(I) Características del bus CAN
CAN es la abreviatura de Controller Area Network (CAN), que fue desarrollada por BOSCH, una empresa alemana famosa por el desarrollo y producción de electrónica automotriz, y finalmente se convirtió en un estándar internacional (ISO11898). Es uno de los autobuses de campo más utilizados del mundo. En Norteamérica y Europa occidental, el protocolo de bus CAN se ha convertido en el bus estándar para sistemas de control informático de automóviles y LAN de control industrial integradas, y tiene el protocolo J1939 diseñado específicamente para camiones grandes y vehículos de maquinaria pesada con CAN como protocolo subyacente. En los últimos años, se ha enfatizado su alta confiabilidad y buena capacidad de detección de errores, y se usa ampliamente en sistemas de control informático de automóviles y entornos industriales con temperaturas ambiente adversas, fuerte radiación electromagnética y alta vibración.
Características:
Larga distancia de transmisión (hasta 10 km) y velocidad de transmisión rápida (hasta 1 MHz bps);
Un solo bus puede conectar hasta 110 nodos y el número de nodos se puede ampliar fácilmente;
Estructura multi-maestra, estado igual de cada nodo, conexión en red regional conveniente, alta utilización del bus;
Alta tecnología de arbitraje de bus en tiempo real-no-destructivo, nodos de alta prioridad sin demora;
Los nodos CAN con error se apagarán automáticamente y cortarán la conexión con el bus, sin afectar la comunicación del bus;
El mensaje es una estructura de trama corta y una suma de comprobación CRC de hardware, la probabilidad de interferencia es pequeña y la tasa de error de datos es extremadamente baja;
Detecta automáticamente si el mensaje se envió correctamente o no y puede retransmitirse automáticamente mediante hardware, por lo que la confiabilidad de la transmisión es muy alta;
Función de filtrado de mensajes de hardware, recibe solo la información necesaria, reduce la carga de la CPU y simplifica la preparación del software;
(II) Características del bus RS485
RS-485 adopta el modo de operación semid-dúplex y admite comunicación de datos multipunto. La topología de la red de bus rs-485 generalmente adopta una estructura de tipo de bus de coincidencia de terminales. Es decir, se utiliza un bus para conectar cada nodo en serie y no admite redes en anillo o en estrella. El rs-485 adopta transmisión equilibrada y recepción diferencial, por lo que tiene la capacidad de suprimir la interferencia de modo común. Además, el transceptor de bus tiene una alta sensibilidad, puede detectar voltajes tan bajos como 200 mv, por lo que la señal de transmisión se puede restaurar más allá del kilómetro. Algunos transceptores RS-485 modifican la impedancia de entrada para permitir conectar hasta ocho veces el número de nodos al mismo bus. La aplicación más común de RS-485 es la comunicación dentro de controladores lógicos programables en entornos industriales.
Características eléctricas de RS-485: la diferencia de voltaje entre las dos líneas varía de ± (2-6) V, por lo que el nivel de señal de la interfaz se reduce, no es fácil dañar el circuito de interfaz del chip y el nivel es compatible con el nivel TTL, puede ser conveniente conectarse con circuitos TTL;
La velocidad máxima de transmisión de datos de RS-485 es de 10 Mbps;
La interfaz RS-485 es el uso de una combinación de controlador balanceado y receptor diferencial, capacidad seca anti-modo común- para mejorar, es decir, buena interferencia anti-ruido;
La distancia máxima de transmisión de la interfaz RS-485 está estandarizada en 4000 pies, pero en la práctica puede ser de hasta 3000 m. La interfaz RS-485 permite la conexión de hasta 128 transceptores en el bus. La interfaz RS-485 permite conectar hasta 128 transceptores al bus, es decir, tiene capacidad de multiestación, pero sólo un transmisor puede transmitir en el bus RS-485 a la vez;
La interfaz RS-485 tiene una buena resistencia a la interferencia de ruido, una larga distancia de transmisión y capacidad de múltiples estaciones y otras ventajas la convierten en la interfaz serial preferida;
Interfaz RS485 compuesta por una red half-dúplex, generalmente solo dos cables de conexión, la interfaz es de transmisión de par trenzado blindado.
