USB的數(shù)據(jù)類(lèi)型與如何實(shí)現(xiàn)家電自動(dòng)化設(shè)計(jì)

USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行總線(xiàn)）的縮寫(xiě)，而其中文簡(jiǎn)稱(chēng)為"通串線(xiàn)，是一個(gè)外部總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。USB技術(shù)的發(fā)展，使得PC和周邊設(shè)備能夠通過(guò)簡(jiǎn)單方式、適度的制造成本將各種數(shù)據(jù)傳輸速度的設(shè)備連接在一起，上述我們提到應(yīng)用，都可以通過(guò)USB總線(xiàn)，作為PC的周邊，在PC的控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。但這種方便的交換方式，一旦離開(kāi)了PC,各設(shè)備間無(wú)法利用USB口進(jìn)行操作，因?yàn)闆](méi)有一個(gè)從設(shè)備能夠充當(dāng)PC一樣的Host.On-The-Go,即OTG技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)在沒(méi)有Host的情況下，實(shí)現(xiàn)從設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送。例如數(shù)碼相機(jī)直接連接到打印機(jī)上，通過(guò)OTG技術(shù)，連接兩臺(tái)設(shè)備見(jiàn)的USB口，將拍出的相片立即打印出來(lái)；也可以將數(shù)碼照相機(jī)中的數(shù)據(jù)，通過(guò)OTG發(fā)送到USB接口的移動(dòng)硬盤(pán)上，野外操作就沒(méi)有必要攜帶價(jià)格昂貴的存儲(chǔ)卡，或者背一個(gè)便攜電腦。

隨著功能豐富的新型半導(dǎo)體器件的高速發(fā)展，同時(shí)其價(jià)格也隨之達(dá)到消費(fèi)者可以承受的水平，我們正在見(jiàn)證一場(chǎng)家電行業(yè)中的自動(dòng)化風(fēng)暴。在這些技術(shù)進(jìn)步中就包括了PC上USB的演化?，F(xiàn)在，我們的日常生活中方方面面都會(huì)用到PC機(jī)。我們與周?chē)h(huán)境的互動(dòng)，很大程度上是通過(guò)PC機(jī)進(jìn)行控制的。

此外，從PC的角度看，USB使外圍設(shè)備初始化方面發(fā)生了巨大的變化，不再需要用戶(hù)與PC機(jī)進(jìn)行交互或關(guān)注PC機(jī)。USB協(xié)議非常智能，它能自動(dòng)檢測(cè)并驅(qū)動(dòng)多達(dá)127個(gè)連接在其總線(xiàn)上的設(shè)備?？梢灶A(yù)見(jiàn)，USB將能夠最終控制和驅(qū)動(dòng)絕大部分家電。

由于USB能實(shí)現(xiàn)家電自動(dòng)化，它對(duì)于最終用戶(hù)是有用的，包括USB自動(dòng)洗衣機(jī)、烘干機(jī)、咖啡機(jī)、安保系統(tǒng)以及家電控制臺(tái)，如圖1所示。不僅如此，對(duì)于家電制造商而言，在新產(chǎn)品測(cè)試方面，USB也非常有用。

USB的演化發(fā)展，使得家電的即插即用成為現(xiàn)實(shí)，而這促使了操作系統(tǒng)供應(yīng)商對(duì)標(biāo)準(zhǔn)USB驅(qū)動(dòng)程序提供支持。比如說(shuō)，Microsoft在其Windows操作系統(tǒng)（OS）的各版本中，提供了USB驅(qū)動(dòng)程序支持，支持諸如人機(jī)接口設(shè)備（Human Interface Device,HID）、通信設(shè)備類(lèi)（Communication Device Class,CDC）和大容量存儲(chǔ)設(shè)備（Mass Storage Device,MSD）驅(qū)動(dòng)程序。

USB的另一項(xiàng)重要用途與預(yù)付費(fèi)設(shè)施有關(guān)。比如說(shuō)，自動(dòng)洗衣店可以向客戶(hù)發(fā)行洗衣卡，洗衣卡可以通過(guò)USB端口進(jìn)行讀取，從而通過(guò)USB總線(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行控制。USB總線(xiàn)提供了充足的數(shù)據(jù)率，用于記錄設(shè)施數(shù)據(jù)和記錄家電用電量明細(xì)。對(duì)于具有USB總線(xiàn)的家電而言，這類(lèi)大容量存儲(chǔ)USB特別適用于數(shù)據(jù)記錄與控制。

