Организация 1-Wire-систем

<< Назад в раздел Распечатать

Дата добавления: 2007-10-17 | Просмотров: 10616

Возможны следующие варианты организации однопроводных систем.

1. Компьютер и одно устройство ML##.
2. Компьютер и несколько устройств ML##.
3. Компьютер и множество территориально рассредоточенных устройств ML##.
4. Компьютер и проблемные линии на базе территориально рассредоточенных устройств ML##.
5. Компьютер и несколько однопроводных веток с устройствами ML##.
6. Строгая реализация общей шины для проблемных 1-Wire-систем на базе множества устройств ML##.
7. 1-Wire-системы, ведомые микроконтроллерными устройствами.
8. Комбинированные решения с использованием распределенных микроконтроллерных устройств.
9. Локальные 1-Wire-подсистемы в составе традиционных систем автоматизации.
10. 1-Wire-системы, реализуемые на базе TINI-board.
11. Программирование 1-Wire-систем.

1. Компьютер и одно устройство ML##.
Наиболее простой вариант построения однопроводной системы - это сопряжение персонального компьютера, который выступает в роли ведущего 1-Wire-линии, с одним функциональным устройством ML##. Персональный компьютер в этом случае комплектуется адаптером типа ML97#-## или типа ML94#. Адаптер ML97#-## подключается к PC через любой свободный последовательный COM-порт, а адаптер ML94# через USB-порт. Адаптер и устройство ML## связываются между собой с помощью обычного плоского четырехжильного телефонного кабеля, оформленного с обоих его концов стандартными телефонными вилками (джеками) типа RJ11 (6p4c). Такое соединение выполняется предельно просто благодаря наличию, в конструкциях и каждого из адаптеров, и однопроводного устройства ML## любого типа, приемных разъемов-гнезд RJ11 (6p4c). Прокладка подобной линии связи должна выполняться по возможности вдали от силовых проводов, электромагнитных полей и иметь преимущественно линейную топологию. Построение такой системы допустимо при условии, что используемое однопроводное устройство ML## может функционировать на паразитном питании или его потребление по шине внешнего питания EXT_POWER не превосходит 4мА. Протяженность однопроводной линии при этом может составлять ~50 80м. Пример: контроль температуры в одной точке с помощью любого из цифровых термометров семейства ML20#, или одновременный контроль температуры, относительной влажности и уровня освещенности благодаря сопряжению компьютера с микросистемой ML38H.

Сопряжение компьютера с одним устройством ML## через адаптер ML97#-##

Сопряжение компьютера с одним устройством ML## через адаптер ML94# 2. Компьютер и несколько устройств ML##.
Более сложным является вариант многоточечной 1-Wire-сети, допустимый при организации системы из небольшого числа функциональных устройств ML## (до 20шт). В качестве ведущего однопроводной системы здесь также выступает персональный компьютер, укомплектованный одним из адаптеров 1-Wire-линии типа ML97#-## или типа ML94#. Однако, в этом случае адаптер соединяется тем же телефонным кабелем сразу с несколькими ведомыми 1-Wire-компонентами, реализованными на базе функциональных устройств ML##, различных типов, которые могут работать или на паразитном питании, или с использованием шины внешнего питания EXT_POWER, если их общее потребление в любом режиме работы системы не превосходит 4мА. Точнее непосредственно адаптер ML97#-## (или ML94#) соединяется только с одним приемным гнездом ближайшего к нему однопроводного устройства ML## . Однако, наличие в составе конструкции любого функционального устройства ML## двух, параллельно включенных приемных разъемов-гнезд RJ11 (6p4c), размещенных на торце их корпуса, позволяет легко реализовать структуру однопроводной линии в виде общей шины. Это достижимо при соединении отдельных функциональных устройств ML## между собой отрезками плоского телефонного кабеля необходимой длины, оформленных с обоих концов стандартными телефонными вилками (джеками) типа RJ11 (6p4c). Общая протяженность 1-Wire-линии при этом может составлять ~50м, при количестве используемых устройств ML## до 20шт. Пример: многоточечный контроль температуры с помощью нескольких цифровых термометров семейства ML20#.

