使用有线物联网标准的LED,可以更加省电-第 3部分
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第3部分我们应该增加一个识别号来和别的品牌进行区别。然后使用通讯线路进行控制。
图 6 中灯泡内部的 EEPROM 包含表征灯泡的数据——制造商、型号、序列号、所需电流、无损坏的最大电流、物理光束宽度等。这与插座之间的接口值得进一步考虑。一个示例电路是插座在灯泡上施加 3.3 V 电压,灯泡检测到 2.0 V 和 4.0 V 之间的电压,然后通过对逻辑 0 施加 ≤0.1 mA 负载和对逻辑 1 施加 1 mA 负载来传输 EEPROM 位。
图 7显示了 12 VDC 低±功率和±数据被路由到树形拓扑网络中的节点。这种拓扑结构不同于许多传统网络,这些网络沿一根电缆使用受控阻抗,每一端都有一个终结器,例如以太网和 CANbus。连接建筑物中设备的电工最终得到一棵树。例如,如果图 7 涉及房屋 110 VAC 接线,则红点将是地下室的保险丝盒,绿点将是整个房屋的电箱。。
图 8 中所示的节点包括灯插座(在天花板上)、用户界面开/关/调光开关(在墙上)、温度传感器和在不使用时在窗户上滚动热毯的电机。
如果您想要 99.999% 的可靠性、设备电源和处理器在不使用时休眠;那么你需要电线。在我们提出的系统中,处理器休眠直到±数据线摆动。我们选择 12 VDC 是因为我们可以用 0.10 美元的 SOT23 线性稳压器为微处理器构建电源。根据设计,我们可以在电源上设置 12 V ±0.5 V,并将 9.0 V 至 12.5 V 施加到每个节点。该系统类似于R&D Initiative 中描述的提议的四线标准,旨在解决能源和气候问题。
例如, 0.70 美元的 XMC1302 处理器(图 9)包括数字 I/O、温度传感器、PWM 控制、LED调光器控制和多个 A/D 模拟输入通道——所有这些都在一个 TSSOP16 封装中。随后,我们可以轻松地将温度测量、灯泡亮度测量、室内光线水平测量、开/关控制和调光器控制添加到灯座,而不会产生大量成本。
提议的新电气信号标准:RS486
在我们提出的系统中,±数据线并行连接多个设备,设备双向通信,设备相互通信或向所有其他设备广播。这类似于成熟的 RS485 标准,但我们提出的系统不同。我们暂时称它为“RS486”(一个新名称)。RS485 通常以 15 纳秒的上升/下降时间(尽管几十毫安)驱动控制良好的阻抗(即在每一端终止的单根电缆)。另一方面,我们提出的 RS486 的带宽受限,上升时间为 15 微秒,与电缆电容无关(慢 1000 倍)。这意味着它很慢(10 kbits/sec),它不会在给定阻抗未知的电缆(例如 0 到 1000 英尺的树形布线,没有端接)的情况下振铃,它消耗的功率很小,成本低(由于低毫安),并且很容易防止对高压短路。世界需要一个新的电气信号标准。世界需要 RS486。此外,处理器之间需要一个标准的通信协议来相互通信。
每个节点都是一个小型 PCB(例如 1×2 英寸,25×50 厘米),带有 2 到 3 美元的电子设备,用于将提议的总线连接到灯插座、开关、电机和传感器。由于它与更高的电压位于同一位置,我们可能希望防止意外短路到 110/220VAC 电源(图 10)