电子产品世界

◆ 主机为复合设备接口分配驱动程序。
◆ 如果集线器检测到有过流现象，或者主机要求集线器关闭电源，则USB总线切断设备供电电源。在这种情况下，设备与主机无法通信，但设备处于连接状态。
◆ 如果在3毫秒内设备在总线上未见任何动作，则它将进入挂起状态，在挂起状态设备消耗的总线电能最少。
USB协议层
控制传输使主机和设备之间可以交换设备配置信息和其他控制信息。控制传输在低速和全速传输运行时占用10%的带宽，在高速运行时占用20%的带宽。控制传输由设置阶段、可选的数据阶段和状态阶段组成，下面详细描述每个阶段的包。
◆ 标记包。USB中所有事务都是由主机（PC）来完成的。IN表示数据被读入PC，OUT表示数据由主机送出至设备，如图6所示。
◆ 数据包（可选）。USB主机有两个数据包——DATA0和DATA1。每一个包的容量为1024字节。
◆ 状态包。在诸如应答（ACK）、否定应答（NACK）以及停止（Stall）等事务中，状态包用来跟踪USB状态。
◆ 帧起始包（SOF）。每一毫秒，USB主机都将发送一帧SOF，每帧有11位数据。

基于USB的家电网络

　　在基于USB的家电网络中，可以以菊花链式连接6个USB集线器，为多达127台家电设备提供接口。所有的集线器能安放在一个集线盒中，集线盒则通过控制电缆连接到设备上。这也可以由带USB端口、运行Windows OS的单板机进行控制，最终将为家中每个房间配备一个家电控制台。

　　通过USB自动化，您在与朋友聊天的同时，可以通过PC控制洗衣机的运行时间、衣服类型、清洗剂类型以及水温等。您也可以为每项任务添加音频特征，这样当每项任务完成时，您可以在某个特定的地方（卧室、客厅、游泳池或厨房等）收到音频提示。此外，烘干机可以通过USB自动接收指令，从洗衣机处装入衣服，设置烘干时间，然后自动计时烘干，在每项任务成功完成后均有音频提示。

　　通过USB自动化，您可以在办公桌上控制咖啡机，不仅仅是煮咖啡，还能检测咖啡壶中还剩多少咖啡，USB自动化甚至可以使您能煮出符合自己口味的咖啡。USB还可以使您看到冰箱内部的情况，设置特定的触发开关来检测剩余的牛奶、饮料、奶酪以及蔬菜量。根据这些信息，当您计划去商场时，可以从PC中快速汇总食品采购清单。照明自动化是居家的基本需求。通过USB自动化，能够检查全屋的照明情况，并通过PC对其进行控制。

　　USB与温度传感器配合使用，能够自动控制房屋某处电风扇和空调的运行。这样，可以使不同的房间或“区域”保持不同的温度，以便节能。此外，电风扇和空调可以自动地分担制冷负荷。而在家庭安保方面，使用USB自动化，可以通过PC控制门锁、查看门锁状态，在卧室就可以关闭或打开房门。

　　此外，USB自动可视门铃能用于防止入侵者进入房屋。USB自动化也使您能通过PC打开和关闭窗户及窗帘。家电USB自动化的潜力是无穷的，采用现代技术，USB自动化就是把家电或设备与PC上USB端口连接，如图7所示。

超宽带USB的优点

　　超宽带（Ultra Wide Band，UWB）USB也称为“无线USB”，它是一种短距离无线通信的推荐标准，有望在不久的将来取代蓝牙技术。蓝牙是目前短距离无线连接的行业标准，但由于蓝牙与Wi-Fi（802.11g标准）使用相同的频段，因此可能存在干扰问题。

　　另外，UWB使用3.1～10.6GHz的频段，它的每个无线电信道均超过500MHz，美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission，FCC）对其有严格的传送功率限制。UWB使用了极宽的频段，同时发射功率较小，以便窄带设备能够检测到信号，因此，UWB能与其他的无线通信协议（如Wi-Fi）共存。

　　本文讨论了基于USB的家电自动化，文中说明了来自Microchip的8位PIC单片机不仅能用于交流家电的控制，也完全可以用于解决数据记录、用于需要类似音频视流那样的实时应用。基于USB的家电自动化具有无限的空间，预计采用USB控制的家电产品将迅速发展。无线USB的标准化，将促进基于USB的家电自动化，实现高带宽、低干扰的无线连接。

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关键词： USB 家电 自动化设计