總之，當(dāng)有大量的短消息需要通信應(yīng)用時(shí)，LON是一個(gè)普及、低成本的總線系統(tǒng)。

3、 CAN( Controller Area Network)

德國(guó) BOSCH公司于1991年推出，用于汽車內(nèi)部測(cè)量和執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。主要應(yīng)用于離散控制領(lǐng)域中的過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制，特別是工業(yè)自動(dòng)化的低層監(jiān)控，解決控制與測(cè)試之間的可靠和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。
　　
CAN采用了ISO／OSI的3層模型：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。
　　
CAN支持的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型。傳輸介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜和光纖等。采用雙絞線通信時(shí)，速率為1Mbps／40m，50kbps／10km，節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個(gè)。
　　
CAN的通信介質(zhì)訪問(wèn)方式為帶優(yōu)先級(jí)的 CS-MA／CA。采用多主競(jìng)爭(zhēng)式結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)總線空閑時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有權(quán)使用網(wǎng)絡(luò)。在發(fā)生沖突時(shí)，采用非破壞性總線優(yōu)先仲裁技術(shù)：當(dāng)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息時(shí)，運(yùn)用逐位仲裁規(guī)則，借助幀中開(kāi)始部分的標(biāo)識(shí)符，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)發(fā)送信息，從而有效地避免了總線沖突，使信息和時(shí)間均無(wú)損失。例如，規(guī)定0的優(yōu)先級(jí)高，在節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)，CAH總線做與運(yùn)算。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是邊發(fā)送信息邊檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送1而檢測(cè)到0時(shí)，此節(jié)點(diǎn)知道有更高優(yōu)先級(jí)的信息在發(fā)送，它就停止發(fā)送信息，直到再一次檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)空閑。圖3-1為A、B、C、D4個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息，最后優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)D有權(quán)發(fā)送信息，其它節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止發(fā)送數(shù)據(jù)?！　AN的傳輸信號(hào)采用短幀結(jié)構(gòu)(有效數(shù)據(jù)最多為8個(gè)字節(jié))，和帶優(yōu)先級(jí)的CSMA/CA的通信介質(zhì)訪問(wèn)方式，對(duì)高優(yōu)先級(jí)的通信請(qǐng)求來(lái)說(shuō)，在1Mbps的通信速率時(shí)，最長(zhǎng)的等待時(shí)間為0．15ms，完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)控制的實(shí)時(shí)性要求。
　　
CAN突出的差錯(cuò)檢驗(yàn)機(jī)理，如5種錯(cuò)誤檢測(cè)、出錯(cuò)標(biāo)定和故障界定；CAN傳輸信號(hào)為短幀結(jié)構(gòu)，因而傳輸時(shí)間短，受干擾概率低。這些保證了出錯(cuò)率極低，剩余錯(cuò)誤概率為報(bào)文出錯(cuò)率的4．7x10-11。另外，CAN節(jié)點(diǎn)在嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉輸出的功能，以使總線上其它節(jié)點(diǎn)的操作不受其影響?？梢?jiàn)，CAN具有高可靠性。
　　
CAN的通信協(xié)議主要由CAN控制器完成。CAN控制器主要由實(shí)現(xiàn)CAN總線通信協(xié)議部分和微控制器接口部分電路組成。通過(guò)簡(jiǎn)單的連接即可完成CAN總線協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，應(yīng)用層功能由微控制器完成。CAN總線上的節(jié)點(diǎn)既可以是基于微控制器的智能節(jié)點(diǎn)，也可以是具有CAN接口的I／O器件?！　?/P>

總之，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。CAN作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的通信總線，同其它總線相比，具有很高的可靠性和性能價(jià)格比。

4、 PROFIBUS(Process Fieldbus)

