基于CAN-bus和以太網(wǎng)的區域信息管理系統

2.1RS-485總線(xiàn)

RS-485總線(xiàn)是采用差分傳輸方式的一種串行網(wǎng)絡(luò )，也是目前國內應用較多的一種遠距離串行數據方式。RS-485總線(xiàn)使用普通雙絞線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)，采用直線(xiàn)拓樸結構，單條網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路可連接32個(gè)節點(diǎn)（數據來(lái)自于MAXIM公司的MAX485數據手冊），網(wǎng)絡(luò )總長(cháng)度最大可達1200米。

優(yōu)點(diǎn)：對于單個(gè)節點(diǎn)，電路成本較低，設計容易，實(shí)現方便。
缺點(diǎn)：可靠性差，單個(gè)節點(diǎn)的故障有可能導致整個(gè)網(wǎng)絡(luò )癱瘓；RS-485器件容易損壞；且不易界定網(wǎng)絡(luò )中的故障節點(diǎn)，維護成本相對較高。
適用范圍：節點(diǎn)數目較少，傳輸距離在1公里左右，安全性要求不高的場(chǎng)合。

2.2CAN-bus方案

CAN-bus是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一，被廣泛應用于歐洲的中高檔汽車(chē)中，用作ECU單元的串行數據控制網(wǎng)絡(luò )；近幾年來(lái)，CAN-bus開(kāi)始進(jìn)入中國各個(gè)行業(yè)的實(shí)際應用，并于2002年被確定為電力通訊領(lǐng)域的國家標準，正被大家逐漸重視。與RS-485類(lèi)似，CAN-bus網(wǎng)絡(luò )使用普通雙絞線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)，采用直線(xiàn)拓樸結構，單條網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路至少可連接110個(gè)節點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )總長(cháng)度最大可達10公里（使用標準CAN收發(fā)器PCA82C250/251芯片）。在CAN-bus網(wǎng)絡(luò )中，數據收發(fā)、硬件檢錯均由CAN控制器硬件完成，大大增強了CAN-bus網(wǎng)絡(luò )的抗電磁干擾能力，即由硬件來(lái)保證CAN-bus網(wǎng)絡(luò )運行的可靠性。

優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，可以支持硬件節點(diǎn)的即插即用；故障節點(diǎn)可自動(dòng)關(guān)閉，不影響其他網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)；采用芯片硬件ID方式管理網(wǎng)絡(luò )，故障節點(diǎn)界定十分方便，網(wǎng)絡(luò )維護成本比較低。而且，ZLG提供一系列開(kāi)發(fā)CAN-bus網(wǎng)絡(luò )的硬件、軟件資源，設計工作的難度也降低了許多。
缺點(diǎn)：對于單個(gè)CAN-bus節點(diǎn)，硬件成本比RS-485節點(diǎn)要高大約20元；對于CAN控制芯片的編程比較復雜，但可以采用ZLG提供的BasicCAN模塊或PeliCAN模塊。
適用范圍：可適用于節點(diǎn)數目很多，傳輸距離在10公里以?xún)?，安全性要求高的?chǎng)合；也可適用于對實(shí)時(shí)性、安全性要求十分嚴格的機械控制網(wǎng)絡(luò )。不適合于有大量數據需要傳輸（比如視頻/音頻信號）的場(chǎng)合。

下表列出了RS-485網(wǎng)絡(luò )與CAN-bus網(wǎng)絡(luò )的性能比較。

表RS-485CAN-bus特性比較

2.3Lonworks方案

Lonworks總線(xiàn)由美國Echelon公司于1993年推出的一種現場(chǎng)總線(xiàn)，也是國內90年代末期比較流行的一種現場(chǎng)總線(xiàn)。Lonworks總線(xiàn)采用神經(jīng)元芯片為核心技術(shù)設計基本節點(diǎn)，LonTalk通信協(xié)議支持7層網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，提供一個(gè)固化在神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò )操作系統。

Lonworks總線(xiàn)的規范、設計資料并不公開(kāi)，決定其不是一個(gè)開(kāi)放的總線(xiàn)系統；Lonworks總線(xiàn)采用的仲裁方式方式?jīng)Q定了可能會(huì )出現產(chǎn)生總線(xiàn)數據“死鎖”現象，數據傳輸的實(shí)時(shí)性并不能夠完全保證；Lonwork硬件成本相對較高，單個(gè)基本節點(diǎn)電路的硬件成本超過(guò)100元。國內的Lonworks總線(xiàn)應用也普遍集中于早先的智能樓宇領(lǐng)域。因此，基本上不予考慮Lonworks總線(xiàn)。