can總線與lonworks比較

1、CA 例場(chǎng)總線與 Lonworks 總線一.Can 現(xiàn)場(chǎng)總線控制器局部網(wǎng) （CA*CONTROLLEAREANETWOR 組 BOSC 公司為現(xiàn)代汽車應(yīng)用領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng)，由于其卓越性能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門?？刂破骶植烤W(wǎng)將在我國(guó)迅速普及推廣。隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具活力的一個(gè)分支，并取得了巨大進(jìn)步。由于對(duì)系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求，工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為：控制面向多元化，系統(tǒng)面向分散化，即負(fù)載分散、功能分散、危險(xiǎn)分散和地域分散。分散式工業(yè)控制系統(tǒng)

2、就是為適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來(lái)的。這類系統(tǒng)是以微型機(jī)為核心，將 5C技術(shù)-COMPUTER 計(jì)算機(jī)技術(shù)）、CONTROL 自動(dòng)控制技術(shù)）、COMMUNICATION!信技術(shù)）、CRT（顯示技術(shù)）和 CHANGE（轉(zhuǎn)換技術(shù)）緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它在適應(yīng)范圍、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統(tǒng)和集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)越性。典型的分散式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、接口與計(jì)算設(shè)備以及通信設(shè)備組成?，F(xiàn)場(chǎng)總線（FIELDBUS 能同時(shí)滿足過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需要，因而現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)場(chǎng)總線的研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域的熱點(diǎn)。盡管目前

3、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的研究尚未能提出一個(gè)完善的標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)場(chǎng)總線的高性能價(jià)格比將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用。同時(shí)，正由于現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，也使得現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用得以不拘一格地發(fā)揮，并將為現(xiàn)場(chǎng)總線的完善提供更加豐富的依據(jù)?？刂破骶植烤W(wǎng) CAN（CONTROLLERAERANETWOR在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的。由于 CAN 為愈來(lái)愈多不同領(lǐng)域采用和推廣，導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)化。為此，1991 年 9 月 PHILIPSSEMICONDUCTO 制 ST 并發(fā)布了 CAN 技術(shù)規(guī)范（VERSION2.0）。該技術(shù)規(guī)范包括 A 和 B 兩部分。 2.0A 給出了曾在 CAN術(shù)規(guī)范版本 1.2 中定義

4、的 CA 咐艮文格式， 而 2.0B 給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式。此后，1993 年 11 月 ISO 正式頒布了道路交通運(yùn)載工具-數(shù)字信息交換-高速通信控制器局部網(wǎng)（CAN 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）,為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣鋪平了道路。Can 總線的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)：1 .CAN 是到目前為止唯一有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。2 .CAN 為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任一時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從。3 .在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN 上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)需要，優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)最多可在 134ds 內(nèi)得到傳輸。4 .CAN 采用非破壞總線仲裁技術(shù)。

5、當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息發(fā)生沖突時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)的退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響的繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間。尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下，也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓的情況（以太網(wǎng)則可能）。5 .CAN 節(jié)點(diǎn)只需要通過(guò)對(duì)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。6 .CAN 的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) 10km（速率 5kbps 以下）；通信速率最高可達(dá) 1Mbps（此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為 40m）。7 .CAN 上的節(jié)點(diǎn)數(shù)取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá) 110 個(gè)。在標(biāo)準(zhǔn)幀報(bào)文標(biāo)識(shí)符有 11 位，而在擴(kuò)展幀的報(bào)文標(biāo)識(shí)符（29 位）的個(gè)數(shù)

6、幾乎不受限制。8 .報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。9 .CAN 的每幀信息都有 CRC驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，具有極好的檢錯(cuò)效果。10 .CAN 通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。11 .CAN 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能， 以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。12 .CAN 總線具有較高的性能價(jià)格比。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，期間容易購(gòu)置，每個(gè)接點(diǎn)的價(jià)格較低，而且開(kāi)發(fā)技術(shù)容易掌握，能充分利用現(xiàn)有的單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具。二.Lonworks美國(guó) Echelon 公司于 1991 年提出了 LonWorks（LocalOperatingNetworks,局部操

