Как это работает?

1-wire это интерфейс, позволяющий строить сети из устройств с топологией общая шина, один ведущий – много ведомых. Каждое устройство имеет свой собственный уникальный 64-битный адрес. Для двухсторонней передачи сигналов, несмотря на название, используется два провода: один общий\земля, а второй для питания и передачи данных. В этом и состоит особенность этой сети, что для питания и данных используется один проводник, хотя в некоторых устройствах опционально присутствует третий вывод для подключения внешнего питания.

По иронии судьбы большое распространение в россии получили самые простые устройства ds1990a, которые используются как ключи от домофонов, дверей, иногда сигнализаций. Это самая простая микросхема-метка, которая содержит только уникальный 64-битный адрес и умеет отвечать всего на пару команд (собственно отзываться на этот адрес). В таком же корпусе, имеющем название iButton существуют и более сложные микросхемы, например термохрон – это микросхема которая умеет мерить и запоминать окружающую температуру через заданный интервал времени, потом эти данные можно считать; есть микросхемы флеш-памяти, которые часто используются для хранения ключей; со всем разнообразием кому интересно может ознакомиться на официальном сайте.

Как это работает?

Пока шина свободна, она подтягивается к положительному уровню питания и удерживается в нем. В этот момент все устройства на шине заряжают внутренний конденсатор и получают энергию. Как только мастер хочет обратиться к какому-либо устройству, он опускает шину в ноль на заданный промежуток времени и возвращает её назад, затем ждет ответа – если на шине присутствует хотя бы один ведомый, он обязан ответить кратковременным опусканием же шины в ноль. Далее примерно таким же образом ведущий передаёт адрес, к кому конкретно он хочет обратится, команду и получает какие-либо данные.


Более-менее общие сведения о 1-Wire можно прочитать в википедии, а если вас заинтересовала специфика и подробности протоколов то можно почитать, например, тут.

Про 1-wire написано достаточно много, но в основном о том как применять и общаться с ними на уровне микроконтроллеров, встраивать в устройства, или просто читать данные с помощью PC, как правило одно-два устройства и на небольших расстояниях. Я не хочу повторяться, а планирую рассказать о том, как мы в современных реалиях на предприятии строили большую сеть, которая на текущий момент охватывает три здания, имеет более 300 1-wire устройств, 3 сервера для сбора и обработки данных и работает 24 часа в сутки 7 дней в неделю, розетки 1-wire установлены в помещениях на ряду с телефонными и ethernet практически в каждой комнате и коридорах.

1 – wire-bu topologiyaga ega qurilmalardan tarmoqlarni yaratishga imkon beradigan interfeys umumiy avtobus, bitta etakchi-ko'plab qanot egalari. Har bir qurilma o'ziga xos 64 bitli manzilga ega. Ikki tomonlama signal uzatish uchun, nomiga qaramay, ikkita sim ishlatiladi: biri umumiy / zamin, ikkinchisi quvvat va ma'lumotlarni uzatish uchun. Bu tarmoqning o'ziga xos xususiyati shundaki, quvvat va ma'lumotlar uchun bitta o'tkazgich ishlatiladi, garchi ba'zi qurilmalarda tashqi quvvatni ulash uchun uchinchi chiqish ixtiyoriy ravishda mavjud.

Ajablanarlisi shundaki, Rossiyada eng oddiy ds1990a qurilmalari keng tarqalgan bo'lib, ular interkomlar, eshiklar va ba'zan signallarning kalitlari sifatida ishlatiladi. Bu faqat noyob 64 bitli manzilni o'z ichiga olgan va faqat bir nechta buyruqlarga javob bera oladigan (aslida ushbu manzilga javob beradigan) eng oddiy chip yorlig'i. IButton deb nomlangan bir xil holatda yanada murakkab mikrosxemalar mavjud, masalan, termokron-bu ma'lum vaqt oralig'ida atrofdagi haroratni o'lchashi va eslab qolishi mumkin bo'lgan mikrosxemadir, keyin bu ma'lumotlarni hisoblash mumkin; kalitlarni saqlash uchun tez-tez ishlatiladigan flesh-xotira chiplari mavjud; rasmiy veb-saytda qiziqqan har bir kishi bilan tanishish mumkin.
Bu qanday ishlaydi?
Shinalar bo'sh bo'lsa-da, u ijobiy quvvat darajasiga tortiladi va unda ushlab turiladi. Shu nuqtada, avtobusdagi barcha qurilmalar ichki kondansatkichni zaryad qiladi va energiya oladi. Sehrgar biron bir qurilmaga murojaat qilmoqchi bo'lganida, u ma'lum vaqt davomida shinani nolga tushiradi va uni orqaga qaytaradi, keyin javobni kutadi – agar shinada kamida bitta qul bo'lsa, u qisqa vaqt ichida shinani nolga tushirishga javob berishi kerak. Bundan tashqari, xuddi shu tarzda, Taqdimotchi aniq murojaat qilmoqchi bo'lgan manzilni, buyruqni uzatadi va har qanday ma'lumotlarni oladi.

1-Wire haqida ko'proq yoki kamroq umumiy ma'lumotni Vikipediyada o'qish mumkin va agar siz protokollarning o'ziga xos xususiyatlari va tafsilotlari bilan qiziqsangiz, masalan, bu erda o'qishingiz mumkin.
1-wire haqida juda ko'p narsa yozilgan, lekin asosan mikrokontrollerlar darajasida ularni qanday ishlatish va ular bilan aloqa qilish, qurilmalarga joylashtirish yoki shunchaki kompyuter yordamida ma'lumotlarni o'qish, odatda bitta yoki ikkita qurilma va qisqa masofalarda. Men o'zimni takrorlamoqchi emasman, lekin zamonaviy voqelikda biz qanday qilib bugungi kunda uchta binoni qamrab oladigan, 300 dan ortiq 1-simli qurilmalarga ega, ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash uchun 3 ta serverga ega va 24/7 ishlaydi, 1-simli rozetkalarga ega bo'lgan katta tarmoqni qurishni rejalashtirmoqdaman deyarli har bir xonada va koridorda telefon va ethernet bilan jihozlangan xonalarda o'rnatilgan.