基于CAN-bus和以太網(wǎng)的區(qū)域信息管理系統(tǒng)

2.1RS-485總線

RS-485總線是采用差分傳輸方式的一種串行網(wǎng)絡(luò)，也是目前國內(nèi)應(yīng)用較多的一種遠(yuǎn)距離串行數(shù)據(jù)方式。RS-485總線使用普通雙絞線作為傳輸介質(zhì)，采用直線拓樸結(jié)構(gòu)，單條網(wǎng)絡(luò)線路可連接32個節(jié)點（數(shù)據(jù)來自于MAXIM公司的MAX485數(shù)據(jù)手冊），網(wǎng)絡(luò)總長度最大可達(dá)1200米。

優(yōu)點：對于單個節(jié)點，電路成本較低，設(shè)計容易，實現(xiàn)方便。
缺點：可靠性差，單個節(jié)點的故障有可能導(dǎo)致整個網(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(jié)點，維護(hù)成本相對較高。
適用范圍：節(jié)點數(shù)目較少，傳輸距離在1公里左右，安全性要求不高的場合。

2.2CAN-bus方案

CAN-bus是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，被廣泛應(yīng)用于歐洲的中高檔汽車中，用作ECU單元的串行數(shù)據(jù)控制網(wǎng)絡(luò)；近幾年來，CAN-bus開始進(jìn)入中國各個行業(yè)的實際應(yīng)用，并于2002年被確定為電力通訊領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)，正被大家逐漸重視。與RS-485類似，CAN-bus網(wǎng)絡(luò)使用普通雙絞線作為傳輸介質(zhì)，采用直線拓樸結(jié)構(gòu)，單條網(wǎng)絡(luò)線路至少可連接110個節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)總長度最大可達(dá)10公里（使用標(biāo)準(zhǔn)CAN收發(fā)器PCA82C250/251芯片）。在CAN-bus網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)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，即由硬件來保證CAN-bus網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性。

優(yōu)點：可靠性高，可以支持硬件節(jié)點的即插即用；故障節(jié)點可自動關(guān)閉，不影響其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點；采用芯片硬件ID方式管理網(wǎng)絡(luò)，故障節(jié)點界定十分方便，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本比較低。而且，ZLG提供一系列開發(fā)CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的硬件、軟件資源，設(shè)計工作的難度也降低了許多。
缺點：對于單個CAN-bus節(jié)點，硬件成本比RS-485節(jié)點要高大約20元；對于CAN控制芯片的編程比較復(fù)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(jié)點數(shù)目很多，傳輸距離在10公里以內(nèi)，安全性要求高的場合；也可適用于對實時性、安全性要求十分嚴(yán)格的機械控制網(wǎng)絡(luò)。不適合于有大量數(shù)據(jù)需要傳輸（比如視頻/音頻信號）的場合。

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

Lonworks總線的規(guī)范、設(shè)計資料并不公開，決定其不是一個開放的總線系統(tǒng)；Lonworks總線采用的仲裁方式方式?jīng)Q定了可能會出現(xiàn)產(chǎn)生總線數(shù)據(jù)“死鎖”現(xiàn)象，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性并不能夠完全保證；Lonwork硬件成本相對較高，單個基本節(jié)點電路的硬件成本超過100元。國內(nèi)的Lonworks總線應(yīng)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。