автоматизированная система учёта всех видов энергоресурсов

.

 

Описанная в автоматизированная система учёта всех видов энергоресурсов (газ, электроэнергия, холодная и горячая вода, тепло), потребляемых квартирами многоквартирного дома, выгодно отличается от известных по двум основным причинам: во-первых, позволяет очень дешёвым способом измерять расход тепловой энергии (патент России № 21380219) в квартирах независимо от разводки труб отопления и, во-вторых, обладает невысокой стоимостью. Учёт любого из регистрируемых параметров может производиться по многотарифной системе при использовании обычных однотарифных приборов.

Однако система не отвечает требованиям, предъявляемым по пунктам «в», «г», «д».

Так, несмотря на невысокую стоимость комплектации КПУ, его изготовление, а особенно настройка требует значительных затрат, это связано с настройкой каналов измерения температуры. Кабельная сеть, расположенная в квартире, требует больших затрат на монтаж, например, одного 4-парного кабеля хватает только на 2 батареи, если они имеют разную площадь нагрева.

Для реализации требований, предъявляемых к автоматизированным системам, предлагается избавиться от микропроцессоров в квартирных приборах и построить систему как однородную сеть однотипных элементов. Такая система может быть создана на основе технологии MicroLAN, разработанной фирмой DallasSemiconductorInc. К настоящему времени разработана широкая гамма элементов систем сбора данных: счётчиков, датчиков температуры, электронных ключей и т.п. с интерфейсом 1-Wire.

Сеть передачи данных 1-WireNet, известная также как MicroLAN, — дешёвая система обмена данными между ПК или промышленным контроллером и сетевыми устройствами 1-Wire. Только один узел сети является ведущим, все остальные – ведомые. Все узлы подключены к общей шине, образуемой витой неэкранированной парой. Ведущий узел подключается к шине через транзистор с открытым коллектором. Коллекторное сопротивление соединяет шину с источником постоянного напряжения – 5 В. система, основанная на сети 1-Wire, состоит из трёх основных элементов: контроллера сети, соединительных проводов и устройств, разработанных для работы в среде 1-Wire. Одно из главных достоинств представленной сети – простота управления. Никакое сетевое устройство не может передавать данные, пока к нему не поступит запрос от ведущего узла. Обмен данными между устройствами также возможен только через ведущий узел. Типичная диаграмма сигналов на шине сети 1-Wire приведена на рис. 1.

Сетевой протокол 1-Wire основан на уровнях сигналов, совместимых с логическими уровнями КМОП/ТТЛ – логики, где напряжение, не превышающее 0,8 В, соответствует логическому нулю, а напряжение не меньше 2,2 В – логической единице. Допустимое напряжение питания должно находиться в диапазоне от 2,8 до 6 В. как ведущий, так и ведомый узлы имеют двунаправленные шинные формирователи, но в каждый момент времени передача может идти только в одном направлении. Другими словами, в сети 1-Wire данные передаются в полудуплексном режиме; протокол передачи последовательный битовый. Для передачи сигналов в сети 1-Wire рекомендуется использовать неэкранированную витую пару 5 категории.

Физический уровень протокола передачи данных основан на широтно-импульсной манипуляции. В отсутствие сигнала ведущий узел поддерживает на шине уровень напряжения 5 В, что обеспечивает питание ведомых узлов сети. Логическая единица передаётся отрицательным импульсом длительностью не более 15 мкс, логический нуль – импульсом длительностью не менее 60 мкс. Канал передачи синхроимпульсов не требуется, т.к. каждое устройство имеет встроенный генератор, синхронизируемый каждым отрицательным фронтом, сформированным ведущим узлом.

Каждое устройство имеет уникальный 48-битный сетевой адрес, записаннный в прожигаемом при его изготовлении 64-битном ПЗУ. В ПЗУ также записаны 8-битный код типа устройства и 8-битный циклический контрольный код, сформированный по остальным 7 байтам кода.

Как показано на рис. 1, цикл обмена данными в сети 1-Wire начинается с передачи ведущим узлом импульса сброса длительностью не менее 480 мкс. В ответ на этот импульс каждое устройство, подключённое к сети, производит сброс своих внутренних цепей и передаёт импульс подтверждения (presencepulse). Обнаружив этот импульс, ведущий импульс передаёт 8-битный код команды адресации (ROMfunction) и  сетевой адрес выбираемого устройства. Все устройства, адрес которых не совпал с переданным, логически отключаются от сети. Выбранному устройству передаётся код операции обмена данными (Memoryfunction) и данные для записи или последовательность логических единиц необходимой длины, если нужно прочитать данные из устройства. По окончании операции ведущий узел генерирует новый импульс сброса и начинается новый цикл обмена.

Ссылка на основную публикацию