现场总线小论文

现场总线作业

专业班级: 测控1002班

姓名: 班人龙

学号: 100401205

比较CAN总线与485总线

现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计

算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通

信提供了强有力的技术支持。

CAN总线

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。较之目前许多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：首先，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的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；其次，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。

而且，CAN 具有的完善的通信协议可由CAN 控制器芯片及其接口芯片来实从而

大大降低系统开发难度，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。另外，与其它现场总线比较而言，CAN 总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也

是目前CAN 总线应用于众多领域，具有强劲的市场竞争力的重要原因。

CAN 总线有如下基本特点：

●废除传统的站地址编码，代之以对通信数据块进行编码，可以多主方式工

作；

●采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低

的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响继续传输数据，

有效避免了总线冲突；

●采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8 个，数据传输时间短，受干扰的

概率低，重新发送的时间短；

●每帧数据都有CRC 校验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性，适

于在高干扰环境下使用；

●节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联

系，以使总线上其他操作不受影响；

●可以点对点，一对多及广播集中方式传送和接受数据。

CAN 采用非破坏性瞅瞅技术，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先

级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，大大节省了总线冲突裁决时间；最重要的是在网络负载很重的情况下，也不会

出现网络瘫痪的情况（以太网则可能）。

CAN 是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，

高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km 时，CAN 仍可提供高达50Kbit/s 的数据传输速率。CAN 可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式接收数据。CAN 的直接通信距离最远可达

10km（速率5KB/s 以下）。CAN 的通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长

40m）。CAN 上的节点数实际可达110 个。CAN 采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8 个，这样传输时间短，受干扰的概率低，且具有极好的检错效果。CAN 每帧信息都有CRC 校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。通信介质采

用廉价的双绞线即可，无特殊要求。

CAN 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。NRZ 编码/解码方式，并采用位填充技术。

CAN(ControllerAreaNetwork)称为控制局域网，属于总线式通讯网络。CAN 总线规范了任意两个CAN 节点之间的兼容性，包括电气特性及数据解释协议，CAN 协议分为二层：物理层和数据链路层。物理层决定了实际位传送过程

中的电气特性，在同一网络中，所有节点的物理层必须保持一致，但可以采用

不同方式的物理层。CAN 的数据链路层功能包括帧组织形式，总线仲裁和检错、错误报告及处理，确认哪个信息要发送的，确认接收到的信息及为应用层提供

了接口。CAN 网络具有如下特点：CANBUS 网络上任意一个节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息，而不分主从。通讯灵活，可方便地构成多

机备份系统及分布式监测、控制系统。网络上的节点可分成不同的优先级以满

足不同的实时要求。采用非破坏性总线裁决技术，当两个节点同时向网络上传

送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响

地继续传输数据。具有点对点，一点对多点及全局广播传送接收数据的功能。

通讯距离最远可达10KM/5KBPS ，通讯速率最高可达1MBPS/40M。网络节点数实

际可达110 个。每一帧的有效字节数为8 个，这样传输时间短，受干扰的概率低。每帧信息都有CRC 校验及其它检错措施，数据出错率极低，可靠性高．通

讯介质采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。在传输信息出错严重时，节点可

自动切断它与总线的联系，以使总线上的其它操作不受影响。

485总线

485 总线有如下基本特点：

●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1200 米。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。

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。

RS-485 总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。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。RS-485 采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可

以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32 台驱动器和32 台接收器。

CAN 技术和485 通讯的区别

CAN（Controller Area Network 控制局域网络）德国Bosch 6 公司1993

年推出，应用于汽车监控、开关量控制、制造业等。介质访问方式为非破坏性

位仲裁方式，适用于实时性要求很高的小型网络，且开发工具廉价

通信距离：

●RS—485 总线最大传输距离是1.2km；