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如何使用 1-Wire 通信有效地连接到物联网端点中的传感器

2512809 2022-11-24 | pdf | 217.99KB | 次下载 | 免费

资料介绍

虽然物联网 (IoT) 和工业物联网 (IIoT) 端点通常具有本地化控制区域，但有些端点需要连接到距离主机微控制器位置超过一米的简单传感器。传统上，SPI 或 I²C 串行接口用于轻松地与这些传感器通信。然而，随着控制算法变得越来越复杂并且需要部署更多的传感器，微控制器必须使用更多的 SPI 和 I²C 线路来连接这些传感器。这增加了布线的复杂性，从而增加了配置和维护成本，尤其是随着距离的增加。虽然物联网 (IoT) 和工业物联网 (IIoT) 端点通常具有本地化控制区域，但有些端点需要连接到距离主机微控制器位置超过一米的简单传感器。传统上，SPI 或 I²C 串行接口用于轻松地与这些传感器通信。然而，随着控制算法变得越来越复杂并且需要部署更多的传感器，微控制器必须使用更多的 SPI 和 I²C 线路来连接这些传感器。这增加了布线的复杂性，从而增加了配置和维护成本，尤其是随着距离的增加。本文将向开发人员展示如何使用本文将向开发人员展示如何使用Maxim IntegratedMaxim Integrated的 1-Wire 协议，仅使用一根电线和地线即可经济高效地连接到物联网传感器。它将讨论 1-Wire 协议的优势，包括显着扩展传感器范围以及通过相同的电线提供电源和数据。然后，它将介绍一种将 1-Wire 信号转换为 SPI 或 I²C 的桥接器件，以及一个带有软件的开发套件，以帮助设计人员入门。的 1-Wire 协议，仅使用一根电线和地线即可经济高效地连接到物联网传感器。它将讨论 1-Wire 协议的优势，包括显着扩展传感器范围以及通过相同的电线提供电源和数据。然后，它将介绍一种将 1-Wire 信号转换为 SPI 或 I²C 的桥接器件，以及一个带有软件的开发套件，以帮助设计人员入门。扩大 IoT 和 IIoT 传感器的使用扩大 IoT 和 IIoT 传感器的使用IoT 和 IIoT 网络的扩展旨在提高系统和制造流程的效率，同时扩展功能。这涉及使用传感器收集数据。虽然一个家庭可能在包含温度传感器的房间里有一个恒温器，但自动化建筑或 IIoT 网络可能会在一个房间内以及整个建筑或设施中放置许多温度和湿度传感器。例如，额外的传感器可以与压力传感器一起放置在供暖、通风和空调 (HVAC) 管道中。安全系统也可能使用不同类型的传感器，它们也可能被放置在多个位置。IoT 和 IIoT 网络的扩展旨在提高系统和制造流程的效率，同时扩展功能。这涉及使用传感器收集数据。虽然一个家庭可能在包含温度传感器的房间里有一个恒温器，但自动化建筑或 IIoT 网络可能会在一个房间内以及整个建筑或设施中放置许多温度和湿度传感器。例如，额外的传感器可以与压力传感器一起放置在供暖、通风和空调 (HVAC) 管道中。安全系统也可能使用不同类型的传感器，它们也可能被放置在多个位置。制造和传送带系统也越来越多地使用传感器进行过程监控和数据记录，以分析如何通过提高系统效率来节省能源，同时提高安全性。制造和传送带系统也越来越多地使用传感器进行过程监控和数据记录，以分析如何通过提高系统效率来节省能源，同时提高安全性。这些应用中最常见的传感器是环境传感器，包括温度、湿度和压力；视觉传感器，包括可见光和电容式接近传感器；和位置传感器，包括微机电系统 (MEMS) 加速度计、MEMS 陀螺仪和振动传感器。微型化和 MEMS 技术的进步导致传感器的封装比缩略图还小，仅消耗几百毫安 (mA) 电流。这些传感器中的大多数都可以通过 SPI 或 I²C 通信接口轻松访问，这两种接口几乎可以在任何微控制器上找到。当连接到这些简单的传感器时，构建整个 IoT 或 IIoT 端点或子节点来仅对温度进行采样是不切实际的，因此直接运行 SPI 或 I²C 通信线路通常更简单、更快速。这些应用中最常见的传感器是环境传感器，包括温度、湿度和压力；视觉传感器，包括可见光和电容式接近传感器；和位置传感器，包括微机电系统 (MEMS) 加速度计、MEMS 陀螺仪和振动传感器。微型化和 MEMS 技术的进步导致传感器的封装比缩略图还小，仅消耗几百毫安 (mA) 电流。这些传感器中的大多数都可以通过 SPI 或 I²C 通信接口轻松访问，这两种接口几乎可以在任何微控制器上找到。当连接到这些简单的传感器时，构建整个 IoT 或 IIoT 端点或子节点来仅对温度进行采样是不切实际的，因此直接运行 SPI 或 I²C 通信线路通常更简单、更快速。