胥清華 李 強(qiáng)

（1.山東金辰建設(shè)集團(tuán)，山東 東營(yíng) 257091；2.勝利石油化建設(shè)有限責(zé)任公司，山東 東營(yíng) 257091）

在工業(yè)控制中需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集與傳輸，并且需要對(duì)控制信號(hào)從控制中心發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境一般比較惡劣，這對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸非常不利。在部分行業(yè)中對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笥直容^高，因此，在工業(yè)控制自動(dòng)化不斷進(jìn)步的道路上，出現(xiàn)了各種各樣的通信方式。本文將對(duì)CAN總線(xiàn)這一在21世紀(jì)得到大量應(yīng)用的總線(xiàn)進(jìn)行介紹，并將CAN總線(xiàn)與其他總線(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。

1 CAN總線(xiàn)簡(jiǎn)介及發(fā)展歷程

CAN（Controller Area Network——控制器局域網(wǎng)）作為一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議已經(jīng)被廣大設(shè)計(jì)研究人員所接受，并被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。CAN總線(xiàn)已成為國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。

在1983年初，Uwe Kiencke開(kāi)始研究一種新的串行總線(xiàn)，該總線(xiàn)可以將所有的外圍器件掛接在總線(xiàn)上，這便是CAN總線(xiàn)最初的研究源頭。研究開(kāi)始后，來(lái)自 Mercedes-Benz的工程師較早制定了總線(xiàn)的狀態(tài)說(shuō)明，來(lái)自于德國(guó)的Applied Science大學(xué)教授Wolfhard Lawrenz博士給出了新網(wǎng)絡(luò)方案的名字“Controller Area Network”，簡(jiǎn)稱(chēng)CAN。1986年Bosch公司在底特律的汽車(chē)工程協(xié)會(huì)大會(huì)正式公布這一總線(xiàn)，新總線(xiàn)系統(tǒng)被稱(chēng)為“汽車(chē)串行控制器局域網(wǎng)”，簡(jiǎn)稱(chēng)為CAN總線(xiàn)。1987年Intel公司生產(chǎn)出了首枚 CAN控制器（82526）。不久，Philips公司也推出了CAN控制器82C200。在1990年早些時(shí)候，Bosch CAN規(guī)范（CAN2.0版）被提交給國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織。1993年11月出版了CAN的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898。在此期間（1992年）歐洲成立了國(guó)際用戶(hù)和廠商協(xié)會(huì)（CAN in Automation，簡(jiǎn)稱(chēng)CIA），CIA總部位于德國(guó)Erlangen（埃朗根）。CIA提供服務(wù)包括：發(fā)布CAN的各類(lèi)技術(shù)規(guī)范，免費(fèi)下載CAN文獻(xiàn)資料，提供CAN open規(guī)范Device Net規(guī)范；發(fā)布CAN產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)，CAN open產(chǎn)品指南；提供CAN open驗(yàn)證工具執(zhí)行CAN open認(rèn)證測(cè)試；開(kāi)發(fā)CAN規(guī)范并發(fā)布為CIA標(biāo)準(zhǔn)。CIA推動(dòng)了CAN總線(xiàn)的進(jìn)一步推廣使用。

21世紀(jì)以來(lái)，CAN總線(xiàn)得到越來(lái)越多設(shè)計(jì)人員的青睞。CAN總線(xiàn)不再局限在汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)揮其特點(diǎn)，還在其他工業(yè)領(lǐng)域取得了巨大而廣泛的應(yīng)用。例如，在紡織行業(yè)的控制系統(tǒng)中，在飛機(jī)控制系統(tǒng)中，在機(jī)械加工控制系統(tǒng)中，在樓宇控制系統(tǒng)中，在船舶的監(jiān)控系統(tǒng)中，在醫(yī)學(xué)的治療機(jī)械中，在電子器件智能儀器儀表的接口中均以得到實(shí)際應(yīng)用。這一在20世紀(jì)被認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一，已經(jīng)開(kāi)始顯示其強(qiáng)大的功能與良好的性能。

2 CAN總線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 CAN總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)

CAN總線(xiàn)是一種多主總線(xiàn)，通信介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，取而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制。另外，CAN總線(xiàn)采用了多主競(jìng)爭(zhēng)式總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，具有多主站運(yùn)行和分散仲裁的串行總線(xiàn)以及廣播通信的特點(diǎn)。

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性[1]。其特點(diǎn)歸結(jié)起來(lái)具有如下幾點(diǎn)：

1）CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)起通信，節(jié)點(diǎn)不分主從，通信方式靈活，可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)。CAN總線(xiàn)上的節(jié)點(diǎn)信息可以分成不同的優(yōu)先級(jí)，以滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)要求。

