Наличие на нашем сайте отдельного раздела, посвященного технологии 1-Wire, вовсе не означает, что мы абсолютизируем этот метод построения систем автоматизации. Однопроводная шина рассматривается нами на равных с любыми другими интерфейсами, которые часто ничуть не хуже, а по некоторым характеристикам значительно лучше 1-Wire. Действительно, глупо тягаться по скорости обмена с WorldFIP, а по надежности в условиях сильных помех с CAN. Однако нам представляется, что у 1-Wire-сетей, предложенных фирмой Dallas Semiconductor, есть своя особая немаловажная ниша в области автоматизации. То, что такая ниша существует, связано, прежде всего, с функциональностью того набора электронных компонентов, которые предлагает фирма Dallas Semiconductor для поддержки 1-Wire-технологии (см. раздел Компоненты). Действительно, ни одной другой компании на сегодня не удалось создать более простого, дешевого и функционального способа многоточечного мониторинга температуры в диапазоне от -55°С до +125°С, по сравнению с использованием 1-Wire-сетей цифровых термометров DS18#2#. Такими же преимуществами обладают системы контроля состояния распределенных дискретных датчиков и системы управления включением/выключением исполнительных органов, реализованные на базе однопроводных компонентов DS2406P, DS2413P и DS2408. И это не единственные примеры преимуществ, которые предоставляет 1-Wire-технология, при построении "медленных" систем автоматизации, критических с точки зрения цены и удобных с точки зрения программирования и дальнейшего расширения. А при реализации подобных проектов, как раз в условиях нашей страны, именно эти качества главенствуют над любыми другими.

Так как же связана Научно Техническая Лаборатория "ЭлИн" с технологией
1-Wire-сетей?

Мы Не осуществляем продажу электронных компонентов от Dallas Semiconductor(для того чтобы узнать, кто и как это делает, следует обратиться к разделу Поставщики).
Мы Не являемся дистрибьюторами продукции для организации 1-Wire-сетей от иных, даже очень уважаемых и продвинутых производителей (таких как, например, Embedded Data Systems, SYSTRONIX, AAG Electronica — см. раздел Ссылки). Мы сами активно используем достижения 1-Wire-технологии в своих разработках и всячески способствуем ее продвижению на российском рынке автоматизации. При этом можно выделить следующие направления нашей деятельности:

1. Использование технологии 1-Wire-сетей для создания законченных систем на базе персональных компьютеров и микроконтроллеров.
   Действительно, достаточно часто в области автоматизации возникают задачи, которые не сильно критичны по отношению к временному фактору обслуживания. Это и сбор различной метеорологической информации, и контроль, а также поддержание климата в жилищах, оранжереях, теплицах и хранилищах плодоовощной продукции, и различные комплексы диспетчеризации коммунального хозяйства, и адресные охранно-пожарные системы сигнализации, и разнообразные системы мониторинга, тестирования, восстановления и тренировки аккумуляторных батарей, и т.д. Все эти задачи легко и дешево можно решить, благодаря системам, полностью построенным на базе 1-Wire-технологии, где в качестве ведущего мастера используется либо персональный компьютер, либо бюджетный специализированный контроллер (см. раздел Организация 1-Wire-систем).

2. Применение достижений 1-Wire-технологии для создания локальных подсистем, работающих под управлением встроенных микроконтроллеров, в составе крупных систем автоматизации, построенных на базе иных технологий.
   
   При создании практически любой крупной системы автоматизации, общая реализация которой на принципах однопроводной шины часто не возможна по целому ряду существенных объективных причин (высокая скорость и большие массивы данных при информационном обмене, большое количество аналоговых каналов с гальваническим разделением, большая территориальная рассредоточенность оборудования, необходимость исключительно надежной работы в условиях высокого уровня помех), мы сталкиваемся с отдельными локальными подзадачами, решение которых на базе 1-Wire-технологии приводит к значительному удешевлению и упрощению всей конструкции в целом. При этом в состав основной системы интегрируются один или несколько специальных контроллеров-ведущих 1-Wire-ветвей, которые обеспечивают информационный интерфейс между ресурсами основной системы и локальными однопроводными линиями, решающими какие-либо частные подзадачи. В разделе "Проекты" нашего сайта можно найти примеры подобных применений.

