RS485升级后的CANbus总线应用方案

RS-485简述

电子产业协会EIA 于1983 年制订并发布RS-485 标准，并经TIA—通讯产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 通讯间隔短、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讯协议。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、传输间隔远和宽共模范围的通讯平台。

在过往的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，被应用在很多不同的领域，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、全双工异步通讯总线也是被各个研发机构广泛使用的数据通讯总线。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关键与分散控制单元之间。

由于RS-485总线本身存在的很多局限性，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、后期维护本钱高、网络工程调试复杂、传输间隔不理想、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。固然很多工程师、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这些先天性的题目。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总线在通讯能力、可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输间隔远、本钱低等方面有着明显的上风，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、生产厂商加进到更先进CAN-bus总线行业。

解决方案

RS-485总线网络与CAN-bus总线网络的互联

CAN-bus总线网络完全替换RS-485总线网络

RS-485CAN-bus优缺点比较

通过上表比较可知，RS-485网络除了硬件本钱、开发难度比CAN-bus网络稍具上风外，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总线提供具体的方案。在产品更新速度特别快的今天，假如将产品的上市时间、产品的后期维护、软件开发难度等计算在一起，RS-485的硬件本钱上风也变得不十分明显。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

一下子完全放弃RS-485网络系统有困难的，尤其是在已经具有现成的硬件网络中。因此，可以考虑一种折衷的、暂时的方法，就是在保存现有RS-485 系统硬件结构的基础上，添加一个CAN-bus接口。这里，可以选择CAN485智能转换器，来实现RS-485网络与CAN网络的互联。

CAN-bus总线网络完全替换RS-485总线网络

对于系统性能、实时性、可靠性要求高的场合可以考虑完全摒弃RS-485系统，来构建一个新的CAN-bus系统。

构建CAN-bus系统需要考虑网络布局、节点电路的设计、开发工具的选择等。

网络布局

基于CAN-bus与RS-485在电气特性、网络拓扑、传播媒体等有太多相似的地方，所以CAN-bus网络替换RS-485网络是非常方便、节省本钱的。图5-1和图5-2分别为CAN-bus和RS-485建议的电气连接图。

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。假如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;但是假如是应用双绞线(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。 假如旧的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，那只有重新展设网络电缆，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，假如系统中应用的波特率不是很高、传输间隔不是很远，则可以保存原有的网络电缆，要留意网络两真个终端电阻值为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