基于USB的家電自動化設計
加入技術(shù)交流群
◆ 主機為復合設備接口分配驅(qū)動程序。
◆ 如果集線器檢測到有過流現(xiàn)象，或者主機要求集線器關(guān)閉電源，則USB總線切斷設備供電電源。在這種情況下，設備與主機無法通信，但設備處于連接狀態(tài)。
◆ 如果在3毫秒內(nèi)設備在總線上未見任何動作，則它將進入掛起狀態(tài)，在掛起狀態(tài)設備消耗的總線電能最少。
USB協(xié)議層
控制傳輸使主機和設備之間可以交換設備配置信息和其他控制信息。控制傳輸在低速和全速傳輸運行時占用10%的帶寬，在高速運行時占用20%的帶寬?？刂苽鬏斢稍O置階段、可選的數(shù)據(jù)階段和狀態(tài)階段組成，下面詳細描述每個階段的包。
◆ 標記包。USB中所有事務都是由主機（PC）來完成的。IN表示數(shù)據(jù)被讀入PC，OUT表示數(shù)據(jù)由主機送出至設備，如圖6所示。
◆ 數(shù)據(jù)包（可選）。USB主機有兩個數(shù)據(jù)包——DATA0和DATA1。每一個包的容量為1024字節(jié)。
◆ 狀態(tài)包。在諸如應答（ACK）、否定應答（NACK）以及停止（Stall）等事務中，狀態(tài)包用來跟蹤USB狀態(tài)。
◆ 幀起始包（SOF）。每一毫秒，USB主機都將發(fā)送一幀SOF，每幀有11位數(shù)據(jù)。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/202508.htm
基于USB的家電網(wǎng)絡
在基于USB的家電網(wǎng)絡中，可以以菊花鏈式連接6個USB集線器，為多達127臺家電設備提供接口。所有的集線器能安放在一個集線盒中，集線盒則通過控制電纜連接到設備上。這也可以由帶USB端口、運行Windows OS的單板機進行控制，最終將為家中每個房間配備一個家電控制臺。
通過USB自動化，您在與朋友聊天的同時，可以通過PC控制洗衣機的運行時間、衣服類型、清洗劑類型以及水溫等。您也可以為每項任務添加音頻特征，這樣當每項任務完成時，您可以在某個特定的地方（臥室、客廳、游泳池或廚房等）收到音頻提示。此外，烘干機可以通過USB自動接收指令，從洗衣機處裝入衣服，設置烘干時間，然后自動計時烘干，在每項任務成功完成后均有音頻提示。
通過USB自動化，您可以在辦公桌上控制咖啡機，不僅僅是煮咖啡，還能檢測咖啡壺中還剩多少咖啡，USB自動化甚至可以使您能煮出符合自己口味的咖啡。USB還可以使您看到冰箱內(nèi)部的情況，設置特定的觸發(fā)開關(guān)來檢測剩余的牛奶、飲料、奶酪以及蔬菜量。根據(jù)這些信息，當您計劃去商場時，可以從PC中快速匯總食品采購清單。照明自動化是居家的基本需求。通過USB自動化，能夠檢查全屋的照明情況，并通過PC對其進行控制。
USB與溫度傳感器配合使用，能夠自動控制房屋某處電風扇和空調(diào)的運行。這樣，可以使不同的房間或“區(qū)域”保持不同的溫度，以便節(jié)能。此外，電風扇和空調(diào)可以自動地分擔制冷負荷。而在家庭安保方面，使用USB自動化，可以通過PC控制門鎖、查看門鎖狀態(tài)，在臥室就可以關(guān)閉或打開房門。
此外，USB自動可視門鈴能用于防止入侵者進入房屋。USB自動化也使您能通過PC打開和關(guān)閉窗戶及窗簾。家電USB自動化的潛力是無窮的，采用現(xiàn)代技術(shù)，USB自動化就是把家電或設備與PC上USB端口連接，如圖7所示。
超寬帶USB的優(yōu)點
超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）USB也稱為“無線USB”，它是一種短距離無線通信的推薦標準，有望在不久的將來取代藍牙技術(shù)。藍牙是目前短距離無線連接的行業(yè)標準，但由于藍牙與Wi-Fi（802.11g標準）使用相同的頻段，因此可能存在干擾問題。
另外，UWB使用3.1～10.6GHz的頻段，它的每個無線電信道均超過500MHz，美國聯(lián)邦通信委員會（Federal Communications Commission，F(xiàn)CC）對其有嚴格的傳送功率限制。UWB使用了極寬的頻段，同時發(fā)射功率較小，以便窄帶設備能夠檢測到信號，因此，UWB能與其他的無線通信協(xié)議（如Wi-Fi）共存。
本文討論了基于USB的家電自動化，文中說明了來自Microchip的8位PIC單片機不僅能用于交流家電的控制，也完全可以用于解決數(shù)據(jù)記錄、用于需要類似音頻視流那樣的實時應用?；赨SB的家電自動化具有無限的空間，預計采用USB控制的家電產(chǎn)品將迅速發(fā)展。無線USB的標準化，將促進基于USB的家電自動化，實現(xiàn)高帶寬、低干擾的無線連接。
評論