基于CAN-bus和以太网的区域信息管理系统

设计工作的难度也降低了许多。
缺点：对于单个CAN-bus节点，硬件成本比RS-485节点要高大约20元；对于CAN控制芯片的编程比较复杂，但可以采用ZLG提供的BasicCAN模块或PeliCAN模块。
适用范围：可适用于节点数目很多，传输距离在10公里以内，安全性要求高的场合；也可适用于对实时性、安全性要求十分严格的机械控制网络。不适合于有大量数据需要传输（比如视频/音频信号）的场合。

下表列出了RS-485网络与CAN-bus网络的性能比较。

表RS-485\CAN-bus特性比较

2.3Lonworks方案

Lonworks总线由美国Echelon公司于1993年推出的一种现场总线，也是国内90年代末期比较流行的一种现场总线。Lonworks总线采用神经元芯片为核心技术设计基本节点，LonTalk通信协议支持7层网络协议，提供一个固化在神经元的网络操作系统。

Lonworks总线的规范、设计资料并不公开，决定其不是一个开放的总线系统；Lonworks总线采用的仲裁方式方式决定了可能会出现产生总线数据“死锁”现象，数据传输的实时性并不能够完全保证；Lonwork硬件成本相对较高，单个基本节点电路的硬件成本超过100元。国内的Lonworks总线应用也普遍集中于早先的智能楼宇领域。因此，基本上不予考虑Lonworks总线。

2.4以太网方案

基于802.3规范的“以太网+TCP/IP”已成为互连网技术中应用最普遍的技术，可以实现数据的远程传输。但以太网的本质特点是采用CSMA/CD的介质访问控制技术，容易产生“节点”碰撞，无法保证数据的实时性/有效性；而且，实现以太网节点的硬件成本、软件开发费用也大大高于其他各种方式。

国外正在研究与CAN-bus网络结合的以太网方案（EtherNET/IP，简称CIP），称为工业以太网，构建可以保证实时性能的网络传输方案。与底层的CAN-bus网络（设备网）结合，也是未来以太网发展的必然趋势。

2.5方案选定

根据以上分析、比较，CAN-bus网络方案比较合理，具有较多的优势；另外，考虑系统将来的升级扩展能力、维护管理方式，CAN-bus的优势更加明显，可以优先考虑。

三、设备网与信息网的网关

连接设备网与信息网的网关可以采用2种方式实现：通用PC终端或嵌入式网关。

3.1通用PC终端

在通用PC终端中安装1个标准以太网接口卡和1个PCI-5110接口卡（或USBCAN-I接口卡），即可以方便地实现一个连接设备网（CAN-bus网络）与信息网（以太网）的网关。

所有的程序开发工作可以在PC平台上完成，使用VC++、VB、Delphi、C++Builder等高级语言来实现。所有ZLGCAN接口卡均可以工作在Win98/Win2K/WinXP/Linux操作系统下，提供有OPC接口库、开发示范，支持在各种当前流行组态软件下直接运行。

应用程序是一个根据用户的具体要求而设计的用户层应用软件。它可以是一个Win32监控程序或网络数据库（记录CAN节点设备数据）软件等；甚至可能是CAN节点设备的服务器软件，为设备提供较复杂的数据处理工作。

所有的CAN-bus节点组成一个虚拟网段，CAN设备管理服务器是企业以太网中的任一控制节点。连在以太网上的WinNT服务器安装专用网络管理软件，就可让合法的工程技术人员远程管理CAN-bus节点设备；通过以太网，可同CAN-bus节点设备进行数据通信。这样，服务器就可以使用WEB发布方式，向网络客户提供动态交互式浏览网页等功能。

3.2嵌入式网关

如果系统具有不断电运行或功耗等其他指标方面的要求，则使用嵌入式网关（CAN转以太网）将令系统具有更好的灵活性，不仅硬件成本低、而且运行更可靠。

嵌入式网关可以通过一个基于8bit/32bitMCU的平台实现。其基本硬件由基本CPU部分、CAN-bus接口、以太网接口组成，可以采用集成TCP/IP协议的单片机外加CAN收发器和控制器，也可采用集成CAN控制器的单片机外加CAN收发器和网络芯片。软件模块由CAN控制器协议转换模块、以太网控制器协议转换模块组成。

嵌入式网关的组成框图如下图所示。

四、基本功能的设备节点

一个CAN-bus网络中的节点由具体应用电路与CAN-bus接口组成。

CAN-bus接口将所有节点连接成一个完整的通讯网络，实时传输各运行参数、控制命令。设计CAN-bus通讯接口是很重要的一个环节，应用设备的正确运行与其密切相关。下面的图给出了一个实际系统的CAN-bus通讯单元电路图。电路结构为：

MCU（＊P87C52X2）＋CAN控制器（SJA1000）＋CAN收发器（PCA82C250）

采用以上的电路结构，可使应用系统具有成本更低、配置灵活、工作可靠等优点。P87C52X2芯片是PHILIPS公司生产的标准80C51内核单片机，包含8KBOTPROM、256BRAM、32个I/O口、3个16位定时/计数器、双DPTR、1个UART口，可以工作在6CLK模式下，运行速度可以是标