USB還可以用在家電的安全使用上。例如，父母能夠通過(guò)USB端口對(duì)家電鎖定和解鎖，防止孩子自己開(kāi)啟某些家電。這樣能讓人放心許多，在沒(méi)有監(jiān)護(hù)人的情況下，孩子無(wú)法去操作有潛在危險(xiǎn)的家電。

USB總線(xiàn)架構(gòu)

USB總線(xiàn)：為通用串行總線(xiàn)，USB接口位于PS/2接口和串并口之間，允許外設(shè)在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下熱插拔，最多可串接下來(lái)127個(gè)外設(shè)，傳輸速率可達(dá)480MB/S,P它可以向低壓設(shè)備提供5伏電源，同時(shí)可以減少PC機(jī)I/O接口數(shù)量。通用串行總線(xiàn)USB（universal serial bus）是由Intel、 Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Northern Telecom等7家世界著名的計(jì)算機(jī)和通信公司共同推出的一種新型接口標(biāo)準(zhǔn)。它基于通用連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)外設(shè)的簡(jiǎn)單快速連接，達(dá)到方便用戶(hù)、降低成本、擴(kuò)展PC連接外設(shè)范圍的目的。它可以為外設(shè)提供電源，而不像普通的使用串、并口的設(shè)備需要單獨(dú)的供電系統(tǒng)。另外，快速是USB技術(shù)的突出特點(diǎn)之一，USB的最高傳輸率可達(dá)12Mbps比串口快100倍，比并口快近10倍，而且USB還能支持多媒體。

USB是每條總線(xiàn)支持一個(gè)主機(jī)的一種主機(jī)控制架構(gòu)。大部分的PC上都有多個(gè)USB主機(jī)。設(shè)備能用集線(xiàn)器以菊花鏈方式連接到主機(jī)上。多個(gè)集線(xiàn)器能夠以菊花鏈方式連接起來(lái)，支持多達(dá)127個(gè)不同設(shè)備，每個(gè)菊花鏈段長(zhǎng)度不能超過(guò)五英尺。

這種菊花鏈?zhǔn)竭B接，形成了稱(chēng)為層式星狀（Tiered Star）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它與10-Base T以太網(wǎng)類(lèi)似。與以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，USB有一些優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閁SB集線(xiàn)器能為連接在其上的設(shè)備供電，并在發(fā)生過(guò)流現(xiàn)象時(shí)關(guān)閉設(shè)備。USB集線(xiàn)器還能適當(dāng)過(guò)濾主機(jī)和設(shè)備間的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)低速（LS）、全速（FS）和高速（HS）設(shè)備的無(wú)縫集成。

USB是即插即用型協(xié)議，能動(dòng)態(tài)加載和卸載USB驅(qū)動(dòng)程序。要加載USB驅(qū)動(dòng)程序，必須有USB提供商標(biāo)識(shí)符（VID）和產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符（PID）。

VID用來(lái)識(shí)別USB總線(xiàn)的制造商。通常，VID由名為"通用串行總線(xiàn)開(kāi)發(fā)者論壇"（USB Implementers' Forum,USB-IF,www.usb.org）組織分配，申請(qǐng)者需要支付注冊(cè)VID費(fèi)用。與VID類(lèi)似，PID是一個(gè)16位數(shù)字，PID標(biāo)識(shí)的是產(chǎn)品，設(shè)備制造商提供PID號(hào)。不同于VID,對(duì)于PID來(lái)說(shuō)，USB-IF對(duì)其沒(méi)有任何管理上的限制。

USB的另一個(gè)重要特性是它支持不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)傳輸方式。例如，USB V2.0支持四種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)傳輸：

◆ 控制傳輸方式?？刂苽鬏斣谠O(shè)備插入時(shí)對(duì)其進(jìn)行配置，并能用于其他的設(shè)備特定用途，諸如對(duì)設(shè)備上的其他通道進(jìn)行控制等。

◆ 批量傳輸方式。在數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和使用量相對(duì)較大時(shí)采用批量傳輸方式。

◆ 中斷傳輸方式。中斷傳輸用于及時(shí)且可靠的數(shù)據(jù)傳送。例如，具有人類(lèi)可感知反應(yīng)或反饋?lái)憫?yīng)特征的字符或坐標(biāo)等。

◆ 同步傳輸方式。同步傳輸方式在預(yù)先約定的傳輸延遲時(shí)間占用預(yù)定的USB帶寬，同步傳輸也稱(chēng)為"流實(shí)時(shí)傳輸".

