RS485总线和CAN总线对比

RS485总线和CAN总线是当今工业自动化控制系统中最常用的两种总线之一，它们在性能、功能和应用等方面都有哪些差异？

RS-485和CAN都是串行通信协议。它们允许在单个系统中布置多点设备，大大缩短了电缆长度，差分设计适用于强干扰的环境，两者都使用120 Ω电阻端接，并配有内部过压电路以进行故障保护。RS-485和CAN有太多的共同点，但无疑是不一样的。

RS-485更多的是应用在工业领域，CAN被广泛设计用于汽车行业。但现在，不仅汽车行业广泛使用CAN，而且航空航天等其他行业也开始转向CAN。

但是要了解使这些协议与众不同的差异，我们必须知道它们到底是什么。

现场总线是90年代初国际上发展形成的，目前广泛应用于现场总线技术过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。

CAN是控制网络ControlAreaNetwork的简称，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。

RS485总线

RS-485：自20世纪80年代中期以来一直存在的串行通信协议。最初是为工业市场的应用而定义的，或者更好的说，它是为工业应用而开发的。

RS-485由电信行业协会和电子工业联盟联合发布，因此它也被称为TIA / EIA-485。但更能被业界接受的名字是RS-485，它的应用在：

运动控制设备

旋转编码器接口

计算机自动化系统（键盘、鼠标、打印机等）

工业控制系统

剧院应用

PLC

虽然RS-485被应用到多种场合，但越来越多的行业似乎转向CAN用于其工业机械。

CAN总线特点：

• 国际标准的工业级现场总线，传输可靠，实时性高；
• 传输距离远（最远10Km），传输速率快（最高1MHz bps）；
• 单条总线最多可接110个节点，并可方便的扩充节点数；
• 多主结构，各节点的地位平等，方便区域组网，总线利用率高；
• 实时性高，非破坏总线仲裁技术，优先级高的节点无延时；
• 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；
• 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；
• 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；
• 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；
• 通讯介质可用普通的双绞线，同轴电缆或光纤等；
• CAN总线系统结构简单，有极高的性价比。

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。但是低速CAN以5Kbit/S时，距离可达10KM。而增强型RS485收发器在最低的速率时亦能传输超过10KM（都无中继），两者在长距离的传输上也难分伯仲。

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，自动转换错误状态，适时关闭总线，进而保护总线。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、器件价格：随着CAN总线迅猛发展，目前CAN隔离收发器单价大有与RS485价格持平的趋势，RS485收发器逐渐失去价格优势。

5、开发难度：CAN具有完善的通信协议，底层机制由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，研发工程师只需要了解面向客户的应用层，从而大大降低了系统的开发难度，缩短了开发周期。而RS-485协议仅仅只有电气协议，客户开发需要自己开发链路层和应用层，开发难度较大。

总结对比

特性	RS-485	CAN
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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