Сопряжение компьютера с несколькими устройствами ML## через адаптер ML97#-## при небольшой протяженности линии

Сопряжение компьютера с несколькими устройствами ML## через адаптер ML94# при небольшой протяженности линии

3. Компьютер и множество территориально рассредоточенных устройств ML##.
При построении поряженных однопроводных систем (60 100м), содержащих большое число устройств ML## (30 50шт) самого различного класса , на один из проводников 1-Wire-магистрали, который выделяется в качестве отдельной шины внешнего питания EXT_POWER, подается энергия от сетевого блока питания класса ML00#-xx-###. Уровень напряжения внешнего питания, поступающего в подобную сеть, выбирается значительно большим уровня, необходимого для питания любых компонентов, входящих в состав устройств ML##, что допустимо благодаря наличию в схеме этих приборов специальных узлов преобразования внешнего питания. Сопряжение 1-Wire-магистрали с блоком питания осуществляется либо благодаря специальным разветвителям телефонных розеток системы RJ11, либо через свободные приемные гнезда любого из устройств ML##, входящих в состав формируемой однопроводной системы. Наличие дополнительной энергии в 1-Wire-линии позволяет значительно улучшить ее общую помехоустойчивость, в том числе благодаря применению терминаторов, включенных на конце такой однопроводной магистрали. Для реализации функций терминатора может быть использована любая метка, содержащая встроенный узел пассивной подтяжки шины данных. В качестве терминаторов с пассивной подтяжкой рекомендуются приборы ML01 или ML02.

Сопряжение компьютера с большим количеством устройств ML## через адаптер ML97#-## с запиткой шины внешнего питания от отдельного источника

Сопряжение компьютера с большим количеством устройств ML## через адаптер ML94# с запиткой шины внешнего питания от отдельного источника

Пассивная подтяжка в конце линии улучшает характеристики обмена информацией на однопроводной линии с внешним питанием

4. Компьютер и проблемные линии на базе территориально рассредоточенных устройств ML##.
При реальной работе с 1-Wire-сетями часто встречаются ситуации, связанные с необходимостью обеспечения функционирования большого количества устройств ML## (до 100шт), на протяженных магистралях (до 300м), имеющих сложную геометрию, работающих в условиях сильных помех, проходящих рядом с силовым коммутационным оборудованием, проложенных некачественным кабелем, без жесткого соблюдения топологии общей шины. Подобные линии относят в технологии 1-Wire к проблемным, а для обеспечения их функционирования разрабатываются специальные аппаратно-программные методы.
Прежде всего, при возникновении проблем с передачей информации в подобных однопроводных структурах, следует использовать программные методы обслуживания однопроводных элементов, которые могут быть реализованы благодаря выбору оптимального в каждой конкретной ситуации рабочего режима микросхем DS2480B для COM-порта или DS2490 для USB-порта. Эти аппаратные драйвера, предназначены специально для обслуживания протяженных 1-Wire-линий, и являются неотъемлемой частью любого из адаптеров ML97#-## или ML94#, соответственно . С их помощью реализуется механизм управляемой активной подтяжки линии данных, а также обеспечивается возможность изменения временных соотношений и формы фронтов сигналов на ведомой 1-Wire-магистрали, что позволяет оптимизировать работу используемого адаптера при обслуживании однопроводных линий с индивидуальными параметрами.
Адаптер типа ML97G, основой которого тоже является микросхема DS2480B, также обеспечивает надежное гальваническое разделение между землей компьютера, обычно гальванически соединенной с нейтралью электросети, и возвратным проводом 1-Wire-магистрали, что значительно снижает вероятность неустойчивой работы проблемной однопроводной линии, построенной на базе устройств ML##. Кроме того, применение адаптера с гальваническим разделением ML97G страхует персональный компьютер от случайного попадания в его схему через 1-Wire-магистраль сетевого напряжения, что особенно актуально при работе с устройствами типа ML07S, ML90S или ML06IAA.

Использование метки ML02A для улучшения работы проблемной 1-Wire-линии

Использование в самом начале (непосредственно рядом с компьютером) линии, ведомой адаптером с программно-регулируемой активной подтяжкой, специализированной метки типа ML02a, содержащей специальную дополнительную согласующую RC-цепь, которая обеспечивает гашение отраженных сигналов в однопроводной магистрали, позволяет существенно стабилизировать работу проблемной 1-Wire-системы.

