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：

注：以下是从网上搜索总结的。

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。但RS-485总线上任何时候只能有一发送器发送。
（5）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。
（6）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。

CAN总线与RS485的比较：

1，速度与距离：CAN与RS485以1Mbit/S的高速率传输的距离都不超过100M，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。

2，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。

3，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。

4，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。

5，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。

6，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。

特性	RS-485	CAN-bus
单点成本	低廉	稍高
系统成本	高	较低
总线利用率	低	高
网络特性	单主网络	多主网络
数据传输率	低	高
容错机制	无	可靠的错误处理和检错机制
通讯失败率	高	极低
节点错误的影响	导致整个网络的瘫痪	无任何影响
通讯距离	<1.5km	可达10km（5kbps）
网络调试	困难	非常容易
开发难度	标准Modbus协议	标准CAN-bus协议
后期维护成本	高	低

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