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  居&&&总 线智能家居总线_电子/电路_工程科技_专业资料。智能家居产品设计中对于可靠性的要求较高,本文整理了CAN和RS485的基本特性,给出了两种的差异,并明确指出CAN总线更适合智能家居产品。

  智能家居使用 CAN 总线 总线 一、 概述 CAN 是 Controller Area Network 的缩写(以下称为 CAN),是 ISO 国际标准化的串 行通信协议。在汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各 种各样的电子控制系统被开发了出来。 由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的 要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的 数量”、“通过多个 LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公 司开发出面向汽车的 CAN 通信协议。 此后, CAN 通过 ISO11898 及 ISO11519 进行了标准化, 在欧洲已是汽车网络的标准协议。 CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、 工业设备等方面。 现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一, 被誉为自动化领域的计 算机局域网。 它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、 可靠的数据通信提供了强有 力的技术支持。 详见百度百科“CAN 总线”。 电子工业协会(EIA)于 1983 年制订并发布 RS-485 标准,并经通讯工业协会(TIA) 修订后命名为 TIA/EIA-485-A,习惯地称之为 RS-485 标准。 RS-485 标准是为弥补 RS-232 通信距离短、速率低等缺点而产生的。RS-485 数据信号 采用差分传输方式(Differential Driver Mode),该标准只规定了平衡发送器和接收器的 电特性,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。 详见百度百科“RS-485”。 二、 CAN 总线,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。但是在低速时 CAN 以 5Kbit/S 时,距离可达 10KM,而 485 再低的速率 也只能到 1219 米左右(都无中继)。可见 CAN 在长距离的传输上拥有绝对的优势。 2,极速分分彩总线 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 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) ,这样造成整个总线 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, 如果自身错误超过 128 个, 就自动闭锁。 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 CPU 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,价格与应用成本:CAN 器件的价格比 RS485 的略高(元器件的成本相差 5 元以内)。 如果仅仅实现简单通信,对可靠性要求不高,RS485 的通讯从软件上是很方便的,只要 懂串行通讯,就可以编程;但是,如果对可靠性有要求,比如要达到与 CAN 总线类似的可靠 性, 这方面的投入巨大, 因为底层通信协议是一项对编程及数据处理等综合能力要求很高的 工作,国内具备这方面综合能力的人属于稀缺人才,国外公司或者华为、中兴等往往需要成 百上千的研发人员投入才能完成这些基础工作。 CAN 编程时, 需要底层工程师了解 CAN 复杂的层, 编写上位机软件也要了解 CAN 的协议。 相对于要自己去编程实现这些协议与功能,应用成本和风险大大降低。 5,CAN 总线通过 CAN 控制器接口芯片的两个输出端 CANH 和 CANL 与物理总线相连,而 CANH 端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL 端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会 出现象在 RS-485 网络中,当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈 现短路, 从而损坏某些节点的现象。 而且 CAN 节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功 能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现 问题,使得总线,CAN 具有完善的通信协议,可由 CAN 控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降 低了系统的开发难度, 缩短了开发周期, 这些是只仅仅有电气协议的 RS-485 所无法比拟的。 三、 CAN 总线 的列表比较 特性 单点成本 系统成本 总线利用率 实时性 RS-485 较低 高 低 低 单主网络 低 无 高 导致整个网络的瘫痪 1.5km 困难 标准 Modbus 协议 高 CAN-bus 稍高 较低 高 高 多主网络 高 可靠的错误处理和检错机制 极低 无任何影响 可达 10km(5kbps) 非常容易 标准 CAN-bus 协议 低 网络特性 数据传输率 容错机制 通讯失败率 节点错误的影响 通讯距离 网络调试 开发难度 后期维护成本 综上, CAN 总线在综合性能与综合成本上占据显著优势。 智能家居涉及到客户日常生活,对于可靠性要求较高,否则严重影响客户体验,因此, 昊华智能认为智能家居系统中选择 CAN 总线,是对客户负责的选择。

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