Значительного улучшения работы проблемной 1-Wire-линии можно добиться благодаря включению в ее состав меток ML02S или ML02M

Другим эффективным методом увеличения надежности работы проблемных 1-Wire-линий является применение специализированных схем восстановителей однопроводного сигнала, реализованных в составе приборов ML02S и ML02M. Использование подобных схемотехнических приемов возможно благодаря наличию в составе однопроводной магистрали отдельной шины внешнего питания EXT_POWER, которое используется встроенным в эти приборы узлом активной подтяжки для усиления затухающего сигнала проблемной линии. Подобное решение подразумевает поиск эмпирическим путем наиболее оптимальной точки подключения приборов ML02S и ML02M вдоль всей 1-Wire-линии. Место расположения этой точки зависит от большого числа факторов, и прежде всего, от геометрии и топологии, индивидуальных при реализации каждой конкретной однопроводной системы. Кроме того, в отдельных случаях возможно включение нескольких приборов-восстановителей, распределенных вдоль всей длины 1-Wire-линии.

Адаптер LINK - оптимальное решение для поддержки проблемных 1-Wire-линий

Однако, наиболее эффективным на сегодняшний день является применение для обслуживания проблемных 1-Wire-сетей уникального адаптера LINK) (или ML97L по классификации НТЛ ЭлИн). Это устройство, благодаря собственным встроенным интеллектуальным ресурсам реализует льготный режим работы приборов ML## на длинных перегруженных линиях в условиях сложной помеховой обстановки. Прибор многократно улучшает работу механизма активной подтяжки, что позволяет получать действительно идеальные сигналы обмена при длинах кабеля магистрали более 300м, через который поддерживается работа 100 и более устройств ML##. Использование алгоритмов цифровой фильтрации многократно улучшает устойчивость обслуживаемой однопроводной системы к электромагнитным помехам, а также отражениям и возмущениям, возникающим в проблемных 1-Wire-сетях.

5. Компьютер и несколько однопроводных веток с устройствами ML##.
Достаточно часто при реализации сложных 1-Wire-систем встречаются ситуации, когда топология линии такова, что при ее реализации в виде общей шины длина магистрали, значительно превосходит суммарную протяженность по сравнению с вариантом построения системы в виде отдельных лучей. В этом случае для организации системы удобно использовать специальные устройства ветвления 1-Wire-линии или коуплеры типа ML09, а также однопроводные коммутационные элементы типа ML07. Применяя подобный подход можно организовать такую перестраиваемую систему, когда в каждый отдельный момент времени к мастеру может быть подключен только один из сегментов обслуживаемой сети. Это значительно снижает в целом нагрузку на линии (количество подключенных абонентов, погонную емкость кабеля, общее сопротивление информационного канала и общую утечку изоляции) и в целом соответственно уменьшает вероятность возникновения неоднозначных ситуаций. При этом возможно два варианта реализации подобной структуры: с применением ветвителей ML09 для прерывания шины данных DATA, и с применением ключей ML07 для прерывания возвратной шины RETURN. Первый вариант представляется более предпочтительным, т.к. при его реализации все устройства ML##, входящие в состав любой локальной ветви, но отключенные от основного ствола, всегда имеют внешнее питание, и соответственно функциональны. Кроме того, при использовании коуплеров ML09 возможна реализация вложенных многоуровневых ветвлений, сигнализация мастеру об аварийном состоянии на отключенной от основного ствола ветви, а также организация внешнего питания всех однопроводных устройств ML## любой локальной ветви от отдельного источника питания.

