"Таблетки" iButton и 1-Wire-сеть

Целый ряд компонентов семейства iButton в корпусах MicroCAN (см. рис. 49) также может быть использован в составе 1-Wire-сетей в качестве ведомых однопроводных устройств, которые решают специфические задачи идентификации, накопления, хранения и переноса информации. Например, для реализации процедуры идентификации в системах промышленной автоматизации обычно достаточно применения распространенных носимых электронных меток DS1990A. А многоточечный температурный мониторинг легко может быть выполнен сетью из нескольких "таблеток" DS1921/DS1922 или иначе устройств ТЕРМОХРОН, каждое из которых регистрирует температурные значения, измеренные через определённые, заранее заданные, промежутки времени и сохраняет полученную информацию в собственной энергонезависимой памяти. Если же использовать микросхемы однопроводных универсальных регистраторов DS2422 и соответствующие датчики, то можно построить 1-Wire-сеть для многоточечной регистрации практически любых технологических параметров или физических величин. Для решения проблемы переноса данных, накопленных территориально удаленной автономной 1-Wire-системой, к стационарному персональному компьютеру удобны различные типы микросхем памяти из семейства iButton, которые в этом случае играют роль так называемых "транспортных таблеток".

Для сопряжения устройств в корпусах MicroCAN с проводниками однопроводной линии используют специальные защелки типа DS9100 или DS9098P, или же более простые зажимы типа DS9094. Однако следует учитывать, что при организации 1‑Wire-сети на базе "таблеток" iButton с помощью таких приспособлений теряется весь смысл в суперзащитных свойствах их корпуса. поскольку подобные варианты включения этих "таблеток" в однопроводную линию делают соединение в любом случае уязвимым для внешних воздействий (воды, пыли, грязи, инея и т.п.). Поэтому вопрос об организации защищенных от внешних воздействий 1-Wire-сетей, реализованных на базе устройств iButton, требует особого подхода.

Линия связи и топология

Большую роль при построении 1-Wire-сетей играет исполнение однопроводной линии связи. Как правило, протяженные 1-Wire-линии имеют структуру, состоящую из трех основных проводников: DATA - шина данных, RET - возвратный или земляной провод, EXT_POWER - внешнее питание не только обслуживаемых ведомых устройств, но и внешних относительно них цепей датчиков и органов управления. В зависимости от технологии прокладки кабеля, способа его сопряжения с ведомыми устройствами, особенностей используемых приемов и качества применяемых материалов, в соответствии с нижеследующей таблицей 5, различают четыре основных варианта организации 1-Wire-сетей, каждый из которых подразумевает использование особой технологии и аксессуаров при реализации линии.

Часто при организации сложных однопроводных сетей, с целью удобства проводки линии связи, уменьшения ее протяженности или снижения электрической нагрузки на линии благодаря уменьшению одновременно работающих на ней устройств, необходимо обеспечить древовидную или лучевую структуру магистрали, значительно отличающуюся от структуры общей шины. Для этого используют ветвления 1-Wire-сетей одного или нескольких уровней. Основным элементом при построении таких ветвей является либо обычный адресуемый ключ типа DS2406, который обеспечивает ветвление благодаря коммутации возвратного провода однопроводной линии, либо специализированный ветвитель DS2409, коммутирующий непосредственно шину данных 1-Wire-линии. Использование универсальных коуплеров DS2409 позволяет, в том числе, обеспечить коммутацию всех шин 1-Wire-магистрали, или осуществлять тестирование состояния ветвей, неподключенных к основному стволу 1-Wire-сети, или организовать 1-Wire-hub, обслуживающий множество 1-Wire-линий с помощью только одного мастера.

Таблица 5

Классификация линии	Длина линии	Количество ведомых устройств	Тип используемого кабеля	Топология	Мастер линии
Миниатюрные линии	До 5 м	До 10 шт.	Любой	Свободная	Любой ведущий с пассивной подтяжкой (резистор к питанию)
Короткие линии	До 30 м	До 50 шт.	4-проводный телефонный	Общая шина с патчами до 0,5 м	Адаптеры на базе дискретных компонентов DS9097E, DS1410E
Средние линии	До 100 м	До 200 шт.	Витая пара 3 категории	Строгая общая шина	Активная подтяжка (DS2480В, DS2490, DS2482 или специальное схемное решение (MAX6314))
Длинные линии	До 300 м	До 250 шт.	Витая пара 5 категории или IEEE1394 (Firewire)	Общая шина без разрыва ствола	LINK, программная модификация временных слотов 1-Wire-протокола