站和从站 之间的连接，最多可连接 127个节点。
03
工业以太网技术概述
工业以太网的概念
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。
各类总线的传输速率
各类总线传输速率1. USB总线●USB1.1：-------低速模式(low speed)：1.5Mbps-------全速模式(full speed)： 12Mbps●USB2.0：向下兼容。
增加了高速模式，最大速率480Mbps。
-------高速模式(high speed)： 25~480Mbps●USB3.0：向下兼容。
-------super speed ：理论上最高达4.8Gbps，实际中，也就是high speed 的10倍左右。
2. UART●RS232：传输速率一般不超过20Kbps，速率低，抗干扰能力差，RS-232C能传输的最大距离不超过15m（50英尺）。
●RS422：定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps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。
●RS485：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，后命名为TIA/EIA-485-A标准。
最高传输速率10Mbps，抗干扰能力强，可以传距离1.5km。
平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。
只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。
一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mbps。
3. SPI总线全双工通信，传输速率可达几Mbps水平，比I2C快。
4. I2C总线：半双工，只有2根线。
数据线和时钟线。
--------标准速度：100kbps--------快速模式：400kbps--------高速模式：3.4Mbps4. Ethernet，也就是通常的网速。
--------早期的以太网传输速率只有10Mbps。
--------百兆网：理论上最大100Mbps。
CAN总线作业 车用以太网
车用以太网以太网：以太网（Ethernet）最早由Xerox（施乐）公司创建，1980年由DEC（美国数字设备公司）、Intel（英特尔公司）和Xerox三家公司联合开发成为一个网络标准。
以太网是一项使用电缆连接的网络技术，可供任何制造商使用。
以太网标准：以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s）、快速以太网（100Mbit/s）和10G以太网（10Gbit/s）等。
以太网采用的是CSMA/CD访问控制法，符合IEEE802.3标准。
以太网在汽车上的应用：主要有ADAS(先进辅助驾驶系统)、360度全景泊车系统和蓝光DVD播放系统，汽车音响。
传统车用通讯网络：今天汽车中广泛应用的是网络是CAN和LIN，它们主要应用于车身电子和一些关键的安全性应用，如电动车窗/车门/车椅控制、电动雨刷、引擎控制、安全气囊控制等，这些应用的特点是需要传输的数据量较小，但要求非常高的实时性和可靠性。
CAN现场总线的最大带宽只有12Mbps，随着越来越多的高清视频应用进入汽车，如ADAS(先进辅助驾驶系统)、360度全景泊车系统和蓝光DVD播放系统，汽车网络必须支持从车头和车尾实时地向驾驶员前面显示面板传送720p以上高清视频，这时候CAN总线带宽已经远远不够用了。
这也是为什么今天汽车业界在发展MOST多媒体总线的背后原因。
MOST总线的带宽是够了，它能提供的最大带宽是150Mbps，但MOST是共享总线，也就是多个设备共享这150Mbps带宽，当某个设备占用大带宽的时候，别的设备可能就没有资源了。
例如，当后座乘客在看蓝光DVD影片时，驾驶员从ADAS看到的图像可能就会时断时续。
此外，ADAS系统在车身周围都配有很多摄像头，现在这些摄像头都是模拟的，但现在有一个趋势是，这些模拟摄像头要全部转向数字摄像头，而且分辨率至少要达到720P。
要传输这么高清晰度的数据信号，目前都是用压缩的方法做的，但压缩过以后还是需要30兆带宽，可以想象如果不压缩的话，需要的带宽就更多了。
以太网型与传统CAN总线型客房集控系统比较091203
采用由强电配电箱独立供电；主机采用网络逻辑控制；当主机故障时，可以独立使用。不影响客房的使用。
采用客房控制主机供电。当主机出现故障时，影响客房空调的使用。
软件系统
根据本酒店管理要求。按照不同部门的分工职责，配置具有不同功能的PC工作站和不同的操作客户端软件。主要有前台、客房部、工程部、安全保卫等不同部门。
只有1-2个操作界面，不按照酒店不同部门职责来设置，无论何部门都使用同一个软件。
智能网络取电器。多能识别插卡取电人的身份类别。不能具体反应取电人的实际身份和工号。
空调温控
采用带蓝色背光的大液晶显示面板，具有记忆功能，客人回房后，只要插入取电卡，可以自动恢复客人原先设定的温度，可以实现本地独立控制和远程集中实时控制。可以独立使用。
一般只采口处。不能上传客人设定的温度，也无法记忆客人设定的温度。客人回房需要重新设置温度。
以太网型“客房控制系统”与传统总线型“客房控制系统”的比较
对比内容
以太网型
传统总线型
网络结构
每个主机均有独立的以太网接口，直接接入酒店标准内部局域网。布线方式与酒店标准内部局域网完全一致。通讯采用国际标准的TCP/IP协议。
楼层采用每个客房一进一出握手式总线结构，必须独立布线组网，楼层还需配置网络转换器或数据采集电脑，系统稳定性差。如有一个节点，发生故障，则整个楼层全部不能使用。不能与综合布线系统统一。所以布线综合成本高。
信息传输为有限主动上传，上传速度低；不能实现主机底层在线升级和维护，只能通过更换主机或主机内芯片现场手动升级和维护。
运营模式调整
酒店管理方根据季节来调整客房节能温度或客人进房灯光场景时，只要通过操作软件来自动下传指令就可实现管理方式的调整。
CAN总线和RS485总线的区别
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。
PROFIBUS总线、CAN总线及工业以太网的简要比较与应用方案分析
PROFIBUS总线、CAN总线及工业以太网的应用探讨姜勇刚通信作者：冯震（指导教师）（湖北师范学院机电与控制工程学院湖北黄石435000）摘要：本文主要介绍了PROFIBUS总线，CAN总线及工业以太网各自的的特点与不足，对三者的网络协议规范进行比较。
探讨了工业应用中的两种方案：PROFIBUS与工业以太网结合应用—Profinet；CAN与工业以太网并存组网。
展望了工业以太网在工业网络控制中的发展趋势。