Реализация лучевой топологии 1-Wire-линии благодаря коммутации локальных ветвей коуплерами ML09

Снижение нагрузочной способности 1-Wire-линии благодаря коммутации возвратной шины локальной ветви ключом ML07

Использование ветвителя ML09 для сопряжения с приемниками приборов iButton типа ML19S

Особенно важна возможность применения подобных конфигураций при использовании в составе однопроводных систем автоматизации приемных устройств ML19S, обеспечивающих взаимодействие мастера 1-Wire-магистрали с приборами семейства iButton, которые могут быть предназначены, например, для обеспечения функций аутентификации или съема информации, накопленной автономной 1-Wire-сетью. В случае подключения такого устройства с встроенным приемным зондом, через промежуточный коуплер ML09, отделяющий его от основного ствола однопроводной магистрали, разработчик устраняет опасность даже кратковременного замыкания линии данных основного ствола на возвратный провод, а, следовательно, увеличивает живучесть системы в целом.
Если протяженность и загруженность разветвленной 1-Wire-сети все-таки остается критичной, коммутацию локальных ветвей можно организовать таким образом, чтобы обеспечить полное отключение от основного ствола однопроводной магистрали всех устройств ML##, обслуживаемых каждой из них, используя при этом комбинированное включение ветвителей ML09 (коммутация шины данных) и ML07 (коммутация возвратной шины). Однако, более эффективно применение устройства ML09A, которое выполняет функции по отключению от основного ствола шины данных и возвратной шины, а также дополнительно обеспечивает возможность отключения от основного ствола шины внешнего питания EXT_POWER обслуживаемой 1-Wire-ветви. Последнее обстоятельство особенно важно для однопроводных систем, в которых от шины внешнего питания получают энергию внешние устройства (датчики, механизмы сигнализации, приводы замков и т.д.), обслуживаемые элементами ML##.

Пример варианта полного отключения локальных ветвей от единого ствола 1-Wire-магистрали

Система определения адреса приемного устройства, к которому поднесен прибор iButton

Кроме того, использование коуплеров ML09 позволяет организовать адресную реакцию системы, например, при предъявлении идентификационного устройства iButton. Действительно если программа компьютера-мастера 1-Wire-сети, составленной из приемных устройств ML19S, подключенных к общему стволу через индивидуальные ветвители ML09, сканирует линию на предмет наличия на ней "таблетки", открывая поочередно доступ к каждому из приемников, то возможна четкая фиксация адреса, а, следовательно, и территориального положения приемника, к которому поднесен идентификатор.

6. Строгая реализация общей шины для проблемных 1-Wire-систем на базе множества устройств ML##.
Еще одним вариантом увеличения надежности и помехоустойчивости работы для перегруженных однопроводных систем на базе множества устройств ML## (до 100шт), имеющих большую протяженность (до 200м) и сложную топологию, а так же проходящих через зоны сильных помех, является использование специальных методов реализации 1-Wire-шины, построенной со строгим соблюдением архитектуры общей линии. При этом выделяется общий непрерывный ствол сети, который прокладывается качественным кабелем типа UPT витая пара высокой категории (не ниже пятой), а лучше применять кабель IEEE1394 (Firewire). В случае высокой интенсивности электромагнитных помех рекомендуется использовать провод в заземленном экране. Всякое однопроводное устройство ML## подключается к подобному стволу через отдельную розетку класса RJ45 (например, KRONE (одиночная или двойная)), не прерывающую монотонную прокладку кабеля ствола для организации любого ответвления. При этом, каждый из проводников кабеля-ствола прокалывается (заделывается) внутри такой розетки с помощью специального ножевого разъема без разрыва жилы, отводя сигнал к выводам встроенного стандартного разъема-гнезда RJ45 (8p8c), к которому затем, уже с помощью отдельного патч-кабеля, длиной не более 0,5м, подключается однопроводное устройство ML##. Такой патч-кабель может быть оформлен с обеих сторон вилками системы RJ11 (они достаточно надежно фиксируются также в гнездах RJ45), или же заделан несимметрично - на одном конце вилка RJ45, на другом вилка RJ11. В качестве материала патч-кабеля может быть использован как плоский телефонный кабель, так и кабель UPT витая пара пятой категории.
Если используется экранированный кабель, то корд, удерживающий экранирующую фольгу, соединяется с экраном каждой розетки под винт, а также подключается к доступному выводу надежной физической земли, но только в одной единственной точке для всей 1-Wire-системы.

