如何从工业通信的角度理解现场总线中的CAN总线协议种类及其在物品传输中的应用

首先，我们需要认识到，工业控制系统中，反馈控制是至关重要的。随着计算机技术在工业控制领域的广泛应用，控制指令如何准确无误地送达执行器，以及通过传感器获取到的数据如何及时准确地反馈给控制系统，这些都成为了我们必须解决的问题。在复杂多变的工业环境中，现场总线提供了一种高效、可靠的通信方式，以确保我们的系统能够实时获取数据，并快速作出响应。

通信模型与基本原理

工业通信系统，与一般通信系统一样，也需要发送端和接收端，以及连接它们之间的链路。链路可以是双绞线、同轴电缆、光纤或无线等。发送端将数据转换为适合于物理介质传输的形式，而接收端则将这些信号恢复为原始数据。这背后有一个严格遵守的一套规则，这就是所谓的通信协议。

工业通信特殊要求

对于工业环境来说，它们对时间特性有特别高要求，如实时性、频率稳定性等。例如，在某些情况下，一旦检测到异常，就必须立即采取措施来防止事故发生。这就要求我们的通信系统具备极强的地时间控能力。

现场总线满足工业通信需求

OSI模型定义了网络层次结构，其中物理层定义了物理介质和其正确连接方式。而数据链路层负责创建和传输数据包，在现场总线中通常分为LLC（逻辑链接层）和MAC（媒体访问控制）两部分。

3.1 替代4-20mA接线方案

随着数字化技术不断发展，现场总线逐渐取代了模拟信号如4-20mA技术，因为后者具有抗噪声能力更强、减少电缆使用以及诊断功能等优势。

3.2 RS-232与RS-485电气标准

RS-232和RS-485都是接口标准，但它们主要区别在于逻辑表示方法。虽然RS-485支持点对点或多机互联，因此有人可能会把它看作是一种“485”总线，但实际上这只是基于RS-485物理层的一个实现而已。

3.3 曼彻斯特编码与编码概念

电缆引脚分配决定了信息流动方向以及是否需要翻转；曼彻斯特编码使得每个码元包含一个跳变，可以用来同步时钟信号，从而提高通讯效率。

3.4 通信介质选择

现场总线通常采用有線连接，以便利用电磁波进行信息传递。但随着无線技术进步，现在越来越多地开始使用无線连接以满足不同工作场景下的需求。

3.5 通信模式选择

客户/服务器模式适用于状态监测，而发布/订阅模式更适合事件通知。此外，还有一些其他模式，如生产者消费者模型，它允许消息生产者生成消息并推送给消费者，这样做可以优化资源使用并减少延迟问题。

最终，要想真正理解这一切，我们还需深入研究各种具体协议，如MMS（制造信息规范）、WorldFIP、ROFIBUS-FMS等，它们各自都有自己独特之处，无论是在客户/服务器还是发布/订阅模型上的应用，都体现出了它们面向不同业务需求设计出的灵活性和精细化处理能力。在这个过程中，不仅要了解理论知识，更要结合实际操作，对比分析不同的案例，从而掌握如何根据实际情境选择最合适的策略。这不仅是对工程师责任心的一种考验，也是一个展现专业技能的地方。