2）CAN采用非破壞性總線(xiàn)仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)上發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，節(jié)省了總線(xiàn)沖突仲裁時(shí)間，即使在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下，也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況；

3）CAN通過(guò)報(bào)文濾波可實(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收發(fā)數(shù)據(jù)，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的調(diào)度，CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá) 110個(gè)；報(bào)文標(biāo)識(shí)符可達(dá) 2032種（CAN2.0A）；而CAN2.0B的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制。

4）CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（對(duì)應(yīng)通信速率在5kbps以下）；通信速率最高可達(dá)1M（對(duì)應(yīng)通信距離最長(zhǎng)為 40m）。CAN的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，具有很好的檢錯(cuò)效果。

5）CAN節(jié)點(diǎn)中均設(shè)有錯(cuò)誤檢測(cè)、標(biāo)定和自檢等強(qiáng)有力措施。檢測(cè)錯(cuò)誤的措施包括：位錯(cuò)誤檢測(cè)、循環(huán)冗余校驗(yàn)、位填充、報(bào)文格式檢查和應(yīng)答錯(cuò)誤檢測(cè)。保證了很低的數(shù)據(jù)出錯(cuò)率。

6）CAN節(jié)點(diǎn)在嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉的功能，以切斷該節(jié)點(diǎn)與總線(xiàn)的聯(lián)系，使總線(xiàn)上的其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，故具有較強(qiáng)的抗干擾能力。由于 CAN總線(xiàn)這些卓越的特性，低廉的價(jià)格，極高的可靠性和靈活的結(jié)構(gòu)，使其特別適合于工業(yè)過(guò)程監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 CAN總線(xiàn)局限性

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)作為一種面向工業(yè)底層控制的通信網(wǎng)絡(luò),也有其局限性。由于其節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間通訊通過(guò)數(shù)字模式，故對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員維護(hù)要求較高，需具有專(zhuān)門(mén)的CAN總線(xiàn)知識(shí)及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

3 CAN總線(xiàn)與其他總線(xiàn)的比較

3.1 工業(yè)以太網(wǎng)和CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)比較

1）工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)及存在問(wèn)題

以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)：基于TCP/IP的以太網(wǎng)是一種標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)，由其組成的系統(tǒng)兼容性和互操作性好，資源共享能力強(qiáng)，可以很容易的實(shí)現(xiàn)將控制現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)上的資源共享；數(shù)據(jù)的傳輸距離長(zhǎng)、傳輸速率高；易與 Internet連接，低成本、易組網(wǎng)；與計(jì)算機(jī)、服務(wù)器的接口十分方便，受到了廣泛的技術(shù)支持。

存在問(wèn)題：以太網(wǎng)采用的是帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議(CSMA/CD)，無(wú)法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求，是一種非確定性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以太網(wǎng)采用超時(shí)重發(fā)機(jī)制，單點(diǎn)的故障容易擴(kuò)散，造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓。其次，工業(yè)以太網(wǎng)的魯棒性和抗干擾能力等都是值得關(guān)注的問(wèn)題，其對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境適應(yīng)性需要設(shè)計(jì)人員特別注意。

2）工業(yè)以太網(wǎng)和CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的差異

工業(yè)以太網(wǎng)和 CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范都遵循ISO/OSI參考模型的基本層次結(jié)構(gòu)，均應(yīng)用在 OSI模型的最低兩層（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層），但是二者在各層的物理實(shí)現(xiàn)及通信機(jī)理上卻有很大的差別。工業(yè)以太網(wǎng)與 CAN總線(xiàn)的區(qū)別還表現(xiàn)在邏輯鏈路控制子層。工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)組幀、處理傳輸差錯(cuò)、調(diào)整幀流速的功能，CAN總線(xiàn)在此層實(shí)現(xiàn)報(bào)文濾波、過(guò)載通知及恢復(fù)管理[2]。工業(yè)以太網(wǎng)不需要總線(xiàn)供電，而 CAN總線(xiàn)需要有總線(xiàn)電源。有總線(xiàn)電源后，CAN總線(xiàn)的抗干擾能力更強(qiáng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。

3.2 RS485總線(xiàn)和CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)比較

1）RS485總線(xiàn)的特點(diǎn)

RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線(xiàn)收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，故發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，只需要一條雙絞線(xiàn)。應(yīng)用RS-485可以輕松聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)。RS-485邏輯“1”以?xún)删€(xiàn)間的電壓差為+（2～6）V表示，邏輯“0”以?xún)删€(xiàn)間的電壓差為-（2～6）V表示。接口信號(hào)電平與TTL電平兼容，可方便與 TTL電路連接?？偩€(xiàn)最高傳輸速率為10Mbps。多臺(tái)設(shè)備共同連接于485總線(xiàn)時(shí)必須使用主從式互聯(lián)方式，一個(gè)主設(shè)備多個(gè)從設(shè)備。

