RS485和CAN总线与以太网比较
485与can协议的区别
485与can协议的区别1．引言1986年2月，Robert Bosch公司在SAE 汽车工程协会大会上介绍了一种新型的串行总线CAN控制器局域网，那是CAN 诞生的时刻。
今天在欧洲几乎每一辆新客车均装配有CAN 局域网，同样CAN也用于其他类型的交通工具从火车到轮船或者用于工业控制。
CAN 已经成为全球范围内最重要的总线之一，甚至领导着串行总线，在1999年接近6 千万个CAN 控制器投入应用，2000年市场销售超过1 亿个CAN 器件。
但在国内，基于历史或者其他的原因，大多数的厂商工程师在设计产品工程立项时，第一想到的是应用RS-485总线系统。
但是，随着社会的发展，对计算机控制要求越来越高，现场应用的条件越来越复杂，所以，CAN网络总线替代RS-485网络总线将成为历史的必然趋势。
2．RS-485和CAN网络总线性能比较RS-485是一种半双工、全双工异步通信总线，是为弥补RS-232 通信距离短、速率低等缺点而产生的。
RS-485只规定了平衡驱动器和接收器的电气特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议，因而在当时看来是一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远和宽共模范围的平台。
RS-485总线上只能有一个主机，往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。
但是，CAN-bus 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。
CAN- bus总线在通信能力可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输距离远、成本低等方面有着明显的优势，成为业界最有前途的现场总线之一。
RS-485与CAN总线性能比较见表1：通过表1比较可知：RS-485 网络除了硬件成本开发难度比CAN-bus 网络稍具优势外，其他性能方面都没有可比性。
在产品更新速度特别快的今天，如果将产品的上市时间产品的后期维护、软件开发难度等计算在一起，RS-485 的硬件成本优势也变得不十分明显，因而用CAN 总线取代R S-485 总线是一种比较彻底的方案。
RS485与CAN总线的区别与故障
CAN总线与RS485的比较最近一个项目总体方案设计为分布式系统，于是在通讯上纠结于CAN总线还是RS485。
因此在网上搜索一些了一些关于RS485和CAN总线的资料，除进一步认识RS485通讯特点外，认识了CAN总线的特点及其与RS485的比较，总结如下：CAN总线特点：1、国际标准的工业级现场总线，传输可靠，实时性高；2、传输距离远（最远10Km），传输速率快（最高1MHz bps）；3、单条总线最多可接110个节点，并可方便的扩充节点数；4、多主结构，各节点的地位平等，方便区域组网，总线利用率高；5、实时性高，非破坏总线仲裁技术，优先级高的节点无延时；6、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；7、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；8、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；9、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；10、通讯介质可用普通的双绞线，同轴电缆或光纤等；11、CAN总线系统结构简单，有极高的性价比。
RS485接口标准特点：（1） 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。
（2） RS-485的数据最高传输速率为10Mbps（3） 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。
（4） 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。
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。
CAN和RS485网络通信比较
CAN和RS485网络通信比较CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一。
最早是由德国Bosch公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信协议。
CAN总线的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络，广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信。
现场总线领域中，CAN总线得到了计算机芯片商的广泛支持，他们纷纷推出直接带有CAN接口的微处理器 (MCU)芯片。
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，高的抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。
CAN网络具有如下特点: 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;采用非破坏性总线仲裁技术，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最多为8个，这样传输时间短，受干扰的概率低;通讯介质采用廉价的双绞线即可，无特殊要求;每帧信息都有CRC校验及其它检错措施，数据出错率极低，可靠性极高;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。
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。
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。
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。
RS485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。
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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。