1-Wire (англ. один провод) — зарегистрированная торговая марка корпорации Dallas Semiconductor для системотехники шины устройств связи Dallas Semiconductor, которая обеспечивает низкоскоростной интерфейс для данных (обычно 15,4 Кбит/с, максимум 125 Кбит/с в режиме overdrive), данные и питание одним сигналом; хотя и использует два провода - один для заземления, а второй для питания и данных. В некоторых устройствах используется также дополнительный провод питания.

Обычно используется для того, чтобы связываться с небольшими недорогими устройствами, такими как, например, цифровые термометры и измерители параметров внешней среды. Сеть устройств 1-Wire со связанным основным устройством названа «MicroLan», это торговая марка Dallas. Естественно, топология этой сети — общая шина.

Достоинства

Одна из привлекательных характеристик шины — тот факт, что для связи с устройством необходимо лишь два провода: на данные и заземление. Для этого интегральная схема включает конденсатор ёмкостью 800 пФ для питания от линии данных (так называемое питание от паразитного источника).

Другая привлекательная характеристика шины — большое (до 300 метров) расстояние передачи, а также изменяемость конфигурации любой сети 1-Wire в процессе её работы.

Реализация

Устройства 1-Wire также находятся на печатной плате вместе с устройством управления 1-Wire или без него. Иногда оно предназначено лишь для поддержки устройства 1-Wire, но в многих коммерческих приложениях устройство 1-Wire — просто один из чипов, создающих нужное решение. Оно иногда присутствуют, например, в аккумуляторных батареях ноутбуков и сотовых телефонов.

Некоторые лабораторные системы и другие системы сбора данных и управляющие системы подключают к устройствам 1-Wire, используя шнуры с модульными разъёмами или с кабелем CAT-5, с устройствами, установленными в разъём, включёнными в небольшую печатную плату, или присоединёнными к исследуемому объекту. В таких системах популярен разъём RJ11 (6P2C или модульные разъёмы 6P4C, обычно используемые для телефонов).

Системы датчиков и приводов могут быть связаны компонентами 1-Wire, каждый из которых включает в себя всё необходимое для функционирования шины 1-Wire. В качестве примера можно привести термометрию, таймеры, датчики напряжений и токов, контролирование батарей, и память. Они могут быть подключены к ПК при помощи преобразователей шины. Последовательные интерфейсы USB, RS-232, и параллельный интерфейс (LPT) являются популярными решениями для соединения MicroLan с ПК. MicroLan также является интерфейсом для микроконтроллеров, таких как Arduino, Parallax BASIC Stamp и семейство Microchip PIC.

iButton

Некоторые устройства доступны в небольших корпусах (MicroCAN), которые выглядят как небольшие конденсаторы или батареи часов, в таких упаковках они называются iButton.

iButton (также известна под названиями Dallas Key, Touch Memory) — стандарт механической упаковки, в котором компонент 1-Wire размещается внутри небольшой "таблетки" из нержавеющей стали, по форме похожей на диск батарейки. iButton подключается к системам шины 1-Wire посредством розеток с контактами, которые касаются "крышки" и "дна" таблетки. Соединение может быть лёгким, по сравнению со сканированием отпечатка большого пальца. Кроме того, связь может быть полупостоянной с другим типом разъёма; iButton легко вставляется в него и может быть легко удалён.

Применение

Идентификация личности

Каждая микросхема 1-Wire имеет уникальный номер. Это позволяет использовать устройства iButton в качестве простых идентификаторов личности, например в системах контроля и управления доступом (СКУД). В этом качестве они успешно конкурируют с бесконтактными карточками, использующими технологию RFID.

Имеются устройства iButton с поддержкой криптографии, что позволяет создавать на их основе защищенные хранилища небольших объемов данных или средства сильной аутентификации. Такие устройства могут конкурировать со смарткартами в некоторых применениях.

Удалённые датчики физических величин

Устройства 1-Wire очень удобны для измерений. Не требуется отдельного питания, возможно подключить по одному проводу целую гирлянду разнообразных датчиков. Система таких датчиков легко контролируется на предмет аварий. Записи о калибровках могут храниться прямо в датчиках.

Измерение температуры - одно из самых массовых применений 1-Wire устройств. В сельском хозяйстве применяется для многоточечного контроля температуры в теплицах, ульях, элеваторах, инкубаторах, овощехранилищах. Популярны домашние метеостанции, подключаемые по этому интерфейсу.

Маркировка оборудования

Микросхемы 1-Wire популярны для маркировки и хранения параметров дополнительного оборудования к установкам. Например, медицинские и лабораторные приборы, использующие в работе множество различных сменных головок и датчиков, снабжаются микросхемой. При подключении прибор сразу распознаёт сменную головку и корректно устанавливает режим работы. Аналогично может контролироваться наработка узлов с ограниченным ресурсом.

Другие применения

Существуют решения iButton для защиты недвижимости, для систем обнаружения проникновения и другое использования. Есть также системы для отпирания в менее очевидных областях безопасности. Например, iButton может быть использован для аутентификации пользователей компьютерных систем (аппаратный ключ в системах защиты информации), или в системе табельных часов.

Примечания

Ссылки

• Описание протокола iButton (1-Wire) на русском языке
• протокол 1-Wire, iButton и Arduino
• эмуляция ведомого устройства с помощью Arduino
• Подключение устройств с протоколом 1-wire к ПК через UART интерфейс (практический пример)