2）RS485和CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的差異

相比較于CAN總線(xiàn)，RS485總線(xiàn)的通信容量較少，理論上最多僅容許接入128個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且受到使用的通信芯片帶載能力限制，不適于多節(jié)點(diǎn)用戶(hù)。RS485總線(xiàn)的通信速率低，常用波特率為9600bps。且其速率與通信距離有直接關(guān)系，當(dāng)達(dá)到數(shù)百米以上通信距離時(shí)，其可靠通信速率＜1200bps。RS485芯片功耗較大，靜態(tài)功耗達(dá)到2～-3mA，工作電流（發(fā)送）達(dá)到20mA，若加上偏置電阻及終端電阻，工作電流會(huì)更大。增加了線(xiàn)路電壓降，不利于遠(yuǎn)程布線(xiàn)。RS485總線(xiàn)采用主機(jī)輪詢(xún)方式，這就使其通信的吞吐量較低，不適用于通信量要求較大場(chǎng)合。系統(tǒng)較大時(shí)，實(shí)時(shí)性較差。主機(jī)需要不停地輪詢(xún)各從機(jī)。當(dāng)從機(jī)之間需要進(jìn)行通信時(shí)，必須通過(guò)主機(jī)，增加了從機(jī)間通信的難度及主機(jī)負(fù)擔(dān)。CAN總線(xiàn)在通信方式方面與485總線(xiàn)差異很大，具有獨(dú)特的通信優(yōu)勢(shì)。但485總線(xiàn)通信簡(jiǎn)單，而且技術(shù)非常成熟，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用也非常廣泛。

3.3 其他現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)比較

1）其他現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)簡(jiǎn)介

1984年 IEC（International Electro technical Commission，國(guó)際電工委員會(huì)）把現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)定義為一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制裝置之間實(shí)行雙向、串形、多結(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信技術(shù)。目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，如法國(guó)的 FIP；英國(guó)的 ERA；德國(guó)西門(mén)子公司Siemens的Profibus；挪威的FINT；Echelon公司的LONWorks；PhenixContact公司的 InterBus；Rober Bosch公司的CAN；Rosemounr公司的HART；Carlo Garazzi公司的 Dupline；丹麥 Process Data公司的P-net；PeterHans公司的 F-mux；以及ASI（Actratur Sensor Interface），ModBus，SDS，Arcnet，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus。美國(guó)的DeviceNet與ControlNet等。這些現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)大都用于過(guò)程自動(dòng)化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國(guó)防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線(xiàn)占有80%左右的市場(chǎng)。鑒于篇幅原因，在這里各種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)不一一介紹，文中只在介紹典型總線(xiàn)與 CAN總線(xiàn)區(qū)別時(shí)再略作描述。

2）其他現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)區(qū)別

每種總線(xiàn)大都有其應(yīng)用的領(lǐng)域，比如 FF、Profibus-PA適用于石油、化工、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)的過(guò)程控制領(lǐng)域；LonWorks、Profibus -FMS、Deviece Net適用于樓宇、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域；Device Net、Profibus -DP適用于加工制造業(yè)，而這些劃分也不是絕對(duì)的，每種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)都力圖將其應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，彼此滲透。每種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)都有其國(guó)際組織和支持背景。比如Profibus以Siemens公司為主要支持，并成立了Profibus國(guó)際用戶(hù)組織。鑒于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)眾多，在此僅介紹三類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，并簡(jiǎn)述其與CAN總線(xiàn)的區(qū)別。

（1）基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（FF）與CAN總線(xiàn)的差異

基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是一種全數(shù)字、串行、雙向通信系統(tǒng)，應(yīng)用于工廠網(wǎng)絡(luò)底層網(wǎng)絡(luò)或工廠自動(dòng)化環(huán)境。其適合的應(yīng)用場(chǎng)合有基本和復(fù)雜管理控制的場(chǎng)合，以及與上述功能相關(guān)的、帶很多離散控制的應(yīng)用。基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)采用多點(diǎn)接線(xiàn)、多變量?jī)x表。一個(gè)節(jié)點(diǎn)上可以處理來(lái)自同一現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上的多個(gè)變量。例如，一個(gè)溫度變送器可以與多達(dá)八個(gè)傳感器的輸入進(jìn)行通信。它同時(shí)降低了接線(xiàn)和儀表費(fèi)用。另外，多個(gè)設(shè)備的功能可以通過(guò)一個(gè)設(shè)備完成，這樣可減少導(dǎo)線(xiàn)管，提高安全性并降低工程費(fèi)用?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)了解設(shè)備運(yùn)行是否正常，發(fā)送的信息是好、差或不定狀態(tài)。這可免除大多數(shù)的例行檢查工作，并有助于在重大的過(guò)程問(wèn)題發(fā)生之前發(fā)現(xiàn)故障情況。可互操作性使得基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備和主系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)工作，同時(shí)能保證每個(gè)組件都能發(fā)揮各自的全部性能。與 CAN總線(xiàn)相比，兩者各有利弊，設(shè)計(jì)人員可以按照設(shè)計(jì)對(duì)象合理選擇。