3. Предложение аппаратно-программных элементов и однопроводных устройств нашей собственной разработки для самостоятельного построения пользователем 1-Wire-сетей. На базе поставляемых нами OEM-продуктов легко осуществимо создание однопроводных систем, обеспечивающих решение достаточно сложных задач мониторинга и управления, которые не критичны с точки зрения скорости обслуживания. Это возможно благодаря исключительной простоте организации таких систем из предоставляемых нами аппаратных элементов и программ семейства ML-OEM, полный перечень которых представлен в разделе "Средства ML-ОЕМ". Мы и сами, как правило, используем именно эти средства для решения задач 1-го и 2-го пунктов текущего списка, поскольку предлагаемый нами вариант построения систем на базе этих элементов представляется наиболее удобным, благодаря:
• удачной организации однопроводной магистрали, используемой устройствами ML-OEM,
• их дешевому и простому конструктиву, который в тоже время является достаточно удобным для размещения и эксплуатации распределенной электронной аппаратуры,
• встроенной в каждое устройство схеме защиты однопроводного элемента от помех и перегрузок в информационной линии,
• реализации снабжения энергией каждого элемента и т.д. (подробнее см. здесь же, ниже).

Однако предложение по использованию наших аппаратно-программных компонентов ML-OEM предназначено прежде всего для пользователей, которые либо не имеют желания или времени на реализацию подобных конструктивов, либо для людей, нуждающихся в недорогой, простой, легко осваиваемой системе, но являющихся далекими от электроники. Для разработчиков, ведущих самостоятельные проекты, мы предлагаем подробное описание каждого из наших средств ML-OEM, а также изложение основных принципов их применения и конкретные примеры реализации завершенных систем на их базе.

К этому же пункту можно, пожалуй, отнести и нашу программу по созданию для российского рынка разнообразных аппаратно-программных средств обслуживания уникальных устройств ТЕРМОХРОН и регистраторов iBDL, которые хотя и ориентированы в основном на автономное применение, но по всем своим характеристикам полностью вписываются в когорту сетевых однопроводных устройств. Наличие у этих компонентов сетевых функций, которые обеспечивают их эффективное использование в составе 1-Wire-сетей, позволяет организовывать распределенные многоточечные системы мониторинга самых разнообразных параметров, состоящие из множества таких автономных однопроводных регистраторов.

4. Исследование особенностей сетевого однопроводного интерфейса и пропаганда преимуществ 1-Wire-технологии. Именно для этого создана и постоянно поддерживается страничка нашего сайта, на которой Вы сейчас находитесь. Здесь в разделе Информация можно ознакомиться с основополагающими документами по вопросам построения и особенностям обслуживания 1-Wire-систем. Начальные представления о принципах и возможностях технологии однопроводных сетей можно получить из разделов Что такое 1-Wire? и Применение 1-Wire, а узнать о достижениях и конкретных примерах ее использования в разделе Ссылки. Обо всех однопроводных компонентах и приборах, выпускаемых фирмой Dallas Semiconductor для решения вопросов автоматизации с помощью 1-Wire-шины, а также о вспомогательной электронной продукции от иных производителей, рассказывается в разделе Компоненты. Здесь же можно скачать оригинальную документацию на эти устройства, а о том, где и как их приобрести, информирует раздел Поставщики. Раздел Программная поддержка открывает доступ к версиям различных программных решений, используемых для работы на 1-Wire-линиях, и позволяет изучить реальные примеры по программному обслуживанию конкретных однопроводных устройств для самых разнообразных платформ, операционных сред и архитектур. Кроме того, мы стараемся как можно чаще и подробнее сообщать обо всех новинках в области компонентов, аппаратных средств и программного обеспечения для однопроводных сетей в разделе Новости 1-Wire. Вы можете задавать вопросы по этим темам нашим сотрудникам и друг другу, а также обмениваться своими мнениями в специализированной веб-конференции, расположенной в разделе Обсуждение 1-Wire нашего сайта.

Мы надеемся, что наша деятельность по пропаганде однопроводных сетей поможет как можно большему числу разработчиков наиболее рационально решить стоящие перед ними задачи по организации эффективного контроля и управления различным распределенным оборудованием. И даже если Вы не изберете для достижения, стоящих перед Вами целей, предлагаемые нами решения, достаточно уже того, что представленная здесь информация помогла сделать Вам правильный выбор.

