為什麼CAN能取代RS485？

現場匯流排是90年代初國際上發展形成的，目前廣泛應用於現場匯流排技術過程自動化、製造自動化、樓宇自動化等領域的現場智能設備互連通訊網路。

採用點對點通訊時，連線多，線路複雜，兩兩連線需要兩兩連線，需要n（n-1）/2根線。

信息在一條公共通道上傳輸，信息接收者從通道上接收所有信息，並根據規則過濾發送給自己的信息。連線少，結構清晰，僅需≤n+1根線。

目前工業現場主流的匯流排方式包括RS232、RS485、CAN、Devicenet等，那麼多匯流排類型，都有什麼特點和應用呢？本文就以最常用的RS485和熱門的CAN匯流排進行對比分析，幫助您選擇更加合適的通訊方案。

CAN是控制網路ControlAreaNetwork的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用於汽車內部測量與執行部件之間的數據通信。

一、CAN 現場匯流排

CAN匯流排特點：

• 國際標準的工業級現場匯流排，傳輸可靠，實時性高；
• 傳輸距離遠（最遠10Km），傳輸速率快（最高1MHz bps）；
• 單條匯流排最多可接110個節點，並可方便的擴充節點數；
• 多主結構，各節點的地位平等，方便區域組網，匯流排利用率高；
• 實時性高，非破壞匯流排仲裁技術，優先順序高的節點無延時；
• 出錯的CAN節點會自動關閉並切斷和匯流排的聯繫，不影響匯流排的通訊；
• 報文為短幀結構並有硬體CRC校驗，受干擾概率小，數據出錯率極低；
• 自動檢測報文發送成功與否，可硬體自動重發，傳輸可靠性很高；
• 硬體報文濾波功能，只接收必要信息，減輕cpu負擔，簡化軟體編製；
• 通訊介質可用普通的雙絞線，同軸電纜或光纖等；
• CAN匯流排系統結構簡單，有極高的性價比。

二、RS485 匯流排

RS-485是從 RS-422基礎上發展而來的，可以採用二線與四線兩種不同的方式，二線制可實現真正的多點雙向通信。而採用四線連接時，只能實現點對多點的通信。即只能有一個主設備（Master），其餘為從設備（Slave）。

RS485介面標準特點：

• RS-485的電氣特性：兩線間的電壓差範圍為±（2-6）V表示，介面信號電平降低，不易損壞介面電路的晶元，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL 電路連接；
• RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps；
• RS-485介面是採用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強，即抗雜訊干擾性好；
• RS-485介面的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達 3000米。RS-485介面在匯流排上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力,但RS-485匯流排上任何時候只能有一發送器發送；
• RS-485介面具有良好的抗雜訊干擾性，長的傳輸距離和多站能力等優點就使其成為首選的串列介面；
• RS485介面組成的半雙工網路，一般只需二根連線，介面均採用屏蔽雙絞線傳輸。

三、CAN 匯流排與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。但是低速CAN以5Kbit/S時，距離可達10KM。而增強型RS485收發器在最低的速率時亦能傳輸超過10KM（都無中繼），兩者在長距離的傳輸上也難分伯仲。

2、匯流排利用率：RS485是單主從結構，就是一個匯流排上只能有一台主機，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，受到答覆後，主機才向下一個節點詢問，這樣是為了防止多個節點向匯流排發送數據，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，這樣就可以實現匯流排數據不錯亂，而且一個節點發完，另一個節點可以探測到匯流排空閑，而馬上發送，這樣省去了主機的詢問，提高了匯流排利用率，增強了快速性。所以在汽車等實性要求高的系統，都是用CAN匯流排，或者其他類似的匯流排。

3、錯誤檢測機制：RS485隻規定了物理層，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，拚命向匯流排發數據（一直發1），這樣造成整個匯流排癱瘓。所以RS485一旦壞一個節點，這個匯流排網路都掛。而CAN匯流排有CAN控制器，可以對匯流排任何錯誤進行檢測，自動轉換錯誤狀態，適時關閉匯流排，進而保護匯流排。如果檢測到其他節點錯誤或者自身錯誤，都會向匯流排發送錯誤幀，來提示其他節點，這個數據是錯誤的，大家小心。這樣CAN匯流排一旦有一個節點程序跑飛了，它的控制器自動閉鎖，保護匯流排。所以在安全性要求高的網路，CAN是很強的。

4、器件價格：隨著CAN匯流排迅猛發展，目前CAN隔離收發器單價大有與RS485價格持平的趨勢，RS485收發器逐漸失去價格優勢。

5、開發難度：CAN具有完善的通信協議，底層機制由CAN控制器晶元及其介面晶元來實現，研發工程師只需要了解面向客戶的應用層，從而大大降低了系統的開發難度，縮短了開發周期。而RS-485協議僅僅只有電氣協議，客戶開發需要自己開發鏈路層和應用層，開發難度較大。

四、總結對比

ZLG致遠電子作為國內匯流排隔離收發器領導品牌，基於近二十年的匯流排隔離技術積累，為有效解決匯流排干擾，通訊異常等問題，實現信號隔離電路、收發電路及匯流排防護電路高度集成化與高可靠性，ZLG致遠電子推出了CTM、RSM等系列隔離收發器。經過近二十年的市場驗證，憑藉產品的高穩定性，已廣泛應用於汽車電子、工業控制、軌道交通、儀器儀錶、石油化工等工業領域，是國內應用最廣泛的隔離收發器。