关键词：PROFIBUS CAN 工业以太网工业网络控制The discuss and application among PROFIBUS, CAN BUS andIndustrial EthernetJiang Yong-gangCommunication author: Feng Zhen (teacher)(Electrical and control engineering department Hubei Normal University Huangshi China 435000) Abstract: This article mainly introduced the PROFIBUS, CAN bus and Industrial Ethernet their respective advantages and disadvantages of the three network agreement standard for comparison. Discusses two kinds of industrial applications: PROFIBUS gets new development ——Profinet; CAN coexist with industrial Ethernet make new mixed network. Industrial Ethernet is prospected in industrial network control in development trend.Keywords: PROFIBUS CAN Industrial Ethernet Industrial Control0 引言现场总线（Fiedldbus）是80年代末国际上发展起来的现场智能设备互联通讯网络，目前已成为世界上自动化技术的研究热点，据不完全统计，各类总线有四十多种[1]。
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。
现场总线CANopen与工业以太网总线知识概述
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PROFILE POSITION MODE(标准位置模式) HOMING MODE(回原点模式) INTERPOLATED POSITION MODE(插补位置模式) PROFILE VELOCITY MODE(标准速度模式) PROFILE TORQUE MODE(标准转矩模式) VELOCITY MODE(速度模式)
SDO报文格式
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现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
SDO报文格式
水现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT *
SDO应用举例
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现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
预定义报文或者特殊功能对象
同步（SYNC） 时间标记对象（TimeStamp） 紧急事件（Emergency） 节点/寿命保护（Node/Life guarding）
➢ PDO通讯参数：包含哪个COB-ID将被PDO使用，传输类型 ，禁止时间和定时器周期
➢ PDO映射参数：包含一个对象字典中对象的列表，这些对象 映射到PDO里，包括它们的数据长度（in bits）。生产者和 消费者必须知道这个映射，以解释PDO内容
PDO消息的内容是预定义,映射应用对象到PDO中是在 设备对象字典中描述的。
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现场总线CANopen与工业以太网总线EtherCAT
CANopen概述
（6）可使用多种线缆和连接器； （7）数据通信可采用事件驱动、远程请求、 同步传输等多种方式； （8）采用心跳报文、节点保护、寿命保护等 多种设备监控方式，有利于节点之间的可靠通 信； （9）提供典型的预定义主/从连接组，最多可 支持127个节点； （10）提供很大的灵活性，应用非常广泛。
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。
工业以太网与CAN现场总线比较和应用方案分析
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can总线vsrs485总线
CAN总线和RS485总线的定义CAN是控制器局域网络（Controller Area Network， CAN）的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO11898）。
是国际上应用最广泛的现场总线之一。
在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。
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。
rs-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。
加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mv的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。
有些rs-485收发器修改输入阻抗以便允许将多达8倍以上的节点数连接到相同总线。
rs-485最常见的应用是在工业环境下可编程逻辑控制器内部之间的通信。
CAN总线和RS485总线应用概述以往，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。
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。
RS和CAN总线与以太网比较
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。
RS和CAN总线与以太网比较
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。
以太网究竟能否替代CAN总线？
以太网究竟能否替代CAN总线？
如今的汽车行业发展，可以说是汽车电子化的发展。
人们对汽车智能化、网联化、舒适化的追求热度只升不降，根据广成科技市场部专员的调查报告显示，当前汽车的创新有70%是用在了汽车电子产品创新身上，而一辆汽车的成本中，电子产品的成本占比已经从20世纪70年代的4%，增长到今天在的30%左右，预计到2025年，该比例将进一步提高。
届时，人们就要感叹，载着无数电子部件上路。
电子部件的不断增多，信息量传输不断增大，汽车网络化的要求越来越高，这些均推动着汽车总线技术的发展，诸多总线技术中的后起之秀都在为取代CAN总线而蠢蠢欲动，其中有报道称，CAN总线未来将会被以太网所淘汰，那幺你相信这会成真吗？广成科技带你详细对比一下CAN总线与以太网之间的孰强孰弱，以太网究竟能否替代CAN总线，比一比就知道了！
如大家所知，作为一种标准开放式的网络以太网传输信号相较于CAN总线有着传输速率高、传输距离长等优势在。
而且技术已成熟，掌握的人也比较多。
但在汽车上的应用，却仅仅是用于传输雷达、视频等高速信号。
这令人费解，为何以太网在汽车上的应用范围如此之小。
广成科技从以下原因为大家进行剖析。
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R S和C A N总线与以太
网比较
集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
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。
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。