С целью реализации первых трех положений приведенного выше списка нами разработан свой подход к организации однопроводных сетей. Его основой является шинная структура, состоящая из четырех проводников. Такое решение объясняется тем, что организация наиболее широко и реально доступных информационных кабелей (витые пары любой категории, плоский телефонный кабель и т.д.), чаще всего включает минимум четыре провода или две витые пары. Поэтому достаточно удобно использовать один из проводов для передачи данных (шина DATA), второй в качестве возвратного проводника или земли (шина RETURN). Эти два сигнала передаются, как правило, по одной из витых пар. Третий проводник служит для передачи энергии к однопроводным компонентам (шина EXT_POWER или внешние питание), а четвертый используется в качестве часто необходимого функционального резерва (например, для передачи сигнала общей синхронизации однопроводных устройств, или дополнительного отрицательного питания, или для другого).

Снабжение энергией любого из ведомых устройств ML-OEM по отдельному проводу EXT_POWER, выделенному в общей структуре 1-Wire-линии и запитанному относительно потенциала возвратного провода RETURN от стандартного сетевого блока питания, как правило, трансформаторного, является основополагающим. При этом мы отказываемся от преимуществ паразитного питания и питания путем передачи импульсов энергии по шине данных в пользу общей энергетической разгрузки проектируемых однопроводных сетей. Для того чтобы обеспечить надежную передачу энергии на длинные линии, уровень внешнего напряжения питания, поступающего к каждому ведомому устройству ML-OEM, выбирается значительно большим уровня, необходимого для питания любых входящих в эти устройства компонентов. Кроме того, схемотехника любого из наших OEM-продуктов, разработанных для 1-Wire-сетей, обеспечивает защиту однопроводного устройства от помех и сигналов высокого уровня на шине данных

В качестве основы конструктива большинства однопроводных устройств семейства ML-OEM и связывающих их друг с другом разъемных соединений нами выбраны стандартная коммутационная технология организации телефонных линий (система соединений RJ11) и коммутационная технология прокладки локальных информационных сетей (система соединений RJ45). Обе технологии включают целый спектр широкораспространенных изделий: одно- и двухвходовые розетки для установки на стену и ответные вилки к ним (джеки), гнезда для установки на печатные платы, различные виды переходников, размножителей и разветвителей магистрали, патч-кабели, специальные инструменты, обеспечивающие качественную заделку кабелей линии связи, и т.д. Использование подобного подхода к конструтиву однопроводных сетей дает полную свободу соединений. Например, располагая однопроводными компонентами, размещенными в подобных легкодоступных и недорогих конструктивах, собрать даже достаточно большую систему, состоящую из полсотни элементов, не представляет большого труда, а маленькие системы готовы уже через несколько минут. Нет проблем и с размещением, и с крепежом небольших футляров розеток на стенах, а также с прокладкой телефонного кабеля или кабеля типа витая пара, т.к. подобные технологии уже достаточно хорошо отработаны и многократно испытаны. Тем более, что все аксессуары и инструменты для грамотного проведения подобных работ доступны повсеместно. Пожалуй, единственным недостатком такого подхода является невозможность построения с его помощью систем, защищенных от внешних воздействий. Поскольку все перечисленные выше компоненты и коммутационные технологии имеют невысокую степень защиты от пыли и влаги — всего IP32. Однако для реализации защищенных 1-Wire-сетей нами используются иные, особые подходы (см. ниже).

Для создания небольших по протяженности систем (до 50 м и до 30 шт однопроводных устройств) нами применяется телефонный кабель или кабель типа витая пара. При этом каждый сегмент кабеля, составляющего 1-Wire-линию, оформлен с обеих сторон вилками-джеками RJ11 (патч-кабель или patch-cord), которые непосредственно связывают отдельные элементы 1-Wire-сети друг с другом, благодаря наличию в составе каждого из устройств ML-OEM двух разъемов-гнезд RJ11. Если же протяженность 1-Wire-сети велика (до 300 м) и она должна обслуживать множество однопроводных абонентов ML-OEM (до 250 шт), то подход к ее построению ведется строго в соответствии с принципами общей шины. Подробно ознакомиться с основополагающими подходами к построению однопроводных сетей можно в разделе "Организация 1-Wire-систем".

Наверх