A型USB連接器專(zhuān)用于數(shù)據(jù)下行傳輸，即數(shù)據(jù)從設(shè)備傳輸?shù)街鳈C(jī)，所以，A型連接器位于設(shè)備上。

B型USB連接器專(zhuān)用于數(shù)據(jù)上行傳輸，即數(shù)據(jù)從USB主機(jī)傳輸?shù)皆O(shè)備或從集線(xiàn)器傳輸?shù)皆O(shè)備，B型連接器位于主機(jī)和集線(xiàn)器上，如圖2所示。有時(shí)為了使占用空間更小，可以使用微型USB連接器。

USB設(shè)備通過(guò)拉高D+或D-端線(xiàn)電平來(lái)指示其速度，最高為3.3伏。全速設(shè)備在D+端接一個(gè)上拉電阻表明它是全速設(shè)備，如圖3所示。

如果沒(méi)有上拉電阻，USB就假定總線(xiàn)上沒(méi)有連接任何東西。有些設(shè)備中，上拉電阻是內(nèi)置的，能通過(guò)固件開(kāi)啟和關(guān)閉。另一些設(shè)備則需要外部上拉電阻。在這種情況下，通過(guò)固件進(jìn)行速度控制會(huì)受到限制，并且要求另外對(duì)外部中繼服務(wù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)與編碼。

低速設(shè)備在D-端連接上拉電阻，表明其為低速設(shè)備，如圖4所示。最開(kāi)始，高速設(shè)備被當(dāng)作全速設(shè)備進(jìn)行連接（D+→1.5k至3.3V）。初始連接之后，設(shè)備在復(fù)位時(shí)將發(fā)出高速的啁啾聲，然后與主機(jī)建立高速連接。一旦設(shè)備經(jīng)初始化進(jìn)入高速模式，上拉電阻就被禁用。

USB數(shù)據(jù)流模式

主控制器負(fù)責(zé)主機(jī)和USB設(shè)備間數(shù)據(jù)流的傳輸。這些傳輸數(shù)據(jù)被當(dāng)作連續(xù)的比特流。每個(gè)設(shè)備提供了一個(gè)或多個(gè)可以與客戶(hù)程序通信的接口，每個(gè)接口由0個(gè)或多個(gè)管道組成，它們分別獨(dú)立地在客戶(hù)程序和設(shè)備的特定終端間傳輸數(shù)據(jù)。USBD為主機(jī)軟件的現(xiàn)實(shí)需求建立了接口和管道，當(dāng)提出配置請(qǐng)求時(shí)，主控制器根據(jù)主機(jī)軟件提供的參數(shù)提供服務(wù)。USB支持四種基本的數(shù)據(jù)傳輸模式：控制傳輸，等時(shí)傳輸，中斷傳輸及數(shù)據(jù)塊傳輸。每種傳輸模式應(yīng)用到具有相同名字的終端，則具有不同的性質(zhì)?？刂苽鬏旑?lèi)型，支持外設(shè)與主機(jī)之間的控制，狀態(tài)，配置等信息的傳輸，為外設(shè)與主機(jī)之間提供一個(gè)控制通道。每種外設(shè)都支持控制傳輸類(lèi)型，這樣主機(jī)與外設(shè)之間就可以傳送配置和命令/狀態(tài)信息。

在設(shè)備可以與應(yīng)用進(jìn)行通信前，USB主機(jī)需要了解設(shè)備狀態(tài)并給它分配設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)這一初始信息交換的過(guò)程就叫作枚舉。在枚舉過(guò)程中，根據(jù)USB V2.0規(guī)范的定義，設(shè)備將經(jīng)歷以下設(shè)備狀態(tài)：