(III) Aplicaciones de bus CAN y bus RS485
En el pasado, la comunicación entre PC y dispositivos inteligentes se hacía mediante RS232, RS485, Ethernet y otros métodos, dependiendo principalmente de las especificaciones de la interfaz del dispositivo. Pero RS232, RS485 solo puede representar la comunicación de la capa de medios físicos y la capa de enlace, si desea lograr acceso bidireccional a los datos, debe escribir sus propias aplicaciones de comunicación, pero la mayoría de este programa no puede cumplir con las especificaciones ISO/OSI, solo puede lograr una única función, para un solo tipo de equipo, el programa no tiene la generalidad.
En los dispositivos RS232 o RS485 en una red de dispositivos, si el número de dispositivos es superior a 2, es necesario utilizar RS485 como medio de comunicación, el equipo de red RS485 para interoperar con la información solo a través del dispositivo "principal (Maestro)" se puede realizar, el dispositivo principal suele ser una PC, y este dispositivo Este dispositivo maestro suele ser una PC, y este tipo de dispositivo solo permite la existencia de un dispositivo maestro en la red, y el resto son todos desde dispositivos (esclavos). La tecnología Fieldbus se basa en el modelo ISO/OSI, con un completo sistema de soporte de software para resolver el control del bus, detección de conflictos, mantenimiento del enlace y otros problemas. Los dispositivos Fieldbus forman automáticamente una red, no hay dispositivos maestro/esclavo ni permiten la existencia de múltiples maestros. Al mismo nivel se pueden intercambiar productos de diferentes fabricantes y los dispositivos son interoperables entre sí.
Hoy en día existen muchos formatos de autobuses, ¿cuáles son las características del CAN respecto a otros autobuses? En primer lugar, compare el conocido bus 485, el bus 485 es solo un estándar de nivel, no un protocolo nuevo, y el 232 es casi el mismo, por supuesto, así que no es muy apropiado, pero le ayuda a comprender.
(IV) Autobús CAN PK Autobús RS485
CAN (Controller Area Network) pertenece a la categoría de bus de campo, es un soporte eficaz para el control distribuido o control en tiempo real-de la red de comunicación serie. En comparación con el actual sistema de control distribuido RS-485 basado en la línea R, el sistema de control distribuido basado en bus CAN tiene una superioridad obvia en los siguientes aspectos:
(1) El controlador CAN funciona en un modo multi-maestro, cada nodo en la red puede basarse en la prioridad de acceso al bus (dependiendo del identificador del mensaje) usando una estructura sin pérdidas del método de arbitraje bit-por-bit para competir para enviar datos al bus, y el protocolo CAN abolió la codificación de la dirección de la estación, y en lugar de codificar los datos de comunicación, que permite que diferentes nodos reciban los mismos datos al mismo tiempo, estas características hacen que el bus CAN constituya Estas características hacen que la comunicación de datos entre los nodos de la red de bus CAN sea-real en tiempo real y es fácil formar una estructura redundante para mejorar la confiabilidad y la flexibilidad del sistema. El uso de RS-485 solo puede constituir un sistema de estructura maestro-esclavo, y el método de comunicación solo puede realizarse en forma de sondeo por parte de la estación maestra, por lo que el tiempo real y la confiabilidad del sistema son deficientes.
(2) El bus CAN está conectado al bus físico a través de las dos salidas CANH y CANL del chip de interfaz del controlador CAN 82C250, y el estado del terminal CANH solo puede ser alto o suspendido, y el terminal CANL solo puede estar bajo o suspendido. Esto asegura que no habrá un fenómeno como en la red RS-485, cuando hay un error en el sistema y hay múltiples nodos enviando datos al bus al mismo tiempo, provocando que el bus presente un cortocircuito, dañando así algunos nodos. Y el nodo CAN en el caso de errores graves con la función de salida de apagado automático, para que el bus en los otros nodos no se vea afectado, para garantizar que no habrá ningún fenómeno en la red, debido a que los nodos individuales tienen problemas, lo que hace que el bus esté en el estado de "punto muerto".
(3) CAN tiene un protocolo de comunicación perfecto, se puede realizar mediante el chip controlador CAN y su chip de interfaz, lo que reduce en gran medida la dificultad del desarrollo del sistema, acorta el ciclo de desarrollo, estos son solo protocolos eléctricos que RS-485 no se pueden comparar.