Технология 1-wire

Технология 1-wire далеко не нова и известна уже около 10 лет. 1-wire широко применяется как в быту, так и в промышленных системах. Однако, мало кто об этом знает. Нас интересует применения 1-wire в системах автоматизации. 1-wire представляет собой сеть, к которой можно подключить множество устройств, таких как датчики (температуры, влажности, освещения), исполнительные ключи, счетчики, считыватели и многое другое. Все устройства связываются между собой в простейшем случае двух проводным кабелем. Один провод используется как данные (отсюда и название “1-wire”), а второй провод – поворотный или “Земля”. Топология сети – общая шина. Это означает, что один кабель проходит через все устройства. Ответвление допустимы, но не рекомендуются (до 50 см). Впрочем, для небольших сетей возможна произвольная топология, например, звезда. Большим преимуществом 1-wire является то, что многие, но не все, компоненты 1-wire могут обходится без внешнего питания, работая от так называемого паразитного питания, забирая энергию с шины данных. Однако низкие требования к среде накладывают свои ограничения на скорость работы. Так, максимальная скорость передачи данных по технологии 1-wire в обычном режиме составляет 15,4 Кбит/с (до 125 Кбит в режиме Overdrive). Вроде бы совсем медленно, но если учитывать, что по сети передаются не мультимедиа, а, например, команды ключам и короткие ответы датчиков, то становится понятно, что этого достаточно. Для контроля ошибок в протоколе 1-wire предусмотрена проверка контрольной суммы переданных пакетов – CRC.

1wire

Преимущества 1-wire:

– Простая и понятная архитектура сети
– Низкие требования к кабелям
– Большая протяженность линии
– Низкая стоимость и простота компонентов
– Открытый протокол и доступное ПО для программирования
– Возможность в определенных ситуациях обходиться без питания



Недостатки 1-wire:

– Низкая скорость передачи данных
– Обязательное наличие мастера, ведущего сети

Остановимся подробнее на обязательному требованию о наличии мастера сети. Дело в том, что устройства, с точки зрения организации обмена данными, являются пассивными элементы цепи. Компоненты 1-wire не могут без специального запроса посылать в сеть данные. Таким образом устройства не могут общаться друг с другом без “активного” ведущего. Элементы сети всегда ведомые. Мастер в сети 1-wire только один. Именно он инициирует, контролирует и управляет работой сети и подключенных к сети устройств. В зависимости от используемого программного обеспечения, мастер 1-wire линии может по-разному работать со своими подопечными, но только он в конечном итоге может опросить состояние конкретного элемента, а также послать запрос на получение от этого элемента любой информации. Например, если нам необходимо в режиме реального времени выводить значение температуры из множества датчиков, то мастер сети в цикле будет поочередно опрашивать эти датчики. Отвечать мастеру по сети может только одно устройство. В качестве мастера может выступать МК (микроконтроллер), который может при соответствующем ПО непосредственно включаться в сеть 1-wire через один из своих портов ввода-вывода. Мастером может выступать также ПК (персональный компьютер), который использует специальные элементы соединения, позволяющие соединять 1-wire с COM-портом или USB-портом компьютера, такие как DS9097 или DS9490.
Также я уже писал ранее о взаимодействии Arduino и Raspberry Pi с датчиком температуры DS18B20 по интерфейсу 1-wire.

master

Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.