Реализация 1-Wire-системы со строгим соблюдением принципов общей шины

Особенно важно при организации подобной шины правильно выполнить подвод энергии внешнего питания к 1-Wire-линии с учетом того, что по стволу однопроводной магистрали может протекать значительный по величине суммарный ток, обеспечивающий питание внутренних узлов множества приборов ML##, а также обслуживаемых ими внешних устройств. Для этой цели обычно используют отдельную клеммную или распаечную коробку, которую размещают в начале линии, рядом с розеткой подключения ведущего. В такой коробке надежно, под винт или методом пайки соединяют полюса выходного кабеля блока питания с возвратной шиной и шиной внешнего питания формируемой 1-Wire-магистрали. При построении системы с использованием технологии проколки или запрессовки общего кабеля-ствола без разрыва каждой из его жил, по шине внешнего питания и возвратной шине могут циркулировать значительные по уровню суммарные токи, в то время, как к каждому из абонентов ответвляется лишь не значительная по уровню составляющая общего тока, которая, как правило, не требует сверхнизкого импеданса в районе сопряжения с общим стволом. С подобной структурой однопроводной линии могут органично сочетаться все приемы, перечисленные в п.2, п.3, п.4, п.5.

7. 1-Wire-системы, ведомые микроконтроллерными устройствами.
1-Wire-система, ведомая микроконтроллерным блоком При реализации на базе устройств ML## любого из вариантов 1-Wire-систем, перечисленных в п.1 п.6, в качестве ведущего сети может быть использован не только персональный компьютер, но и недорогой микроконтроллерный блок, что в целом значительно снижает общие затраты на подобную разработку. Если система построена на базе одного из микроконтроллерных блоков типа ML98#, то он может работать, получая энергию для собственного питания, а также питания устройств ML##, подключенных к обслуживаемой таким прибором 1-Wire-линии, от внешнего трансформаторного источника ML00#-xx-###. При этом, под управлением специально подготовленной программы, "прошитой" во внутренней памяти микроконтроллера, являющегося ядром блока ML98# любой модификации, и выполняющего роль мастера 1-Wire-сети, может отрабатываться, к примеру, поддержание температурных уставок, предварительно введенных пользователем с клавиатуры этого устройства, сразу по нескольким петлям регулирования. Эффективный узел активной подтяжки, встраиваемый в любой из блоков ML98#, и специальные методы программирования позволяют поддерживать надежную работу на достаточно протяженных (до 50м) и загруженных однопроводных линиях (до 50 устройств ML##).

Автономная 1-Wire-система многоточечного мониторинга на базе карманного компьютера

В качестве мастера автономной 1-Wire-сети могут быть с успехом использованы карманные компьютеры (иначе именуемые как Personal Digital Assistant (далее просто PDA)). НТЛ ЭлИн поставляет адаптеры ML97P-###, которые построены на базе микросхем DS2480B и предназначены для организации однопроводных систем на базе PDA платформы PalmOS. При этом, устройства ML##, ведомые карманным компьютером получают от него и энергию, что требует специальных приемов программирования, обеспечивающих экономный расход элементов питания. Но не всякая малопотребляющая однопроводная система может работать полностью автономно. Так если мини-сеть, построенная на базе карманного компьютера, например, накапливает информацию от нескольких цифровых термометров ML20# в энергонезависимой памяти PDA, возникает вопрос о переносе собранных таким образом данных. Процесс выборки информации, зарегистрированной подобной системой может быть реализован под управлением 1-Wire-ведущего карманного компьютера, и производиться периодически с помощью "транспортной таблетки" той или иной модификации, которая имеет встроенную энергонезависимую память большой емкости. К классу подобных устройств относятся, например, приборы iButton типа DS1996 или типа DS1977. Данные, полученные от всех "температурных таблеток", входящих в состав системы, могут быть легко перенесены затем из памяти "транспортной таблетки" в память персонального компьютера, например, с помощью стационарного комплекса поддержки приборов iButton. Таким же образом могут быть изменены внутренние установки (включая синхронизацию календаря и часов реального времени), и даже алгоритм работы PDA (или микропроцессорного блока) - мастера 1-Wire-сети.

