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      巨川電氣-CAN總線與RS485總線系統通訊性能比較

      文章出處:巨川智能電氣責任編輯:巨川智能電氣查看手機網址
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      人氣:發表時間:2020-01-19 14:09:42【

      巨川電氣-CAN總線與RS485總線系統通訊性能比較

      CAN總線特點:

      1、國際標準的工業級現場總線,傳輸可靠,實時性高;  
      2、傳輸距離遠(最遠10Km),傳輸速率快(最高1MHz bps); 
      3、單條總線最多可接110個節點,并可方便的擴充節點數;  
      4、多主結構,各節點的地位平等,方便區域組網,總線利用率高;  
      5、實時性高,非破壞總線仲裁技術,優先級高的節點無延時;  
      6、出錯的CAN節點會自動關閉并切斷和總線的聯系,不影響總線的通訊;  
      7、報文為短幀結構并有硬件CRC校驗,受干擾概率小,數據出錯率極低;  
      8、自動檢測報文發送成功與否,可硬件自動重發,傳輸可靠性很高;  
      9、硬件報文濾波功能,只接收必要信息,減輕cpu負擔,簡化軟件編制;  
      10、通訊介質可用普通的雙絞線,同軸電纜或光纖等;  
      11、CAN總線系統結構簡單,有極高的性價比。

      RS485接口標準特點:
      1、RS-485的電氣特性:邏輯"1"以兩線間的電壓差為+(2-6)V表示;邏輯"0"以兩線間的電壓差為-(2-6)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了,就不易損壞接口電路的芯片,且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL 電路連接。
      2、RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps
      3、RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗共模干能力增強,即抗噪聲干擾性好。
      4、RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺,實際上可達 3000米,另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發器,即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。但RS-485總線上任何時候只能有一發送器發送。
      5、因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行接口。 
      6、因為RS485接口組成的半雙工網絡,一般只需二根連線,所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。

      CAN總線與RS485的比較:

      1、速度與距離:CAN與RS485以1Mbit/S的高速率傳輸的距離都不超過100M,可謂高速上的距離差不多。但是在低速時CAN以5Kbit/S時,距離可達10KM,而485再低的速率也只能到1219米左右(都無中繼)??梢奀AN在長距離的傳輸上擁有絕對的優勢。

      2、總線利用率:RS485是單主從結構,就是一個總線上只能有一臺主機,通訊都由它發起的,它沒有下命令,下面的節點不能發送,而且要發完即答,受到答復后,主機才向下一個節點詢問,這樣是為了防止多個節點向總線發送數據,而造成數據錯亂。而CAN-bus是多主從結構,每個節點都有CAN控制器,多個節點發送時,以發送的ID號自動進行仲裁,這樣就可以實現總線數據不錯亂,而且一個節點發完,另一個節點可以探測到總線空閑,而馬上發送,這樣省去了主機的詢問,提高了總線利用率,增強了快速性。所以在汽車等實性要求高的系統,都是用CAN總線,或者其他類似的總線。

      3、錯誤檢測機制,RS485只規定了物理層,而沒有數據鏈路層,所以它對錯誤是無法識別的,除非一些短路等物理錯誤。這樣容易造成一個節點破壞了,拼命向總線發數據(一直發1),這樣造成整個總線癱瘓。所以RS485一旦壞一個節點,這個總線網絡都掛。而CAN總線有CAN控制器,可以對總線任何錯誤進行檢測,如果自身錯誤超過128個,就自動閉鎖。保護總線。如果檢測到其他節點錯誤或者自身錯誤,都會向總線發送錯誤幀,來提示其他節點,這個數據是錯誤的。大家小心。這樣CAN總線一旦有一個節點CPU程序跑飛了,它的控制器自動閉鎖。保護總線。所以在安全性要求高的網路,CAN是很強的。

      4、價格與培訓成本:CAN器件的價格大約是485的2倍這樣,485的通訊從軟件上是很方便的,只要懂串行通訊,就可以編程,而CAN需要底層工程師了解CAN復雜的層,編寫上位機軟件也要了解CAN的協議??芍^培訓成本較高。

