1-Wire (с англ. — «один провод») — двунаправленная шина связи для устройств с низкоскоростной передачей данных (обычно 15,4 Кбит/с , максимум 125 Кбит/с в режиме «overdrive»), в которой данные передаются по цепи питания (то есть всего используются два провода — один общий ( GND ), а второй — для питания и данных ; в некоторых случаях используют и отдельный провод питания). Разработана компанией Dallas Semiconductor (с 2001 года — Maxim Integrated ( )) и является её зарегистрированной торговой маркой .

Соответственно, топология такой сети — общая шина . Сеть устройств 1-Wire со связанным основным устройством названа «MicroLan», это также торговая марка Dallas Semiconductor.

Обычно используется для того, чтобы связываться с недорогими простыми устройствами, такими, как, например, цифровые термометры и измерители параметров внешней среды.

Достоинства

Достоинства:

• Для связи с устройством требуется лишь два провода : на данные и заземление. Интегральная схема включает конденсатор ёмкостью 800 п Ф для питания от линии данных (так называемое паразитное питание ).
• Большое расстояние передачи . Расстояние достигает 300 м при соблюдении ряда условий :
  • применение кабеля типа « витая пара »;
  • использование специального драйвера сети (активная подтяжка с учётом тока в линии);
  • использование топологии «общая шина» с единым стволом (не свободная топология);
• Изменяемость конфигурации любой сети 1-Wire в процессе её работы.

Реализация

Устройство 1-Wire может находиться как на печатной плате вместе с устройством управления, так и отдельно. Иногда они предназначены лишь для поддержки устройств 1-Wire , но во многих коммерческих приложениях устройство 1-Wire — просто один из чипов , создающих нужное решение. Иногда они присутствуют, например, в аккумуляторных батареях ноутбуков и сотовых телефонов .

Некоторые лабораторные системы и другие системы сбора данных и управляющие системы подключают к устройствам 1-Wire , используя шнуры с модульными разъёмами или с кабелем CAT-5 , с устройствами, установленными в разъём, включёнными в небольшую печатную плату, или присоединёнными к исследуемому объекту. В таких системах популярен разъём RJ11 (6P2C или модульные разъёмы 6P4C, обычно используемые для телефонов).

Системы датчиков и приводов могут быть связаны компонентами 1-Wire , каждый из которых включает в себя всё необходимое для функционирования шины 1-Wire . В качестве примера можно привести термометрию, таймеры, датчики напряжений и токов, контролирование батарей и память . Они могут быть подключены к ПК при помощи . Последовательные интерфейсы USB , RS-232 и параллельный интерфейс ( LPT ) являются популярными решениями для соединения MicroLan с ПК. MicroLan также является интерфейсом для микроконтроллеров , таких, как Atmel AVR , и семейство Microchip PIC . Однако аппаратной поддержки этой шины микроконтроллеры (AVR, PIC и другие), как правило, не имеют, и работа с шиной реализуется программно, с использованием сторонних библиотек (вроде Arduino и других) либо программист, имея спецификацию, может разработать сам необходимую функциональность.

iButton

Некоторые устройства помещают в небольшие корпуса из нержавеющей стали (MicroCAN), внешне похожие на маленькие литиевые батарейки для часов или небольшие конденсаторы. Устройства в таких корпусах называются « iButton », в просторечии — «таблетки».

iButton (также известна под названиями «dallas key», «touch memory») — стандарт механической упаковки, в котором компонент 1-Wire размещается внутри небольшой «таблетки» из нержавеющей стали и подключается к системам шины 1-Wire посредством розеток с контактами, которые касаются «крышки» и «дна» таблетки. Связь может быть полупостоянной с другим типом разъёма; iButton легко вставляется в него и может быть легко удалён.

Применение

Идентификация личности

Каждая микросхема 1-Wire имеет уникальный номер. Это позволяет использовать устройства iButton в качестве простых идентификаторов личности, например, в системах контроля и управления доступом ( СКУД ). В этом качестве они успешно конкурируют с бесконтактными карточками, использующими технологию RFID .

Имеются устройства iButton с поддержкой криптографии , что позволяет создавать на их основе защищённые хранилища небольших объёмов данных или средства сильной аутентификации . Такие устройства могут конкурировать со смарт-картами в некоторых применениях.

Удалённые датчики физических величин

Устройства 1-Wire очень удобны для измерений. Не требуется отдельного питания, возможно подключить по одному проводу целую гирлянду разнообразных датчиков . Система таких датчиков легко контролируется на предмет аварий. Записи о калибровках могут храниться прямо в датчиках.

Измерение температуры — одно из самых массовых применений 1-Wire устройств. В сельском хозяйстве применяется для многоточечного контроля температуры в теплицах , ульях , элеваторах , инкубаторах , . Популярны домашние метеостанции , подключаемые по этому интерфейсу.

Маркировка оборудования

Микросхемы 1-Wire популярны для маркировки и хранения параметров дополнительного оборудования к установкам. Например, медицинские и лабораторные приборы, использующие в работе множество различных сменных головок и датчиков, снабжаются микросхемой. При подключении прибор сразу распознаёт сменную головку и корректно устанавливает режим работы. Аналогично может контролироваться наработка узлов с ограниченным ресурсом .

Другие применения

Существуют решения iButton для охраны недвижимости , для систем обнаружения проникновения, другое использования. Есть также системы для доступа в менее очевидных областях безопасности. Например, iButton может быть использован для аутентификации пользователей компьютерных систем ( аппаратный ключ в системах защиты информации ) или в системе табельных часов .

Ссылки

• и Arduino
• с помощью Arduino
• (практический пример)
• от 20 июля 2014 на Wayback Machine

Примечания

Литература

• Jack R. Smith. . — Newnes, 2005. — P. –. — ISBN 978-0-7506-7946-6 .
• Brendan Horan. . — Apress, 2013. — P. –. — ISBN 978-1-4302-4971-9 .
• Oliver Bailey. . — Wordware Publishing, Inc., 2005. — P. –. — ISBN 978-1-55622-994-7 .

В статье есть список источников , но не хватает сносок . Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники , подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены . ( 27 января 2013 )