7、作網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱 L0N 網(wǎng)，它標(biāo)志著控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的新紀(jì)元。LonWorks 是一種完整的、全開(kāi)放的、可互操作的、成熟的和低成本的分布式控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，眾多的制造廠和用戶紛紛在其控制網(wǎng)絡(luò)方案中采用 LonWorks 技術(shù)。到目前為止，全世界已有 2500 多家公司利用 LonWorks 技術(shù)生產(chǎn)各種各樣的 LonWorks 產(chǎn)品，以滿足現(xiàn)代化樓宇、工廠、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、城市基礎(chǔ)設(shè)施（水、電、氣等卜家庭等環(huán)境自動(dòng)化系統(tǒng)的分布式控制網(wǎng)絡(luò)要求。在 1995 年,LonWorks 控制網(wǎng)絡(luò)被美國(guó)確定為樓宇自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的一部份。目前，世界大的樓宇控制公司，如霍尼維爾、安德沃、西比、江森、蘭吉爾、薩切

8、維爾等都正在采用 LonWorks 技術(shù)改造產(chǎn)品，已形成世界技術(shù)潮流。LONWorks 是唯一涵蓋全部 3 個(gè)層次（SensorBus、DeviceBus 和 FieldBus）,符合150/0517 層參考模型的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。在一個(gè)多種層次的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品并存競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，LonWorks 兼收并蓄，成為連接過(guò)去、包容現(xiàn)在、面向未來(lái)的工業(yè)總線技術(shù)。LonWorks 網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)控制點(diǎn)稱為 LonWorks 接點(diǎn)或 LonWorks 智能設(shè)備，它包括一片 Neuron神經(jīng)芯片、傳感和控制設(shè)備、收發(fā)器（用于建立 Neuron 芯片與傳輸之間的物理連接）和電源。Neuron 神經(jīng)芯片是節(jié)點(diǎn)的核心

9、部分，它包括一套完整的通信協(xié)議，即 LonTalk 協(xié)議，從而確保節(jié)點(diǎn)問(wèn)使用可靠的通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行互操作。LonTalk 通訊協(xié)議遵循 ISO/OSI 的全部七層模型。Neuron 神經(jīng)芯片內(nèi)含三個(gè)八位 CPU:第一個(gè) CP 必介質(zhì)訪問(wèn)控制處理器，實(shí)現(xiàn) Udallt 協(xié)議的第 1 層和第2 層：第二個(gè) CPU 為網(wǎng)絡(luò)處理器，實(shí)現(xiàn) LonTalk 協(xié)議的第 3 層至第 6 層：第三個(gè) CPU應(yīng)用處理器，實(shí)現(xiàn) LonTallt 協(xié)議白勺第 7 層。LonTa1k 協(xié)議是直接面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)結(jié)。當(dāng)定義為輸出的網(wǎng)絡(luò)變量改變時(shí)，能自動(dòng)地將網(wǎng)絡(luò)變量的值發(fā)送出去，使所有該變

10、量定義為輸入的節(jié)點(diǎn)收到它的改變，以便激活相應(yīng)的處理進(jìn)程（事件觸發(fā)型）。標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)變量能使不同制造商的產(chǎn)品通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳送模式、正確地翻譯、傳送數(shù)據(jù)，便于設(shè)備的互換和互操作。另外，由于網(wǎng)絡(luò)變量的長(zhǎng)度有限，最多 31B,又提供了四種類型的報(bào)文服務(wù)：應(yīng)答方式、請(qǐng)求/響應(yīng)方式、非應(yīng)答重發(fā)方式、非應(yīng)答方式。LonWorks 有完整的 7 層協(xié)議，具備了局域網(wǎng)的基本功能，與異型網(wǎng)的兼容性比任何現(xiàn)存的現(xiàn)場(chǎng)總線都好。它還提供了與 LAN 的接口，從而實(shí)現(xiàn)了二者的有機(jī)結(jié)合。LonWorks 支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如總線型、星型、環(huán)型和混合型等，及多種傳輸介質(zhì)，如雙絞線、電力線、無(wú)線電波、紅外線、光纖、同軸電纜和

