进行长距离I2C / TWI的最佳方法

我有一个项目需要在很长的距离（30至40米）内进行I²C/ I2C / TWI。

我见过有人建议将时钟速率降低到500 Hz左右，以减轻我认为的这么长的线电容的影响？我使用的组件至少需要标准的100 kHz时钟速率。我进行了进一步的研究，并在回答另一个问题的建议中建议使用P82B96电平转换器。在数据表中，他们提供了在甚至100米的线上使用它们的示例：



我遇到了另一种通过adafruit的分线板转换电平的方法，adafruit只是一个带两个上拉电阻的mosfet（bss138）（一个用于每侧/电压）。他们的想法来自来自NXP（AN10441）的应用笔记，其中的两个通道可以像这样使用：

现在我想知道：哪种解决方案是最好的？还是我忽略了什么？而且，5V是否足以确保良好的连接？使用更高的电压（例如12V）会有好处吗？

我认为您在使用NXP P82B96之类的产品上步入正轨。如果您看一下图14和相关的文本，则数据表讨论了使用最长250 m的电缆以及数据速率超过100 kHz的电缆。

有许多I2C温度传感器可供使用，无需校准也无需添加任何模拟电路，即可提供几摄氏度的精度。由于无论如何都要将数据带回进行处理，因此滤除噪声将非常容易。

如果您担心接线电容，最好使用非屏蔽双绞线而不是屏蔽电缆。

您可以通过使用屏蔽CAT5或类似电缆来摆脱DS18B20传感器的困扰。这只是热测量，因此，如果某些读数损坏，则可以使程序足够健壮以应对这种情况（无论如何都是一种好习惯）。

对于连锁餐厅使用，我设计了可在多个无源传感器上工作的所谓的RTU（屋顶单元）控件（它们使用可互换的 NTC热敏电阻，不需要为舒适加热进行校准）。从无源传感器中滤除噪声要容易得多。另一套设备（北美主要的汽车综合体）使用带有信号调节器的铂RTD-非常精确和稳定的设备。您应该首先确定传感器，然后查看其接口方式-这些传感器选项均适合您的应用（尽管RTD可能会过大）。

如果不清楚，我建议您在处理器周围采用传感器的“星形”配置。

如果您真的想使用“总线”（单线或I2C除外），则需要在末端安装智能设备，这意味着某种形式的处理器。如果您要全力以赴，则可能需要考虑使用通过您所在地区合法的ISM频段进行通信的无线传感器。或者，您可以为每个Pi使用一个传感器，并使它们通过WiFi内联网相互通信。