iButton傳感器和溫度/濕度數(shù)據(jù)記錄器綜述

緒論

在商品交易中，需要保證客戶得到具有最佳品質(zhì)，并且新鮮的產(chǎn)品。對(duì)于多數(shù)商品交易，這就意味著在產(chǎn)品的整個(gè)壽命期間、在服務(wù)期間、或者在制造和交付的不同階段，連續(xù)跟蹤溫度和濕度極其關(guān)鍵。為適應(yīng)這種交易要求，dallas semiconductor開發(fā)了多款數(shù)字溫度計(jì)和溫度/濕度數(shù)據(jù)記錄器。

數(shù)字溫度計(jì)

ibutton ds1920是一款數(shù)字溫度計(jì)，可顯示環(huán)境溫度或者其附著的物體的溫度。只要用一個(gè)1-wire?探針輕觸ds1920就可顯示其周圍環(huán)境的溫度，測(cè)量范圍在-55°c到+100°c之間。

溫度數(shù)據(jù)記錄器

thermochron系列ibutton器件支持全球?qū)ぶ?，是一種專門的“跟蹤器”，用來附著在工作環(huán)境溫度起伏不定的產(chǎn)品上，而不受產(chǎn)品工作地點(diǎn)變化的影響。thermochron體積纖小、經(jīng)久耐用，可監(jiān)測(cè)時(shí)間和溫度，并保存這些數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以方便地上傳并進(jìn)行分析，以檢測(cè)溫度可能對(duì)產(chǎn)品造成的損害。
有多種ibutton可供選擇，ds1921g、ds1921h和ds1921z為標(biāo)準(zhǔn)thermochron。ds1922l、ds1922t和1-wire芯片ds2422是高容量thermochron ，具有更大的存儲(chǔ)容量、更高的精度和分辨率。

thermochron內(nèi)嵌的計(jì)算機(jī)芯片集成了一個(gè)1-wire收/發(fā)器、一個(gè)全球唯一地址，一個(gè)溫度計(jì)、一個(gè)時(shí)鐘/日歷、一個(gè)歷史溫度記錄以及一個(gè)用來存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)(如發(fā)貨單數(shù)據(jù))的512字節(jié)附加存儲(chǔ)器。可循環(huán)使用的thermochron能記錄超過10年的數(shù)據(jù)。

數(shù)字濕度計(jì)

hygrochron ibutton (ds1923)在thermochron溫度記錄功能的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)嵌入式濕度傳感器。hygrochron蓋上的微小開孔使用了一個(gè)特殊的過濾器，該過濾器允許水蒸氣通過并到達(dá)內(nèi)部濕度傳感器，但能阻止液相水進(jìn)入(圖1)。hygrochron可同時(shí)獲取溫度和濕度數(shù)據(jù)，記錄相對(duì)濕度隨時(shí)間的變化。

在溫度和濕度都很關(guān)鍵的應(yīng)用(如食品、化學(xué)品、粉料、hvac系統(tǒng))中，hygrochron表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，而且結(jié)構(gòu)異常緊湊，封裝便于攜帶。

堅(jiān)固耐用的ibutton幾乎可以附著在任何物品上
ibutton的直徑為16mm (厚度相當(dāng)于5個(gè)疊在一起的十美分硬幣)，可以毫不起眼地附著在任何物體表面，如墻壁、瓶子、提包、板條箱、貨盤、空運(yùn)集裝箱、冰箱、半托車、鐵路貨運(yùn)車廂，等等。ibutton的不銹鋼外殼可以承受污垢、濕氣侵蝕，以及各種嚴(yán)酷的處理。

電磁兼容(emc)、安全和食品運(yùn)輸認(rèn)證
所有的ibutton數(shù)據(jù)記錄器都經(jīng)過了多個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室的廣泛測(cè)試，通過了fcc和ce的電磁兼容(emc)測(cè)試。ds1921g、ds1922h、ds1922t和ds1923通過了ul安全認(rèn)證(ul#913標(biāo)準(zhǔn))。這些器件都經(jīng)過認(rèn)證，為本質(zhì)安全設(shè)備，可以工作在危險(xiǎn)場(chǎng)合中。 ds1921g和ds1922h還經(jīng)認(rèn)證達(dá)到了en12830歐洲標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)包括了冷藏、冷凍、深度冷凍/速凍食品和冰淇淋的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和配送性能以及適用性測(cè)試。