◆ 上電狀態(tài)（Powered）

◆ 缺省狀態(tài)（Default）

◆ 地址狀態(tài)（Address）

◆ 配置狀態(tài)（Configured）

另外還有兩個(gè)USB設(shè)備狀態(tài)，"連接狀態(tài)"（Attached）和"掛起狀態(tài)"（Suspended）枚舉過(guò)程的具體細(xì)節(jié)超出了本文的范圍；不過(guò)，在設(shè)備配置中使用的命令與結(jié)構(gòu)是相關(guān)的。描述符是讓USB主機(jī)能獲取設(shè)備信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在枚舉過(guò)程中，主機(jī)請(qǐng)求描述符，從最上層設(shè)備描述符開(kāi)始，一直到最低層端點(diǎn)描述符，順序如圖5所示。

枚舉過(guò)程

下面概述一下USB設(shè)備的枚舉過(guò)程所包含的步驟，并講解設(shè)備在枚舉過(guò)程如何經(jīng)歷從上電到缺省、地址以及配置這幾個(gè)狀態(tài)。

◆ 用戶(hù)將一個(gè)USB設(shè)備插入U(xiǎn)SB端口，主機(jī)為端口供電，設(shè)備此時(shí)處于上電狀態(tài)。

◆ 主機(jī)檢測(cè)設(shè)備。

◆ 集線(xiàn)器使用中斷通道將事件報(bào)告給主機(jī)。

◆ 主機(jī)發(fā)送Get_Port_Status（讀端口狀態(tài)）請(qǐng)求，以獲取更多的設(shè)備信息。

◆ 集線(xiàn)器檢測(cè)設(shè)備是低速運(yùn)行還是高速運(yùn)行，并將此信息送給主機(jī)，這是對(duì)Get_Port_Status請(qǐng)求的響應(yīng)。

◆ 主機(jī)發(fā)送Set_Port_Feature（寫(xiě)端口狀態(tài)）請(qǐng)求給集線(xiàn)器，要求它復(fù)位端口。

◆ 集線(xiàn)器對(duì)設(shè)備復(fù)位。

◆ 主機(jī)使用Chirp K信號(hào)來(lái)了解全速設(shè)備是否支持高速運(yùn)行。

◆ 主機(jī)發(fā)送另一個(gè)Get_Port_Status請(qǐng)求，確定設(shè)備是否已經(jīng)從復(fù)位狀態(tài)退出。

◆ 設(shè)備此時(shí)處于缺省狀態(tài)，且已準(zhǔn)備好在零端點(diǎn)通過(guò)缺省通道響應(yīng)主機(jī)控制傳輸。缺省地址為00h,設(shè)備能從總線(xiàn)獲取高達(dá)100mA的電流。

◆ 主機(jī)發(fā)送Get_Descriptor（讀設(shè)備描述符）報(bào)文，以便確定最大數(shù)據(jù)包大小。設(shè)備描述符的八個(gè)字節(jié)是bMaxPacketSize.

◆ 通過(guò)發(fā)送Set_Address（寫(xiě)地址）請(qǐng)求，主機(jī)分配地址，設(shè)備此時(shí)處于地址狀態(tài)。

◆ 主機(jī)發(fā)送Get_Descriptor報(bào)文，以獲取更多的設(shè)備信息。主機(jī)通過(guò)發(fā)送描述符響應(yīng)設(shè)備請(qǐng)求，隨后發(fā)送全部的次級(jí)描述符。

◆ 主機(jī)分配并加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。

◆ 通過(guò)發(fā)送Set_Configuration（寫(xiě)配置）請(qǐng)求，主機(jī)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序選擇一個(gè)有效配置，設(shè)備此時(shí)處于配置狀態(tài)

◆ 主機(jī)為復(fù)合設(shè)備接口分配驅(qū)動(dòng)程序。

◆ 如果集線(xiàn)器檢測(cè)到有過(guò)流現(xiàn)象，或者主機(jī)要求集線(xiàn)器關(guān)閉電源，則USB總線(xiàn)切斷設(shè)備供電電源。在這種情況下，設(shè)備與主機(jī)無(wú)法通信，但設(shè)備處于連接狀態(tài)。

