CAN(Controller Area Network)总线和RS485总线都是在工业控制领域广泛使用的通信总线,但CAN总线在某些方面具有更高的可靠性,以下是导致这种差异的一些原因:
1、抗噪声能力: CAN总线的设计使其具有较强的抗噪声干扰能力,这主要得益于其采用的非平衡差分信号和信号解析方式。CAN总线在接收端检测差分电压变化,并利用这些变化来判断逻辑0或逻辑1。尽管RS485也采用了差分信号传输,但在高噪声环境下,CAN总线提供的信号稳定性相对更高。
2、错误检测和处理: CAN总线协议内置了多种错误检测机制,包括奇偶校验、循环冗余检查(CRC)等。当发现错误时,发送端会尝试重新发送数据帧,确保信息最终成功传输。虽然RS485也可以实现类似的功能,但通常需要在上层协议中实现,而非作为总线协议的一部分。
3、仲裁和冲突解决: CAN总线采用采用非破坏性仲裁技术,当两个节点同时向网络上传送数据时,优先级低的节点主动停止数据发送,而优先级高的节点可不受影响继续传输数据,有效避免了总线冲突。然而在RS485总线中,冲突解决和设备访问优先级需要在上层协议中实现。
4、实时性: CAN总线具有更强的实时性,由于其非破坏性仲裁和优先级编码机制,对于关键数据,总线访问时延更短,具备更高的实时性。
5、节点容错: CAN总线具有节点容错能力。当总线上的某个节点故障或出错时,整个网络仍可继续正常运行。而RS485总线如果没有使用额外的检测手段,单个节点的故障可能影响到整个总线的通信。
因为上面这些原因,所以采用CAN通信有以下很有优势。
1、CAN通信具有传输距离更远,传输距离可以达到10KM,传输速率也可以达到1Mhz,而且信号稳定,损耗小,不易受外界干扰,而且结构简单,具有很好的性价比。
2、废除传统的站地址编码,代之以对通信数据块进行编码,可以多主方式工作。
3、采用短帧结构,每一帧的有效字节数为8个,数据传输时间短,受干扰的概率低,重新发送的时间短。
4、每帧数据都有CRC校验及其他检错措施,保证了数据传输的高可靠性,适于在高干扰环境下使用。
5、节点在错误严重的情况下,具有自动关闭总线的功能,切断它与总线的联系,以使总线上其他操作不受影响。
6、可以点对点,一对多及广播集中方式传送和接受数据。
7、具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点。
8、采用双线串行通信方式,检错能力强,可在高噪声干扰环境中工作。
9、具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-Bus上,形成多主机局部网络。
10、可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文。
11、可靠的错误处理和检错机制。
12、发送的信息遭到破坏后,可自动重发。
13、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能。
14、报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。
综上所述,在许多方面,CAN总线IO模块相较于RS485总线IO模块更具可靠性。然而,两者互有优缺点,实际应用场景中需要根据需求权衡选择。