多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式：記錄表和直方圖格式
thermochron和hygrochron ibutton能夠自動(dòng)喚醒，并以相等的時(shí)間間隔記錄帶有時(shí)間戳的溫度和/或濕度數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)以記錄表的形式記錄在片上的“數(shù)據(jù)表”存儲(chǔ)器上。標(biāo)準(zhǔn)thermochron (ds1921g/h/z)可以以1到255分鐘的時(shí)間間隔，記錄2048個(gè)讀數(shù)；高容量的thermochrons/hygrochron可以以1秒到273小時(shí)的時(shí)間間隔，記錄8192個(gè)讀數(shù)。另外，hygrochron可以同時(shí)記錄溫度和濕度，并且提供可選分辨率設(shè)置。

用戶可以設(shè)置ibutton如何記錄數(shù)據(jù)，這稱為給ibutton “任務(wù)制訂”。在任務(wù)制訂過程中，用戶選擇何時(shí)進(jìn)行溫/濕度記錄、設(shè)置采樣速率以及高、低報(bào)警閾值(圖2)。用戶也可確定數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器存滿后的動(dòng)作：器件是繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)并覆蓋早期數(shù)據(jù)記錄(稱為“翻滾”(rollover))，還是簡單地停止記錄。ibutton一旦制訂了任務(wù)，就可以附著在要監(jiān)測(cè)的物體之上。當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界溫度/濕度時(shí)，就可以記錄下該事件，以判斷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成損害的責(zé)任方。

標(biāo)準(zhǔn)ds1921g、h和z 型thermochron還可用直方圖的形式同時(shí)記錄各個(gè)溫度采樣值。對(duì)于ds1921g，直方圖存儲(chǔ)器包含63個(gè)分辨率為2°c的數(shù)據(jù)箱，對(duì)于ds1921h/z，直方圖存儲(chǔ)器包含64個(gè)分辨率為0.5°c的數(shù)據(jù)箱。每個(gè)數(shù)據(jù)箱可以存放長達(dá)10年的65 500個(gè)溫度讀數(shù)。直方圖式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)法非常適合需要進(jìn)行長期監(jiān)測(cè)而對(duì)精度要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合。更高容量的thermochron 和hygrochron不具備直方圖功能，但數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量卻為標(biāo)準(zhǔn)型的4倍。

thermochron產(chǎn)品系列

標(biāo)準(zhǔn)thermochron器件 - ds1921g可以記錄的溫度范圍寬達(dá)-40°c至85°c。ds1921h和ds1921z為該器件的高分辨率版本。ds1921h設(shè)計(jì)為針對(duì)人體溫度范圍的應(yīng)用，ds1921z設(shè)計(jì)為針對(duì)需要在0°c附近具有高分辨率的應(yīng)用?；緮?shù)據(jù)記錄器的性能指標(biāo)見表1。
ds1922l、ds1922t和ds2422為高容量thermochron。ds1922l記錄的溫度范圍為-40°c到+85°c?？捎涗?192字節(jié)的溫度值，在-10°c到+65°c范圍內(nèi)，精度可由軟件校正到±0.5°c。分辨率可為8位(0.5°c) 或11位(0.0625°c)。溫度記錄值可選擇為8位或16位。與ds1922l類似，ds1922t thermochron的溫度記錄范圍更廣(0°c到+125°c)，可用于需要?dú)⒕僮鞯纳a(chǎn)過程。在+20°c到+75°c范圍內(nèi)，ds1922t的精度可由軟件校正到±0.5°c。

ds2422 thermochron采用1-wire接口工作，功能與ds1922l相同，但封裝為300mil 24引腳so。連接到可選的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)和電荷泵之后，ds1922可以構(gòu)建針對(duì)特定任務(wù)的數(shù)據(jù)記錄器，例如監(jiān)測(cè)濕度、壓力、光照、材料應(yīng)力等。