1-Wire-система многоточечного мониторинга с возможностью съема накопленной информации с помощью 'транспортной таблетки'

Для обеспечения информационного контакта между "транспортной таблеткой" и однопроводной линией, ведомой микроконтроллерным блоком или карманным компьютером, система должна иметь в своем составе специальное приемное устройство ML19S, обеспечивающее информационный контакт с приборами iButton. Альтернативой этому устройству является универсальный узел системного ввода для приборов-мастеров, оснащенных приемными зондами обслуживания "таблеток" iButton типа ML19R. С помощь подобных устройств, интегрированных в состав однопроводных 1-Wire-сетей, можно решать задачи: по записи в систему или чтению из нее информации больших объемов, когда емкости "транспортных таблеток" семейства iButton не достаточно. Кроме того, таким образом можно обеспечить обслуживание 1-Wire-сети, составленной из нескольких однопроводных логгеров (например, устройств ТЕРМОХРОН (DS1921)) включая программирование их установок, перезапуск и съем накопленной ими информации. Причем подобная сеть не нуждается, в каком-либо отдельном мастере, его роль может быть выполнена автономным прибором, укомплектованным специальным приемным зондом, непосредственно в момент его контакта с 1-Wire-системой через устройство ML19R. Для сопряжения приборов DS1921, упакованных в корпуса MicroCAN, с 1-Wire-сетью удобно использовать устройства ML19F, внутри которых и могут быть расположены не только эти температурные логгеры, но и любые иные "таблетки" iButton.

Автономная 1-Wire-система с периодически подключаемым мастером, реализующим считывание накопленных данных и изменение установок автономных логгеров

8. Комбинированные решения с использованием распределенных микроконтроллерных устройств.
Наиболее рациональным подходом, при реализации однопроводных систем автоматизации, построенных на базе устройств ML##, представляется использование сетей с комбинированной структурой. Примерами, подобных реализаций могут являться системы, организованные на базе микроконтроллерных блоков ML98D или ML92. При таком подходе каждое из устройств ML98D или ML92 является с одной стороны мастером локальной 1-Wire-ветви, который обслуживает несколько функциональных устройств ML##, реализованных по любой из схем, описанных в п.1 6. С другой стороны каждый из модулей ML98D или ML92 может являться абонентом информационной сети более высокого уровня, организованной на принципах, например, стандарта CAN.
Таким образом, программа управления микроконтроллером для каждого блока ML98D или ML92 должна обеспечивать информационный обмен между "медленными" ведомыми локальными 1-Wire-ветвями, и более "быстрой" и надежной сетевой CAN-структурой верхнего уровня, которая в свою очередь сопрягается с персональным компьютером, выполняющим функции:

обеспечения человеко-машинного интерфейса,
формирования уставок управления,
архивирования собранной информации.

Комбинированная система, построенная на базе 1-Wire- ветвей, ведомых блоками ML98D, и системной магистрали CAN

Компьютер в этом случае комплектуется интеллектуальным адаптером системной CAN-шины типа CCA# и является равноправным участником подобной сети. При такой системной организации обеспечивается наиболее оптимальное сочетание между территориально сосредоточенными объектами обслуживания, которые характеризуются индивидуальным многообразием функциональных требований, реализуемым благодаря сопряжению с разнообразными "медленными" устройствами ML##, ведомыми локальными 1-Wire-ветвями, и широко территориально рассредоточенными абонентами более помехоустойчивой и "быстрой" сети, что обеспечивает наибольшую надежность обмена информацией при практических реализациях. Системная магистраль CAN может быть проложена при этом в соответствии с положениями, подробно изложенными в разделе "Интерфейсы".

Комбинированная система, построенная на базе 1-Wire- ветвей, ведомых блоками ML92, и системной магистрали CAN

9. Локальные 1-Wire-подсистемы в составе традиционных систем автоматизации.

При построении традиционных систем автоматизации, имеющих сосредоточенную структуру, связанную с особенностями размещения оборудования в стойках (шкафах) и крейтах (блоках) УСО, для решения отдельных локальных подзадач могут быть использованы однопроводные структуры, организованные на базе одного или нескольких устройств ML##. При этом, в состав традиционной по конструкции системы интегрируются одна или несколько интеллектуальных плат контроллеров-ведущих 1-Wire-ветвей, которые обеспечивают информационный интерфейс между ресурсами основной системы (обычно с использованием стандартных периферийных интерфейсов типа SPI или I2C) и локальной однопроводной линией, решающей какие-либо частные подзадачи. Пример: подсистема контроля расхода воды в системе водоохлаждения, реализованная с помощью двухканальных счетчиков ML23, которые выполняют функции расходомеров благодаря автоматическому подсчету числа срабатываний герконов водосчетчиков вихревого типа, или подсистема измерения температуры холодного спая термоэлектрических преобразователей, на базе цифровых термометров ML20#, размещаемых непосредственно в термопарных компенсационных коробках.

