一线总线技术方案

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一线总线技术方案
发布时间 2007/4/17 点击 2429 次

沈阳市多值电子技术研究所（沈阳 110032）
摘要：一线总线技术具有广阔的应用前景，本文介绍了应用一线总线的基本方法与思路。
关键词：一线总线  通讯适配器一线指令卡一线组件仪表转换器
               1-wire bus technology  path
Abstract : 1- wire bus technique  possess widely foreground of application . This paper introduced basis method and  blinkered about application 1-wire bus .
Key word :  1- wire bus ; communication adapter ; 1- wire instruction card ; 1 - wire module;  instrument  convertor
一.什么是一线总线？
美国 DALLAS SEMICONDUCTOR设计了一种高分辨率可编程的数字温度传感器，器件从数据线上受电，且因其数字传输部分只用了一条微控制器的接口线，故命名传感器为一线数字温度传感器（1-wire Digltal Thermometer）。
能够与一线数字温度传感器进行通讯的数据线就是最初的一线总线（1-wire bus）。一线总线技术的发展又不断产生新的一线工作方式的组件、仪表，一线总线可以与这些组件、仪表进行通讯而不受限制，这是因为 DALLAS 生产的传感器或数字化器件都是独一无二的，每个器件上都有一个唯一的数字编码。
一线总线是众多现场总线中极具竞争力的一种。它具备能与计算机进行数字通讯、总线负载量大、布线简炼、精度高、性能稳定、价格便宜等多方面优点，是工业现场系统设计的高级境界。
一线总线的真正优势在于：作为信号源，无须考虑如何解决通讯协议问题；在绝大多数场合，不用考虑总线上连接的传感器数量；在大多数场合甚至不需另外提供电源。一线总线的发展对于目前各种总线之间的通讯协议壁垒已构成强烈的冲击，它的最大好处就是让用户更方便。

二.仪表系统与一线总线
传统仪表要实现数字化通讯会增加很多成本，对于原来的仪表还要做很大的改动，这是仪表实现数字化通讯的严重障碍。应用一线总线技术会使增加的成本达到最小，除了在有标准输出信号的仪表上接入一线仪表转换器，仪表本身不要再做任何其它改动，就可以将传统仪表转换成一线总线仪表。
对于许多原来为了输出标准信号设计的仪表电路还可以进行简化、改进，可以从传感器上获取信号，直接进入数字化而不用经过转换成标准信号提供给转换器，从而降低了成本。
一线转换器可以直接安装在热电偶、热电阻或其它仪表的接线盒里，所有一线总线仪表都可以在一线总线数据采集通用软件上被识别，并读回数据。特殊仪表的信号处理也可以根据要求在软件上实现。这样，就可以使压力变送器、流量计等通用仪表都可以应用一线总线技术。
一线总线技术应用的推广，在很大程度上依赖于软件的适应性。一线总线数据采集通用软件本身具有很丰富的实用功能，打印、帮助、生成记录文件、修改、设定参数、历史曲线、列表、登记、删除、报警等。开发一线总线技术的软件除了要对测量数据进行读取、分类、补偿并赋予系统要求的各项基本功能外，还需要同各种软件交换数据。
一线指令卡的推出将对一线总线技术的推广产生重要的作用。计算机、PLC及自行开发的单片机仪表装置等与一线总线进行数据交换时总要有相应的软件支持，实际上很难做成这样一种适合所有设备使用的软件，一线指令卡实现了这样一种转换的作用：以标准的485/CAN通讯与上述设备进行对话，用户仅通过4条简单指令对一线指令卡操作，一线指令卡从通讯口获得命令，执行命令所指定的对一线总线上组件的接收和发送的任务。
三.技术方案
仪表——传感器
从一线总线巡检仪上读取一线总线上传感器数据是一种最简单、经济的方案。一线总线巡检仪是指对一线温度、湿度传感器和经一线转换器转换过的任何变送器参数进行巡检的仪表。也就是说，一般的自动化仪表经简单的改进后都可以用一线总线方式工作！
美国 DALLAS SEMICONDUCTOR提供了比较丰富的系列应用器件，我们可以把种种信号制式的仪表先转换成为一线组件，还可以对一些非线性的电压、电流、频率等信号进行转换，并完成补偿修正，转换的目的就是信号的数字化传输。
计算机——传感器
一线总线数字化通讯省去了大量的信号线，一线传感器信号可以直接送达计算机。采用传感器——计算机方式对一些用户提供一种很简便、实用的方案，计算机接上一线通讯适配器就可以直接读取一线总线上传感器数据和各种模拟量、开关量数据，并进行处理。
计算机——巡检仪——传感器
在很多场合，既要现场的参数显示，又需要控制室里对系统状态的监测，这时可以在现场选用巡检仪读取一线总线上的数据，然后由巡检仪向计算机传送现场数据。对于系统分布广、负载量大的情况这是一种很合理的方案，这种方案有利于解决传输过程中速度提高、距离增加、安全防护等方面问题。
计算机——指令卡——一线组件
    无论怎样的计算机系统都是对输入、输出数据处理的系统，让计算机连接指令卡，得到了一种最简单的实现输入、输出数据的工具。各种各样一线总线相关的复杂数据交给指令卡去采集、发送，计算机一側可以不关心什么是一线总线！由指令卡专门处理一线总线相关的问题，指令卡又具有很好的普适性，可以与各种设备上的通讯口连接，使得不同的计算机设备都可以局部或整体应用一线总线技术，只要正确选择一线组件，就可以完成全部系统要求。我们可以看见一条清晰的思路：各种一线组件可以构成一种归一（一线总线）的信号序列；一线指令卡可以完成各种不同类型信号的数字转换、数据处理、数据传输；这样计算机就能直接使用数据了。
一线总线技术还在不断改进，不断推出新的器件、仪表，在传输距离、传输速度方面还有待于提高，并且可以利用其它总线的技术进行补充，但是在大多数现场，一线总线是简单、经济、实用的。
[来源：来宝网]

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