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如何使用 1-Wire 通信有效地連接到物聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn)中的傳感器

2512809 2022-11-24 | pdf | 217.99KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

雖然物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 端點(diǎn)通常具有本地化控制區(qū)域，但有些端點(diǎn)需要連接到距離主機(jī)微控制器位置超過(guò)一米的簡(jiǎn)單傳感器。傳統(tǒng)上，SPI 或 I2C 串行接口用于輕松地與這些傳感器通信。然而，隨著控制算法變得越來(lái)越復(fù)雜并且需要部署更多的傳感器，微控制器必須使用更多的 SPI 和 I2C 線路來(lái)連接這些傳感器。這增加了布線的復(fù)雜性，從而增加了配置和維護(hù)成本，尤其是隨著距離的增加。雖然物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 端點(diǎn)通常具有本地化控制區(qū)域，但有些端點(diǎn)需要連接到距離主機(jī)微控制器位置超過(guò)一米的簡(jiǎn)單傳感器。傳統(tǒng)上，SPI 或 I2C 串行接口用于輕松地與這些傳感器通信。然而，隨著控制算法變得越來(lái)越復(fù)雜并且需要部署更多的傳感器，微控制器必須使用更多的 SPI 和 I2C 線路來(lái)連接這些傳感器。這增加了布線的復(fù)雜性，從而增加了配置和維護(hù)成本，尤其是隨著距離的增加。本文將向開(kāi)發(fā)人員展示如何使用本文將向開(kāi)發(fā)人員展示如何使用Maxim IntegratedMaxim Integrated的 1-Wire 協(xié)議，僅使用一根電線和地線即可經(jīng)濟(jì)高效地連接到物聯(lián)網(wǎng)傳感器。它將討論 1-Wire 協(xié)議的優(yōu)勢(shì)，包括顯著擴(kuò)展傳感器范圍以及通過(guò)相同的電線提供電源和數(shù)據(jù)。然后，它將介紹一種將 1-Wire 信號(hào)轉(zhuǎn)換為 SPI 或 I2C 的橋接器件，以及一個(gè)帶有軟件的開(kāi)發(fā)套件，以幫助設(shè)計(jì)人員入門(mén)。的 1-Wire 協(xié)議，僅使用一根電線和地線即可經(jīng)濟(jì)高效地連接到物聯(lián)網(wǎng)傳感器。它將討論 1-Wire 協(xié)議的優(yōu)勢(shì)，包括顯著擴(kuò)展傳感器范圍以及通過(guò)相同的電線提供電源和數(shù)據(jù)。然后，它將介紹一種將 1-Wire 信號(hào)轉(zhuǎn)換為 SPI 或 I2C 的橋接器件，以及一個(gè)帶有軟件的開(kāi)發(fā)套件，以幫助設(shè)計(jì)人員入門(mén)。擴(kuò)大 IoT 和 IIoT 傳感器的使用擴(kuò)大 IoT 和 IIoT 傳感器的使用IoT 和 IIoT 網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展旨在提高系統(tǒng)和制造流程的效率，同時(shí)擴(kuò)展功能。這涉及使用傳感器收集數(shù)據(jù)。雖然一個(gè)家庭可能在包含溫度傳感器的房間里有一個(gè)恒溫器，但自動(dòng)化建筑或 IIoT 網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)在一個(gè)房間內(nèi)以及整個(gè)建筑或設(shè)施中放置許多溫度和濕度傳感器。例如，額外的傳感器可以與壓力傳感器一起放置在供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 管道中。安全系統(tǒng)也可能使用不同類(lèi)型的傳感器，它們也可能被放置在多個(gè)位置。IoT 和 IIoT 網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展旨在提高系統(tǒng)和制造流程的效率，同時(shí)擴(kuò)展功能。這涉及使用傳感器收集數(shù)據(jù)。雖然一個(gè)家庭可能在包含溫度傳感器的房間里有一個(gè)恒溫器，但自動(dòng)化建筑或 IIoT 網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)在一個(gè)房間內(nèi)以及整個(gè)建筑或設(shè)施中放置許多溫度和濕度傳感器。例如，額外的傳感器可以與壓力傳感器一起放置在供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 管道中。安全系統(tǒng)也可能使用不同類(lèi)型的傳感器，它們也可能被放置在多個(gè)位置。制造和傳送帶系統(tǒng)也越來(lái)越多地使用傳感器進(jìn)行過(guò)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，以分析如何通過(guò)提高系統(tǒng)效率來(lái)節(jié)省能源，同時(shí)提高安全性。制造和傳送帶系統(tǒng)也越來(lái)越多地使用傳感器進(jìn)行過(guò)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，以分析如何通過(guò)提高系統(tǒng)效率來(lái)節(jié)省能源，同時(shí)提高安全性。這些應(yīng)用中最常見(jiàn)的傳感器是環(huán)境傳感器，包括溫度、濕度和壓力；視覺(jué)傳感器，包括可見(jiàn)光和電容式接近傳感器；和位置傳感器，包括微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 加速度計(jì)、MEMS 陀螺儀和振動(dòng)傳感器。微型化和 MEMS 技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致傳感器的封裝比縮略圖還小，僅消耗幾百毫安 (mA) 電流。這些傳感器中的大多數(shù)都可以通過(guò) SPI 或 I2C 通信接口輕松訪問(wèn)，這兩種接口幾乎可以在任何微控制器上找到。當(dāng)連接到這些簡(jiǎn)單的傳感器時(shí)，構(gòu)建整個(gè) IoT 或 IIoT 端點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)來(lái)僅對(duì)溫度進(jìn)行采樣是不切實(shí)際的，因此直接運(yùn)行 SPI 或 I2C 通信線路通常更簡(jiǎn)單、更快速。這些應(yīng)用中最常見(jiàn)的傳感器是環(huán)境傳感器，包括溫度、濕度和壓力；視覺(jué)傳感器，包括可見(jiàn)光和電容式接近傳感器；和位置傳感器，包括微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 加速度計(jì)、MEMS 陀螺儀和振動(dòng)傳感器。微型化和 MEMS 技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致傳感器的封裝比縮略圖還小，僅消耗幾百毫安 (mA) 電流。這些傳感器中的大多數(shù)都可以通過(guò) SPI 或 I2C 通信接口輕松訪問(wèn)，這兩種接口幾乎可以在任何微控制器上找到。當(dāng)連接到這些簡(jiǎn)單的傳感器時(shí)，構(gòu)建整個(gè) IoT 或 IIoT 端點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)來(lái)僅對(duì)溫度進(jìn)行采樣是不切實(shí)際的，因此直接運(yùn)行 SPI 或 I2C 通信線路通常更簡(jiǎn)單、更快速。