Однопроводная локальные под системы в составе крейта традиционной системы автоматизации

10. 1-Wire-системы, реализуемые на базе TINI-board.
Система, реализованная на базе локальной однопроводной ветви и TINI-board Наиболее современным на сегодняшний день решением по реализации удаленной однопроводной, сети построенной на базе устройств ML##, представляется 1-Wire-шина, организованная по одной из схем, описанных в п.1 п.6, и ведомая платой TINI (Tiny InterNet Interface). TINI или TINI-board - это уникальный инструмент, поставляемый кампанией Dallas Semiconductor Corp., и обеспечивающий возможность интегрировать 1-Wire-структуры, магистраль CAN и Интернет. Поскольку TINI-board содержит производительный микроконтроллер, к последовательному порту которого подключен аппаратный драйвер однопроводной магистрали, она может выступать в качестве мастера 1-Wire-сетей, в том числе требующих для своего обслуживания активной подтяжки шины данных.
Для обеспечения эксплуатации TINI-board должна быть установлена в специальный TINI SLOT типа ML-TS-###-###, который выполняет функции сопряжения с однопроводной линией, а также защиту от возможных коллизий на ней, обеспечивает подключение этой платы к персональному компьютеру, необходимое для загрузки в нее программы управления, снабжает ее энергией от внешнего блока питания.
Со стороны сети Интернет TINI-board может быть использована:
- либо в качестве web-сервера реального времени, отображающего информацию, фиксируемую устройствами ML## в момент запроса пользователя сети Интернет,
- либо в качестве шлюза между однопроводной системой и промежуточным web-сервером сети Интернет, который обеспечивает автоматическую визуализацию и архивацию информации, доступную для других пользователей Интернет,
- либо в качестве прибора-логгера, накапливающего данные в собственной памяти и затем пересылающего их по запросу легального компьютера, подключенного к сети Интернет.