      5、CAN總線通過CAN控制器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連,而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態,CANL端只能是低電平或懸浮狀態。這就保證不會出現象在RS-485網絡中,當系統有錯誤,出現多節點同時向總線發送數據時,導致總線呈現短路,從而損壞某些節點的現象。而且CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能,以使總線上其他節點的操作不受影響,從而保證不會出現象在網絡中,因個別節點出現問題,使得總線處于“死鎖”狀態。

      6、CAN具有完善的通信協議,可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現,從而大大降低了系統的開發難度,縮短了開發周期,這些是只僅僅有電氣協議的RS-485所無法比擬的。

       

           總:另外CAN總線還具備故障界定功能,可自動關閉故障節點輸出,絕不影響整條總線上其它節點的正常通訊,而RS485只要總線上有一個接點出現故障,則會導致整條總線上其它節點不能通訊。
      通過對比很顯然地可以看出來:CAN-BUS總線在系統通訊上比485總線系統有非常大的優勢,CAN-BUS適用與大型公建類項目,而485由于其自身的總線特性,無法支撐起大型系統,否則容易導致系統癱瘓。
      現在智能照明行業很多廠家都知道485通訊總線的劣勢所在,但是基于成本考慮還是會堅持使用485系統的智能照明控制系統,所以他們的通常做法就是把485的通訊方式杜撰為自己命名的系統來掩蓋自己是使用485系統的,如EDX,DMX-512,HD-BUS,甚至出現L-BUS,K-BUS等系統,這里也希望用戶加以區分辨別標準工業通訊總線。
          那么如何辨別485系統呢?

      第一,不管是命名為哪種型號的產品,它里面的芯片都是485芯片,用戶可以通過查看產品芯片的方式查證;

      第二,485總線通訊總線智能照明控制系統必須使用主機,缺少主機則不能工作,如CAN-BUS可以直接通過面板控制繼電器實現本地控制,而485總線系統則需要經過主機中轉收發信號才能實現本地控制;

      第三,485總線的通訊距離實際使用不超過200米(CAN-BUS可以達到1500米),超過200米則需要加相應的放大器或耦合器實現總線距離延長。具體辨別的方法還很多,用戶也可以參閱相關資料。
      注:本表格數據全部來自通訊行業相關資料,用戶如有異議,可咨詢相關資料查證。

          

      比較項目

      RS485

      CAN總線

      CAN總線的優勢

      通訊方式

      半雙工輪詢

      中斷

      RS485采用輪詢通訊方式,屬于被動傳輸,通訊速度慢,CAN采用中斷方式,屬主動傳輸,速度快。

      最大傳輸速度

      10Mbit/s

      (距離12M)

      1Mbit/s

      (距離40M


      最大傳輸距離

      1.2KM

      (速率9600Kbs)

      10KM

      (速率5Kbs)

      CAN總線最遠可傳輸10KM(速率5Kbit/s以下)

      最大驅動器數量

      32/每條總線

      110/每條總線

      CAN每條總線可用智能網橋擴展再110個,即每條總線最多可帶220各節點。采用四口接口卡,每條CAN總線可帶220個節點,每個接口卡可帶880個節點,如采用兩個接口卡,則共可帶1760個節點。

      通訊實時性

      快(137μs

      CAN總線采用短幀數據結構,傳輸速度高,受干擾概率低,實時性高。

      仲裁機制

      CAN總線采用非破壞性總線仲裁技術,極好地解決了總線沖突,尤其是網絡負載很重的情況下也不會出現網絡癱瘓情況,而RS485網絡則可能會經常出現網絡癱瘓。

      使用核心芯片

      485芯片

      CAN芯片

      CAN芯片具有更高的性價比,成本也遠高于485芯片

      組網設備數量

      CAN總線采用PCI接口卡和少量CAN智能網橋即可組成龐大的現場總線局域網,而TCP/IP必須采用大量路由器、交換機。

      抗干擾能力

      很好

      CAN的每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施,保證了數據出錯率極低。



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