汽车CAN总线解密现场总线与工业以太网深度剖析
在工业4.0的浪潮中，通信技术的飞速发展为企业实现智能化和自动化提供了强大的动力。尤其是在工业互联网的架构中，需要通过现场各类通讯方式接入设备、系统和产品，进行海量数据采集与上传。目前，在工控领域，最常见的两种通讯方式是工业以太网技术和现场总线技术，它们共同推动了工厂自动化进程。本文将深入探讨工业底层设备使用这两种通信协议：现场总线与工业以太网。
一、现场总线
现场总线定义
现场总线是一种数字式、串行、多点通信网络，是连接最底层设备以及自动化系统全数字双向多站通信系统。它采用数字通信替代传统模拟信号或开关量信号，并遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型。这使得现场总线成为一个功能强大的底层数据通信网络。
现场总线特性与应用
现场总线位于生产控制和网络机构底层，其信息纵向集成透明，实现从管理层到自动化底层无缝对话。在实际应用中，由于ISO模型只是一个参考，不同类型的现场协议栈会有较大差异，以简化七层模型来优化实时性和速度。
随着技术进步及市场需求，诸如基金会FF、LONWORKS、HAPT等众多代表性的现场标准应运而生，每个拥有独特之处，但由于繁杂且不统一导致标准尚未完全规范。此外，还存在IEC61158标准试图整合各种现有的方案。
二、工业以太网
工业以太网概念
以太网最初为办公环境设计，但其简单性、高度开放性及低成本吸引了广泛应用。随着对工业环境需求的满足，如适用于高耐久性的材料选择，以及考虑实时性能等因素，一些厂商提出了基于TCP/IP+Ethernet解决方案，即所谓的"Industrial Ethernet"。
工业以太网特点与应用
工业以太网最大优势在于其快速扩展能力，可以轻松实现不同部分之间的无缝连接，同时支持高速率传输（10M, 100M, 千兆甚至更快），并且具有广泛可用的硬件平台及丰富软件开发工具。
它通过全开放共享网络结构，使得不同厂商设备能够相互兼容，无需额外布局独立专用设施；同时，它可以融入企业信息管理体系，为企业提供了一体化解决方案。
近年来，由于其优越性能，更容易获得支持，因此已经取代了许多传统背景下的现场终端协议，有影响力的实时Industrial Ethernet包括PROFINET, VNET/IP, EtherCAT等。