1986年，德國(guó)開(kāi)始制定。它由3部分組成：Profibus-DP (Decentralized Periphery，分布式外設(shè))，Profibus-FMS(Fieldbus Message Specification，現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范)和Profibus-PA(Process Automation，過(guò)程自動(dòng)化)。不同的部分針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，因此和Profibus應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。
　　
Profibus以ISO／OSI模型為基礎(chǔ)，取其物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。FMS還采用了應(yīng)用層。DP和FMS使用同樣的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線訪問(wèn)協(xié)議，因此二系統(tǒng)可在同一根總線上混合互操作。通過(guò)段鍋臺(tái)器或鏈接器，使PA系統(tǒng)很方便地集成到皿網(wǎng)絡(luò)。
　　
DP和FMS有兩種傳輸技術(shù)：一種是RS-485，采用屏蔽雙絞線，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型，通信速率為9．6kbps／1200m，12Mbps／100m，每段最多節(jié)點(diǎn)數(shù)為32，不支持總線供電和本安；另一種是采用光纖，用于電磁兼容性要求高和長(zhǎng)距離要求的場(chǎng)合。 PA采用IEC1158-2傳輸技術(shù)，用屏蔽雙絞線，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型或樹(shù)型，通信速率為31．25kbps/1900m，每段最多節(jié)點(diǎn)數(shù)為32，支持總線供電和本安。
　　
Profibus的通信介質(zhì)訪問(wèn)控制方式為分布式令牌方式(混合介質(zhì)存取)。主節(jié)點(diǎn)之間為令牌環(huán)傳遞方式，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)之間為主從輪詢方式。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)得到令牌后，允許它在一定的時(shí)間內(nèi)與從節(jié)點(diǎn)和／或其它主節(jié)點(diǎn)通信。令牌在所有主節(jié)點(diǎn)中循環(huán)一周的最長(zhǎng)時(shí)間TTR(設(shè)定周期)是事先預(yù)定的，決定了各主節(jié)點(diǎn)的令牌具體保持時(shí)間的長(zhǎng)短。主節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)必須保證在事先定義的時(shí)間間隔內(nèi)主節(jié)點(diǎn)有充足的時(shí)間完成通信任務(wù)，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換要盡可能快且簡(jiǎn)單，地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。按這種方式，完成周期性與非周期性的數(shù)據(jù)交換。

　
為此，profibus的介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC協(xié)議設(shè)置了兩類時(shí)鐘計(jì)時(shí)器：一類是令牌運(yùn)行周期計(jì)時(shí)器，用于令牌的實(shí)際運(yùn)行周期TRR計(jì)時(shí)；另一類是持牌計(jì)時(shí)器，用于主節(jié)點(diǎn)令牌保持時(shí)間TTH計(jì)時(shí)。當(dāng)令牌到達(dá)某個(gè)主節(jié)點(diǎn)時(shí)，此節(jié)點(diǎn)的周期計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。
　　
當(dāng)令牌又一次到達(dá)此主節(jié)點(diǎn)時(shí)，MAC從把周期計(jì)時(shí)器的TRR值與設(shè)定周期值TTR的差值賦給持牌計(jì)時(shí)器，即TTH＝TTR-TRR，持牌計(jì)時(shí)器根據(jù)該值控制信息的傳送。
　　
在持牌計(jì)時(shí)器控制信息發(fā)送時(shí)，如果令牌到達(dá)超時(shí)，即TTH0，則此節(jié)點(diǎn)只可以發(fā)送一個(gè)高優(yōu)先級(jí)信息；如果令牌及時(shí)到達(dá)，則此節(jié)點(diǎn)可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)等待發(fā)送的高優(yōu)先級(jí)信息后，直到高優(yōu)先級(jí)信息全部發(fā)送完畢，或者持牌時(shí)間超時(shí)。如果在發(fā)送完所有待發(fā)送的高優(yōu)先級(jí)信息，仍然有持牌時(shí)間，則可以用同樣的方式發(fā)送低優(yōu)先級(jí)信息。無(wú)論發(fā)送高優(yōu)先級(jí)信息，還是低高優(yōu)先級(jí)信息，都只在發(fā)送前檢測(cè)持牌時(shí)間是否超時(shí)，而不是預(yù)先檢測(cè)發(fā)送完此信息是否超時(shí)，此種檢測(cè)方法意味著信息發(fā)送不可避免地造成持牌時(shí)間超時(shí)，影響了周期性實(shí)時(shí)通訊的實(shí)現(xiàn)。
　　
Profibus-DP主要用于對(duì)時(shí)間要求苛刻的分散外圍間的高速數(shù)據(jù)傳輸，解決分散I／O問(wèn)的通信，適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域，具有高效低成本。Profibus-PA，隊(duì)主要用于流程工業(yè)自動(dòng)化，對(duì)安全性要求高和由總線供電的場(chǎng)合。Profibus-FMS主要用于解決車間級(jí)通用性的通信任務(wù)，完成控制器和智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信以及控制器之間的信息交換，提供了大量的通信服務(wù)(主要是針對(duì)主節(jié)點(diǎn)之間的通信)。

Profibus協(xié)議的苛刻時(shí)間部分由協(xié)議芯片實(shí)現(xiàn)， 熟應(yīng)用廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線。Profibus的一些特點(diǎn)，又增加了自己的一些功能。主其余部分由微控制器的軟件實(shí)現(xiàn)，針對(duì)不同的應(yīng)用，采用3種不同的傳輸技術(shù)。
　　
5、 FF(Foundation Fieldbus)

1994年ISPF和WorldFIP兩大集團(tuán)聯(lián)合致力于開(kāi)發(fā)統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線。它繼承了WorldFIP和總之，Profibus 由 DP、PA、FMS 3部分組成，有針對(duì)性地適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，是一種功能強(qiáng)大、成要應(yīng)用于過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域。FF以ISO／OSI模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)。