◆ 如果在3毫秒內(nèi)設(shè)備在總線(xiàn)上未見(jiàn)任何動(dòng)作，則它將進(jìn)入掛起狀態(tài)，在掛起狀態(tài)設(shè)備消耗的總線(xiàn)電能最少。

USB協(xié)議層

控制傳輸使主機(jī)和設(shè)備之間可以交換設(shè)備配置信息和其他控制信息?？刂苽鬏斣诘退俸腿賯鬏斶\(yùn)行時(shí)占用10%的帶寬，在高速運(yùn)行時(shí)占用20%的帶寬?？刂苽鬏斢稍O(shè)置階段、可選的數(shù)據(jù)階段和狀態(tài)階段組成，下面詳細(xì)描述每個(gè)階段的包。

◆ 標(biāo)記包。USB中所有事務(wù)都是由主機(jī)（PC）來(lái)完成的。IN表示數(shù)據(jù)被讀入PC,OUT表示數(shù)據(jù)由主機(jī)送出至設(shè)備，如圖6所示。

◆ 數(shù)據(jù)包（可選）。USB主機(jī)有兩個(gè)數(shù)據(jù)包--DATA0和DATA1.每一個(gè)包的容量為1024字節(jié)。

◆ 狀態(tài)包。在諸如應(yīng)答（ACK）、否定應(yīng)答（NACK）以及停止（Stall）等事務(wù)中，狀態(tài)包用來(lái)跟蹤USB狀態(tài)。

◆ 幀起始包（SOF）。每一毫秒，USB主機(jī)都將發(fā)送一幀SOF,每幀有11位數(shù)據(jù)。

基于USB的家電網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)家電是將普通家用電器利用數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及智能控制技術(shù)設(shè)計(jì)改進(jìn)的新型家電產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)家電可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)組成一個(gè)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)這個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)又可以與外部互聯(lián)網(wǎng)相連接?？梢?jiàn)，網(wǎng)絡(luò)家電技術(shù)包括兩個(gè)層面：首先就是家電之間的互連問(wèn)題，也就是使不同家電之間能夠互相識(shí)別，協(xié)同工作。第二個(gè)層面是解決家電網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的通信，使家庭中的家電網(wǎng)絡(luò)真正成為外部網(wǎng)絡(luò)的延伸。要制造出商業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)家電，有許多的技術(shù)問(wèn)題需要解決，這涉及到硬件和軟件兩個(gè)方面。硬件主要要解決傳統(tǒng)家電如何和互聯(lián)網(wǎng)連接。軟件要解決采用哪種方案實(shí)現(xiàn)通訊，也就是采用什么語(yǔ)言的問(wèn)題。建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)家電標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)是擺在家用電器行業(yè)面前的重大課題。目前國(guó)際上有兩家非營(yíng)利性組織開(kāi)展這方面的研究，一家是1999年3月成立的開(kāi)放服務(wù)連接組織（OpenServiceGatewayInitiative,簡(jiǎn)稱(chēng)OSGI組織）、目前有思科、IBM、太陽(yáng)、惠而浦、摩托羅拉、諾基亞等30余家公司參加，主要是為制定家庭網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)；另一家是歐洲的Conver?gence項(xiàng)目，它是由歐洲三大家用和建筑電子協(xié)會(huì)合作推出的共同合作項(xiàng)目，它將結(jié)合各公司的技術(shù)，形成綜合性的全球網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將適用于所有的歐洲家用和商用電器。但不管標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)如何發(fā)展，其必須是具有開(kāi)發(fā)性的才能有前途。

在基于USB的家電網(wǎng)絡(luò)中，可以以菊花鏈?zhǔn)竭B接6個(gè)USB集線(xiàn)器，為多達(dá)127臺(tái)家電設(shè)備提供接口。所有的集線(xiàn)器能安放在一個(gè)集線(xiàn)盒中，集線(xiàn)盒則通過(guò)控制電纜連接到設(shè)備上。這也可以由帶USB端口、運(yùn)行Windows OS的單板機(jī)進(jìn)行控制，最終將為家中每個(gè)房間配備一個(gè)家電控制臺(tái)。