11、電源線等。這樣，可以根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇不同的收發(fā)器和介質(zhì)。采用雙絞線通信速率為 78Kbps/2700m/每段 64 節(jié)點(diǎn)、1.25Mbps/130m/每段 64 個(gè)節(jié)點(diǎn)。Motor01a 已開(kāi)發(fā)出 IS78 本安物理通道，使 Lodorks 網(wǎng)絡(luò)延伸到危險(xiǎn)區(qū)域，還可以在單線纜中實(shí)現(xiàn)供電和通信?？傊?Lodorks 通過(guò)具有通信與控制功能的 Neu-ron 神經(jīng)芯片、收發(fā)器、電源、傳感器和控制設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采用專用的編程工具 NeuronC,利用所提供的開(kāi)發(fā)工具 LonBuilder,NodeBuilder 和 LVS 技術(shù)，可以快速、方便地開(kāi)發(fā)節(jié)點(diǎn)和聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)有大量的短消息需要頻繁通

12、信應(yīng)用時(shí)，是一個(gè)普及、低成本的總線系統(tǒng)。LonWorks 技術(shù)在樓宇自控系統(tǒng)中的技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)：1.直接互聯(lián)性。不同品牌、功能的 DDC 組成一個(gè)統(tǒng)一控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作。2 .自主通信。數(shù)個(gè)小規(guī)模 DDO 布式布置，聯(lián)合運(yùn)行，在功能方面完全替代了單 CPU 多 I/O點(diǎn)的中大型 DDC3 .網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多樣化，易于適應(yīng)用戶的不同需求。4 .系統(tǒng)響應(yīng)速率。在合理配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和選擇合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，作為現(xiàn)場(chǎng)總線的一種，LonWorks 也與其他種類的現(xiàn)場(chǎng)總線類似，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、通信順序復(fù)雜，傳輸數(shù)據(jù)量龐大，對(duì)硬件資源配置需求高，雖然系統(tǒng)開(kāi)發(fā)較易人門，但隨著技術(shù)介入深度加大，專用軟件的購(gòu)置費(fèi)用許可證及技術(shù)

13、專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)相關(guān)費(fèi)用也隨之上升（較 CAN 總線貴 10%左右）。三.Can 現(xiàn)場(chǎng)總線與 lonworks 總線比較：在總線標(biāo)準(zhǔn)中 CAN 和 LON-WORKS 線以其高性能、高可靠性極其獨(dú)特的設(shè)計(jì)越來(lái)越受到人們的重視。CANH 一個(gè)允許任何網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中交流的多方協(xié)議，lonworks是一個(gè)支持多放操作，以及允許任何網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中交流的同行協(xié)議。CAN 總線沒(méi)有邏輯地址，也不是一個(gè)路由協(xié)議，LonTalk 協(xié)議包含了邏輯地址，他同時(shí)也是一個(gè)路由協(xié)議。CAN 總線為了非破壞性沖突利用載波感，多址接入。Lonworks 利用預(yù)測(cè)持久的載波感，多址接

14、入和沖突解決以及沖突避免。CAN 總線和 Lonworks 都使用一個(gè)具有不同數(shù)據(jù)字節(jié)的固定格式的幀，CAN0 到 8 個(gè)字節(jié)，而Lonworks 是 1 到 288 個(gè)字節(jié)，并且更長(zhǎng)的文檔轉(zhuǎn)換要使用 LonworksFTP。CAN 總顯得錯(cuò)誤檢測(cè)計(jì)劃使用每一個(gè)鏈路層的知識(shí)，那些知識(shí)由所有結(jié)點(diǎn)或沒(méi)有結(jié)點(diǎn)的信息提供，而 Lonworks 提供具有傳輸層知識(shí)的組播信息。CAN 總線的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有標(biāo)出物理層規(guī)定的地址，Lonworks 標(biāo)準(zhǔn)為了變壓器隔離雙絞線，電源線，RF 和光纖定義了物理層。CAN 總線響應(yīng)時(shí)間變化是根據(jù)信息大小，比特率，信息服務(wù)，資源處的主機(jī)處理器，目的節(jié)點(diǎn)，調(diào)度實(shí)施的效率和協(xié)議層 3,4,5,6,7.。Lonworks 的響應(yīng)時(shí)間由于位和時(shí)鐘的不同而不同使用一個(gè) 5Mbphs 的網(wǎng)絡(luò)和 40MHz 的時(shí)鐘的響應(yīng)時(shí)間會(huì)小于 2.5ms。CAN 總線協(xié)議被用于實(shí)施 SDSDev