11. Программирование 1-Wire-систем.
Важным вопросом при организации 1-Wire-сети любой конфигурации, в том числе построенной на базе устройств ML##, является решение задачи подготовки и реализации управляющей ею программы. Производитель однопроводных компонентов - фирма Dallas Semiconductor Corp. старается исповедовать в своей деятельности подход, при котором потребитель оплачивает только стоимость микросхем и готовых аппаратных решений, получая при этом доступ к бесплатным, свободно распространяемым средствам программной поддержки. Однако, следует учитывать, что подготовить инструменты разработки программ для всего спектра типов и моделей выпускаемых на сегодня в мире персональных компьютеров, PDA и микроконтроллеров нереально. Поэтому Dallas Semiconductor Corp. поставляет средства инструментальной поддержки для наиболее распространенных решений, архитектур, операционных сред и платформ, которые используют в своей деятельности большинство пользователей однопроводных компонентов.
Так практически для любой 1-Wire-системы, реализованной на базе персонального компьютера класса PС, оснащенного операционной системой Windows, и любого адаптера ML##, в качестве тестового отладочного средства можно применить свободно распространяемые Dallas Semiconductor Corp. программы-оболочки iButton Viewer или OneWireViewer, которые поддерживают работу и визуальный интерфейс для абсолютного большинства однопроводных компонентов и устройств ML##. Даже если проектируемая 1-Wire-система должна обслуживаться не персональным компьютером, использование программ iButton Viewer или OneWireViewer всегда позволит убедиться, что построенная однопроводная линия и все отдельные устройства на ней работают в соответствии с описаниями на них. Поскольку программы iButton Viewer или OneWireViewer не позволяют изменять параметры микросхем активной подтяжки, на базе которых работает большинство адаптеров ML OEM, совместно сними удобно использовать отдельные утилиты line32 или tmline, специально разработаные для этих целей.
Однако, наиболее оптимальным средством поддержки однопроводных систем, организованных на базе устройств ML##, является специализированный отладочный пакет MLex, который реализует поддержку и диагностику, а также визуальное сопровождение однопроводных элементов и приборов автоматизации, подключенных через один из последовательных портов к стандартному персональному компьютеру типа PC. Пакет MLex имеет множество преимуществ по сравнению со стандартными программами iButton Viewer или OneWireViewer от фирмы Dallas Semiconductor Corp., которые перегружены функциями сопровождения устройств iButton, в ущерб поддержке однопроводных компонентов, ориентированных на реализацию сетевых решений. Кроме того, пакет MLex позволяет осуществить все специфические функции конкретных устройств ML OEM, которые вообще не поддерживаются программами iButton Viewer или OneWireViewer.
При создании собственной программы для 1-Wire-систем на базе PC удобно использовать универсальный пакет iButton TMEX SDK, который является набором программных приложений поддержки однопроводных приборов под Windows. Вызов любого из этих приложений может быть выполнен через стандартный API интерфейс непосредственно из программы пользователя, написанной на любом современном языке программирования. Детальное описание функций пакета iButton TMEX SDK можно получить из подробной инструкции.
Если же, разработка программного обеспечения ведется не под Windows, и даже не для персонального компьютера PC, Dallas Semiconductor Corp. предлагает в рамках проекта 1-Wire Net Public Domain Kit набор библиотек компактного исходного кода поддержки 1-Wire-протокола. Код предназначен для работы на языке "С" и обеспечивает поддержку платформ, не покрываемых SDK TMEX, а именно: Linux, DOS, Win16, Win32, PalmOS, Handspring, WinCE/PocketPC, микроконтроллеры клона MCS-51. В случае, когда программа по обслуживанию 1-Wire-сети должна быть разработана для мастера, несвязанного ни с одной из перечисленных выше платформ и архитектур, следует, используя все возможности вычислительного средства, самостоятельно реализовать основные положения 1-Wire-протокола, в том числе пользуясь ресурсами библиотеки примеров программных кодов, собранных в разделе "Программная поддержка" этого сайта. Подобная самостоятельная работа по реализации программного обеспечения конкретной однопроводной системы имеет и ряд неоспоримых преимуществ. Например, в случае проблемной однопроводной линии благодаря программному затягиванию фронтов и отдельных фаз 1-Wire-протокола, а так же используя мажоритарные выборки, можно значительно увеличить надежность и устойчивость работы однопроводной сети без использования дополнительных аппаратных средств, а только за счет особенностей и приемов программного обслуживания. Другим характерным примером является составление программы для PDA, когда наряду с реализацией 1-Wire-протокола необходимо использовать специальные алгоритмические приемы, обеспечивающие сохранение энергии потребляемой однопроводным адаптером от элементов питания карманного компьютера, к которому он подключен. Программные продукты для 1-Wire-применений, реализованные на языке Java, разрабатываются совместно специалистами Dallas Semiconductor Corp. и Sun Microsystems Inc. Все они базируются на библиотеке API для JavaT, которая является основной платформой при разработке приложений для поддержки 1-Wire-устройств, использующих виртуальную Java-машину Java VM. В настоящее время, разработчикам доступны подобные продукты в рамках платформ: Win32, Linux, Solaris, Dallas Semiconductor's для TINI. Последнее обстоятельство является наиболее значимым, т.к. благодаря значительным вычислительным ресурсам устройство TINI-board работает под управлением специально разработанной операционной системы, которая включает в себя поддержку TCP/IP и Java VM. При этом на сегодняшний день уже имеется целый набор свободно-доступных процедур сопровождения однопроводных компонентов, а значит и устройств ML##, которые реализованы на их базе, что существенно упрощает организацию взаимодействия на обслуживаемой 1-Wire-магистрали ведомой TINI-board.
Все перечисленные выше программные продукты свободно доступны со страницы "Программная поддержка".

Добавил: Павел (Admin)
Автор: Неизвестно

Вас может заинтересовать:

Интерфейс 1-wire

Три варианта USB-термометра

Шина USB и FireWire

Радиоудлинитель COM-порта

Распиновки различных кабелей RS-232