Комплексна система обліку енергоресурсів в квартирах на основі мережі
Дослідження останніх років показують, що в Росії потенціал енергозбереження в житловому секторі досягає 40-50%. Проблема енергозбереження набуває все більшого значення у зв'язку зі зменшенням дотацій держави в житлову сферу та зростанням цін на енергоносії. Нерозривно з проблемою енергозбереження пов'язана і проблема обліку енергоресурсів.
Реформування житлово-комунального господарства породжує необхідність в комплексних автоматизованих системах обліку всіх енергоресурсів (газ, електроенергія, холодна і гаряча вода, тепло), що поставляються мешканцям квартир. Зростає інтерес і самих квартиронаймачів до обліку споживаних енергоресурсів. Комерційному квартирному і домовому обліку споживання енергоресурсів останнім часом приділяється підвищена увага. Проводяться роботи по створенню і впровадженню автоматизованих систем обліку енергоресурсів в Москві, Санкт-Петербурзі, Омську та інших містах.
Профессиональный разработчик электроники окажет Вам свои услуги по самой выгодной стоимости на сегодняшний день.
Для реалізації сучасних вимог, що пред'являються до автоматизованих систем, пропонується побудувати систему як однорідну мережу однотипних елементів. Така система може бути створена на основі технології MicroLAN, розробленої фірмою Dallas Semiconductor Inc. До теперішнього часу розроблена широка гама елементів систем збору даних: лічильників, датчиків температури, електронних ключів і т.п. з інтерфейсом 1-Wire.
Мережа передачі даних 1-WireR® Net, відома так само під ім'ям MicroLAN, - дешева шина обміну даними між ПК або промисловим контролером і мережевими пристроями 1-Wire. Один і тільки один вузол мережі є провідним, всі інші - ведені. Всі вузли підключені до загальної шини, утвореною кручений неекранованої парою. Ведучий вузол підключається до шини через транзистор з відкритим колектором. Коллекторное опір з'єднує шину з джерелом постійної напруги 5 В.
>
Мал. 1.
Система, заснована на мережі 1-Wire, складається з трьох основних елементів: контролера мережі, сполучних проводів і пристроїв, розроблених для роботи в середовищі 1-Wire. Одне з головних достоїнств представленої мережі - простота управління. Ніяке мережеве пристрій не може передавати дані, поки до нього не надійде запит від провідного вузла. Обмін даними між пристроями також можливий тільки через провідний вузол. Типова діаграма сигналів на шині мережі 1-Wire приведена на рис.1
Мережевий протокол 1-Wire заснований на рівнях сигналів, сумісних з логічними рівнями КМОП / ТТЛ - логіки, де напруга що не перевищує 0,8 В відповідає логічному нулю, а напругу не менше 2,2 В - логічній одиниці. Допустима напруга живлення повинно знаходитися в діапазоні від 2,8 до 6 В. Як ведучий, так і ведений вузли мають двонаправлені шинні формувачі, але в кожен момент часу передача може йти тільки в одному напрямку. Іншими словами, в мережі 1-Wire дані передаються в напівдуплексному режимі; протокол передачі - послідовний бітовий. Для передачі сигналів в мережі 1-Wire рекомендується використовувати неекрановану виту пару 5 категорії.
Фізичний рівень протоколу передачі даних заснований на широтно-імпульсної маніпуляції. У відсутності сигналу ведучий вузол підтримує на шині рівень напруги 5 В, що забезпечує харчування ведених вузлів мережі. Логічна одиниця передається негативним імпульсом тривалістю не більше 15 мкс, логічний нуль - імпульсом тривалістю не менше 60 мкс. Канал передачі синхроімпульсів не потрібно, тому що кожен пристрій має вбудований генератор, синхронізований кожним негативним фронтом, сформованим ведучим вузлом.
Кожен пристрій для шини 1-Wire має унікальний 48-бітний мережеву адресу, записаний в пропалює при його виготовленні 64-бітному ПЗУ. У ПЗУ також записані 8-бітний код типу пристрою і 8-бітний циклічний контрольний код, сформований за іншими 7 байтах коду
(Http://news.rtcs.ru/html.php/txt/Dallas/ibutton/start.htm?fid=2).
Як показано на рис.1, цикл обміну даними в мережі 1-Wire починається з передачі ведучим вузлом імпульсу скидання, тривалістю не менше 480 мкс. У відповідь на цей імпульс кожен пристрій, підключений до мережі, виробляє скидання своїх внутрішніх ланцюгів і передає імпульс підтвердження (presence pulse). Виявивши цей імпульс, провідний вузол передає 8-бітний код команди адресації (ROM function) і мережеву адресу обраного пристрою. Всі пристрої, адреса яких не збігся з переданим, логічно відключаються від мережі. Вибраного пристрою передається код операції обміну даними (Memory function) і дані для запису або послідовність логічних одиниць необхідної довжини, якщо потрібно прочитати дані з пристрою. Після закінчення операції провідний вузол генерує новий імпульс скидання і починається новий цикл обміну.
Як було зазначено вище, ведені вузли мережі отримують живлення безпосередньо від лінії передачі даних. З цієї точки зору кожне мережеве пристрій може бути представле