通過(guò)USB自動(dòng)化，您在與朋友聊天的同時(shí)，可以通過(guò)PC控制洗衣機(jī)的運(yùn)行時(shí)間、衣服類(lèi)型、清洗劑類(lèi)型以及水溫等。您也可以為每項(xiàng)任務(wù)添加音頻特征，這樣當(dāng)每項(xiàng)任務(wù)完成時(shí)，您可以在某個(gè)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(jī)可以通過(guò)USB自動(dòng)接收指令，從洗衣機(jī)處裝入衣服，設(shè)置烘干時(shí)間，然后自動(dòng)計(jì)時(shí)烘干，在每項(xiàng)任務(wù)成功完成后均有音頻提示。

通過(guò)USB自動(dòng)化，您可以在辦公桌上控制咖啡機(jī)，不僅僅是煮咖啡，還能檢測(cè)咖啡壺中還剩多少咖啡，USB自動(dòng)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(shè)置特定的觸發(fā)開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)剩余的牛奶、飲料、奶酪以及蔬菜量。根據(jù)這些信息，當(dāng)您計(jì)劃去商場(chǎng)時(shí)，可以從PC中快速匯總食品采購(gòu)清單。照明自動(dòng)化是居家的基本需求。通過(guò)USB自動(dòng)化，能夠檢查全屋的照明情況，并通過(guò)PC對(duì)其進(jìn)行控制。

USB與溫度傳感器配合使用，能夠自動(dòng)控制房屋某處電風(fēng)扇和空調(diào)的運(yùn)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(fēng)扇和空調(diào)可以自動(dòng)地分擔(dān)制冷負(fù)荷。而在家庭安保方面，使用USB自動(dòng)化，可以通過(guò)PC控制門(mén)鎖、查看門(mén)鎖狀態(tài)，在臥室就可以關(guān)閉或打開(kāi)房門(mén)。

此外，USB自動(dòng)可視門(mén)鈴能用于防止入侵者進(jìn)入房屋。USB自動(dòng)化也使您能通過(guò)PC打開(kāi)和關(guān)閉窗戶(hù)及窗簾。家電USB自動(dòng)化的潛力是無(wú)窮的，采用現(xiàn)代技術(shù)，USB自動(dòng)化就是把家電或設(shè)備與PC上USB端口連接，如圖7所示。

超寬帶USB的優(yōu)點(diǎn)

UWB技術(shù)是一種新型的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。它通過(guò)對(duì)具有很陡上升和下降時(shí)間的沖激脈沖進(jìn)行直接調(diào)制，使信號(hào)具有GHz量級(jí)的帶寬。超寬帶技術(shù)解決了困擾傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題，它具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。 1 超寬帶信號(hào)及其特點(diǎn) 美聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）規(guī)定： 部分帶寬號(hào)稱(chēng)為UWB信號(hào)。其中，部分帶寬為信號(hào)功率譜密度在-10dB處測(cè)量的值。

超寬帶（Ultra Wide Band,UWB）USB也稱(chēng)為"無(wú)線(xiàn)USB",它是一種短距離無(wú)線(xiàn)通信的推薦標(biāo)準(zhǔn)，有望在不久的將來(lái)取代藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙是目前短距離無(wú)線(xiàn)連接的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但由于藍(lán)牙與Wi-Fi（802.11g標(biāo)準(zhǔn)）使用相同的頻段，因此可能存在干擾問(wèn)題。

另外，UWB使用3.1~10.6GHz的頻段，它的每個(gè)無(wú)線(xiàn)電信道均超過(guò)500MHz,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（Federal Communications Commission,FCC）對(duì)其有嚴(yán)格的傳送功率限制。UWB使用了極寬的頻段，同時(shí)發(fā)射功率較小，以便窄帶設(shè)備能夠檢測(cè)到信號(hào)，因此，UWB能與其他的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議（如Wi-Fi）共存。

本文討論了基于USB的家電自動(dòng)化，文中說(shuō)明了來(lái)自Microchip的8位PIC單片機(jī)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(lèi)似音頻視流那樣的實(shí)時(shí)應(yīng)用?；赨SB的家電自動(dòng)化具有無(wú)限的空間，預(yù)計(jì)采用USB控制的家電產(chǎn)品將迅速發(fā)展。無(wú)線(xiàn)USB的標(biāo)準(zhǔn)化，將促進(jìn)基于USB的家電自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)高帶寬、低干擾的無(wú)線(xiàn)連接。