（2）Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與CAN總線(xiàn)的差異

與其他現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)相比，Profibus的最大優(yōu)點(diǎn)在于具有穩(wěn)定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EN50170作保證，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證具有普遍性。目前已應(yīng)用的領(lǐng)域包括加工制造．過(guò)程控制和自動(dòng)化等。Profibus開(kāi)放性和不依賴(lài)于廠商的通信的設(shè)想，已在10多萬(wàn)成功應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)。市場(chǎng)調(diào)查確認(rèn)，在德國(guó)和歐洲市場(chǎng)中 Profibus占開(kāi)放性工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的市場(chǎng)超過(guò)40%。Profibus有國(guó)際著名自動(dòng)化技術(shù)裝備的生產(chǎn)廠商支持，它們都具有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并能提供廣泛的優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。Profibus是符合德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50179的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，包括 Profibus－DP、Profibus－FMS、Profibus－PA三部分。它也只采用了OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。Profibus支持主從方式、純主方式、多主多從通信方式。主站對(duì)總線(xiàn)具有控制權(quán)，主站間通過(guò)傳遞令牌來(lái)傳遞對(duì)總線(xiàn)的控制權(quán)。取得控制權(quán)的主站，可向從站發(fā)送、獲取信息。Profibus－DP用于分散外設(shè)間的高速數(shù)據(jù)傳輸，適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域。FMS型適用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開(kāi)關(guān)等。而 PA型則是用于過(guò)程自動(dòng)化的總線(xiàn)類(lèi)型。

（3）LonWorks總線(xiàn)與CAN總線(xiàn)的差異

LonWorks技術(shù)是美國(guó)ECHELON公司開(kāi)發(fā)，并與Motorola和東芝公司共同倡導(dǎo)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。它采用了 OSI參考模型全部的七層協(xié)議結(jié)構(gòu)。LonWorks技術(shù)的核心是具備通信和控制功能的Neuron芯片。Neuron芯片實(shí)現(xiàn)完整的LonWorks的LonTalk通信協(xié)議。由神經(jīng)芯片構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)之間可以進(jìn)行對(duì)等通信。LonWorks支持多種物理介質(zhì)并支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，組網(wǎng)方式靈活。LonWorks應(yīng)用范圍主要包括樓宇自動(dòng)化、工業(yè)控制等，在組建分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)方面有較優(yōu)越的性能。

LonWorks是惟一涵蓋全部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(xiàn)技術(shù)。在一個(gè)多種層次的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(xiàn)技術(shù)。LonWorks技術(shù)的核心是以固件形式實(shí)現(xiàn)7層通信協(xié)議，實(shí)行開(kāi)放結(jié)構(gòu)，具備良好的互操作性。還有網(wǎng)關(guān)可方便構(gòu)成局域網(wǎng)，甚至與Internet相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)覽現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

LonWorks技術(shù)在樓宇自控系統(tǒng)中的技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)明顯：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 DDC分布式布置，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DDC；③網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多樣化，易于適應(yīng)用戶(hù)的不同需求；④系統(tǒng)費(fèi)用較高，雖然系統(tǒng)開(kāi)發(fā)較易人門(mén)，但隨著技術(shù)介入深度加大，專(zhuān)用軟件的購(gòu)置費(fèi)用許可證及技術(shù)專(zhuān)利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)相關(guān)費(fèi)用也隨之上升（較 CAN總線(xiàn)貴10%左右）。

4 結(jié)論

與其他現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)比較而言，CAN總線(xiàn)具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性?xún)r(jià)比高等諸多特點(diǎn)，是一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，這也是目前 CAN總線(xiàn)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。

在今后一段時(shí)間內(nèi)，這些總線(xiàn)產(chǎn)品將與 CAN總線(xiàn)共同發(fā)展，互相競(jìng)爭(zhēng)。由于 CAN總線(xiàn)所具有的高可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性等突出優(yōu)點(diǎn)，加上廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，預(yù)計(jì) CAN總線(xiàn)將越來(lái)越受歡迎，并最終成為市場(chǎng)占有率很高的主要總線(xiàn)產(chǎn)品之一。

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胥清華（1985-），本科，專(zhuān)業(yè)，電氣工程與自動(dòng)化，助理工程師。

李 強(qiáng)（1984-），本科，專(zhuān)業(yè)，電氣工程與自動(dòng)化，助理工程師。