CAN-bus 总线应用方案——RS-485升级 |
2007-6-7 10:00:00 广州致远电子有限公司 供稿  收藏 |
RS-485简述 电子工业协会EIA 于1983 年制订并发布RS-485 标准，并经TIA—通讯工业协会修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS-485。RS-485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通信平台。 在过去的20年的时间里，建议性标准RS-485 作为一种多点差分数据传输的电气规范，被应用在许多不同的领域，作为数据传输链路。目前，在我国应用的现场总线中，RS-485半双工、全双工异步通信总线也是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线。但是基于在RS-485总线上只能有一个主机的特点，它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。 由于RS-485总线本身存在的许多局限性，随着科技的发展，RS-485的总线效率低、系统的实时性差、通讯的可靠性低、后期维护成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想、单总线可挂接的节点少、应用不灵活等缺点慢慢的暴露出来。虽然许多工程师、生产厂商等提出了改进的方法和建议，但都不能从根本上解决RS-485这些先天性的问题。于是应用RS-485的生产厂商开始寻求一种更好的、更彻底的解决方案。 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。 据CIA统计2001年，仅在欧洲就销售了超过1亿个CAN-bus节点，几乎淘汰了所有的RS-485系统。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，这不能不说是一种遗憾。所以在国内的RS-485总线，仍然会有一段生命周期。 在此，提出RS-485网络升级方案，用以抛砖引玉，期越来越多的工程师、生产厂商加入到更先进CAN-bus总线行业。 解决方案  通过上表比较可知，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。周立功公司具有非常周到的CAN-bus技术支持，为客户开发CAN-bus总线提供详细的方案。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RS-485总线是一种比较彻底的方案。 RS－485总线网络与CAN-bus总线网络的互联 CAN-bus总线网络完全替代RS-485总线网络  图5-1 CAN-bus建议的电气连接图  图5-2 RS-485典型的2线制网络连接图 从上图比较可知，CAN与RS-485的网络拓扑一般都采用终端匹配的总线型结构，而且也都没有规定总线电缆的机械和材料参数。如果RS-485的传播媒体是光纤，那么原有的网络布局不需要作任何的改动（包括网线），只需要用CAN节点来替换RS-485节点即可；但是如果是应用双绞线（屏蔽或不屏蔽）则CAN网络必须要满足如表5-1所示的物理媒体参数。 如果旧的RS-485网络的双绞线（屏蔽或不屏蔽）不符合表中的参数，为了获得最佳的系统性能，那只有重新铺设网络电缆，并用CAN节点来替换RS-485节点。 实际的RS-485系统中，大多数双绞线的阻抗特性在102Ω至120Ω之间，如果系统中应用的波特率不是很高、传输距离不是很远，则可以保留原有的网络电缆，要注意网络两端的终端电阻值为120Ω左右。  表5-1 符合CAN网络的双线（屏蔽或不屏蔽）的物理媒体参数 |
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