幾年前，用個人電腦(Personal computer，PC)實現(xiàn)家電自動化是一件令人望而卻步的事——它要求配置中斷請求(Interrupt Request，IRQ)、向PC 機添加額外的控制卡，以及對跳線組態(tài)進行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置。每當(dāng)在家電網(wǎng)絡(luò)上添加/ 刪除某個設(shè)備或家電時，都需要重復(fù)這種冗長乏味的過程。
近來，通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)的使用，為家電自動化引入了一種更為簡單的實現(xiàn)途徑。采用稱為“即插即用”(plug-n-play)的簡單操作，當(dāng)家電插入PC 上的USB 端口，就會與PC 交換USB 家電參數(shù)，從而消除了對家電接口進行設(shè)置的繁瑣工作。根據(jù)經(jīng)由USB 端口傳送至PC 的家電描述符，自動把家電配置為“就緒”狀態(tài)。此外，在家電網(wǎng)絡(luò)上添加或刪除新家電，只要將它們簡單地插拔即可。
圖1
本文介紹了建立在USB 基礎(chǔ)之上的、創(chuàng)新的家電自動化應(yīng)用，包括USB 自動洗衣機、烘干機、咖啡機、安保系統(tǒng)以及家電控制臺，如圖1 所示。此外，本文還以基于USB 的照明控制為例，講解了基于USB 的家電自動化的基礎(chǔ)知識。最后，本文比較了USB 和其他用于家電自動化的主流無線技術(shù)(如，ZigBee. 通信協(xié)議和Bluetooth. 無線通信協(xié)議等)的異同。
幾年前，用個人電腦(Personal computer，PC)實現(xiàn)家電自動化是一件令人望而卻步的事——它要求配置中斷請求(Interrupt Request，IRQ)、向PC 機添加額外的控制卡，以及對跳線組態(tài)進行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置。每當(dāng)在家電網(wǎng)絡(luò)上添加/ 刪除某個設(shè)備或家電時，都需要重復(fù)這種冗長乏味的過程。
近來，通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)的使用，為家電自動化引入了一種更為簡單的實現(xiàn)途徑。采用稱為“即插即用”(plug-n-play)的簡單操作，當(dāng)家電插入PC 上的USB 端口，就會與PC 交換USB 家電參數(shù)，從而消除了對家電接口進行設(shè)置的繁瑣工作。根據(jù)經(jīng)由USB 端口傳送至PC 的家電描述符，自動把家電配置為“就緒”狀態(tài)。此外，在家電網(wǎng)絡(luò)上添加或刪除新家電，只要將它們簡單地插拔即可。
本文介紹了建立在USB 基礎(chǔ)之上的、創(chuàng)新的家電自動化應(yīng)用，包括USB 自動洗衣機、烘干機、咖啡機、安保系統(tǒng)以及家電控制臺，如圖1 所示。此外，本文還以基于USB 的照明控制為例，講解了基于USB 的家電自動化的基礎(chǔ)知識。最后，本文比較了USB 和其他用于家電自動化的主流無線技術(shù)(如，ZigBee. 通信協(xié)議和Bluetooth. 無線通信協(xié)議等)的異同。
USB總線架構(gòu)
USB 是每條總線支持一個主機的一種主機控制架構(gòu)。大部分的PC 上都有多個USB 主機。設(shè)備能用集線器以菊花鏈方式連接到主機上。多個集線器能夠以菊花鏈方式連接起來，支持多達127 個不同設(shè)備，每個菊花鏈段長度不能超過五英尺。
這種菊花鏈?zhǔn)竭B接，形成了稱為層式星狀(tiered star)的拓撲結(jié)構(gòu)， 它與 10-Base T 以太網(wǎng)類似。與以太網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)相比，USB 有一些優(yōu)點，因為USB 集線器能為連接在其上的設(shè)備供電，并在發(fā)生過流現(xiàn)象時關(guān)閉設(shè)備。USB 集線器還能適當(dāng)過濾主機和設(shè)備間的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)低速(LS)、全速(FS)和高速(HS)設(shè)備的無縫集成。
USB 是即插即用型協(xié)議，能動態(tài)加載和卸載USB 驅(qū)動程序。要加載USB 驅(qū)動程序，必須有USB 提供商標(biāo)識符(VID)和產(chǎn)品標(biāo)識符(PID)。這兩個標(biāo)識信息記錄在USB 設(shè)備的設(shè)備描述符中。
VID 用來識別USB 總線的制造商。通常，VID 由名為“通用串行總線開發(fā)者論壇”(USB Implementers’ Forum，USB-IF，www.usb.org)組織分配。申請者需要支付注冊VID 費用。
與VID 類似， PID 是一個16 位數(shù)字。PID 標(biāo)識的是產(chǎn)品。設(shè)備制造商提供PID 號。不同于VID，對于PID 來說，USB-IF 對其沒有任何管理上的限制。