thermochron的任務(wù)制訂

thermochron或hygrochron ibutton的任務(wù)制訂由pc或手持電腦完成。ibutton連接至blue dot接收器(一種廉價(jià)讀出器接口)，該接受器再連接到與計(jì)算機(jī)相連的1-wire適配器。本網(wǎng)站提供免費(fèi)評(píng)估軟件，可用于設(shè)置開始時(shí)間、采樣速率和報(bào)警閾值(見下文如何下載免費(fèi)評(píng)估軟件部分)。
廉價(jià)讀出器接口包括：

ds1402d-dr8ds1402d-dr8 blue dot接受器
ds9097u-s09 1-wire至rs-232適配器
或：

ds9490r 1-wire至usb適配器

如何下載免費(fèi)評(píng)估軟件

下載安裝免費(fèi)評(píng)估軟件需具備兩個(gè)條件。首先是安裝1-wire驅(qū)動(dòng)，版本為4.0或以上?？梢栽谶@里下載，通過該鏈接還可以下載和安裝onewireviewer，onewireviewer為一個(gè)java?程序，支持所有的ibutton系列數(shù)據(jù)記錄器。當(dāng)然，該軟件要求pc上已安裝有正確的硬件。為此，應(yīng)將1-wire適配器插到pc上，將blue dot接收器連接到適配器，再將thermochron或hygrochron插入blue dot接受器。然后，運(yùn)行onewireviewer，點(diǎn)擊ibutton序列號(hào)，這樣就啟動(dòng)了編程/任務(wù)制訂指南，該指南包含了制訂溫/濕度記錄任務(wù)的全部步驟。
簡要地說，包括以下步驟：

設(shè)置時(shí)鐘
設(shè)置時(shí)間報(bào)警
設(shè)置采樣速率
設(shè)置溫/濕度報(bào)警
設(shè)置任務(wù)開始延遲
選擇何時(shí)任務(wù)結(jié)束；選擇是否允許數(shù)據(jù)翻滾

結(jié)束

程序設(shè)計(jì)員：下列套件包含任務(wù)制訂和下載thermochron/hygrochron的應(yīng)用實(shí)例。

1-wire sdk for windows (visual basic)中包括了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)thermochron的支持。1-wire驅(qū)動(dòng)包中包括了.net下對(duì)高容量thermochron和hygrochron的支持。
1-wire api for java (java)中包含onewireviewer源代碼。
1-wire public domain kit (c)中包含針對(duì)hygrochron和高容量thermochron的程序和源代碼。還包括“thermodl”程序及其源代碼，以支持標(biāo)準(zhǔn)thermochron。

可提供開發(fā)套件

如果要快速應(yīng)用thermochron，可使用ds1921k thermochron ibutton 開發(fā)套件。該套件包含所有配置thermochron ibutton并查看最終數(shù)據(jù)所必需的硬件。數(shù)據(jù)也可以保存或者導(dǎo)入到其他應(yīng)用中。
該套件包括：

ds1921g thermochron ibutton
ds9093f ibutton鑰匙鏈配件
ds9490r 1-wire至usb適配器
帶rj-11連接器的blue dot接受器ds1402d-dr8
指令表
可通過maxim的中國代理購買ds1921k初級(jí)開發(fā)板。

thermochron常見問題解答

請(qǐng)?jiān)L問thermochron常見問題解答部分。

thermochron/hygrochron解決方案

我們有多個(gè)開發(fā)thermochron和hygrochron產(chǎn)品相關(guān)硬件和軟件的合作伙伴。包括運(yùn)行于pc和手持平臺(tái)上的軟件產(chǎn)品，通過它用戶可以制訂任務(wù)、上傳和管理數(shù)以千計(jì)的thermochron的數(shù)據(jù)。硬件產(chǎn)品包括為thermochron制訂任務(wù)并讀出警報(bào)狀態(tài)的小型電子設(shè)備，以及針對(duì)haccp應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。有關(guān)合作伙伴的產(chǎn)品請(qǐng)參見我們的在線解決方案搜索(solutions search)。