數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化傳感器在工程中的應(yīng)用

5． 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化溫度傳感器DS18B20介紹

美國Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。新一代的DS18B20體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。DS18B20，測量溫度范圍為-55°C~+125°C，在-10~+85°C范圍內(nèi)精度為±0.5°C，分辨率0.0625?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，每一顆自帶地址，大大減少了系統(tǒng)的電纜數(shù)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。對應(yīng)與傳統(tǒng)概念，這一粒三極管一樣的傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)的：溫度傳感器+數(shù)字化+cpu+總線協(xié)議及接口。

二、簡介數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化濕度傳感器

美國DALLAS“一線總線”溫度傳感器DS18X20以其硬件接口簡單、性能穩(wěn)定受到廣大客戶好評，長英科技也針對客戶的不同需求開發(fā)出一系列產(chǎn)品。但在應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)其通訊協(xié)議較為復(fù)雜，使用起來不太方便。而且現(xiàn)場的需求多種多樣，DALLAS的產(chǎn)品種類顯得不足，DALLAS畢竟只是一個器件廠商，產(chǎn)品與實(shí)際應(yīng)用的需求還是有差距。長英科技依據(jù)客戶的需求、結(jié)合多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、采用芯片科技的新技術(shù)，在盡量保留DALLAS系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的前提下，盡量彌補(bǔ)其不足。研發(fā)出LTM8901數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化濕度度傳感器。

1． 傳統(tǒng)濕度傳感器的不足

傳統(tǒng)的濕度傳感器基本上分為電阻式和電容式。然后通過變送器以電壓或電流方式連接到采集器，所以：
　　a) 傳感器互換性差，以Honeywell 3605L 為例，其每個傳感器附帶一張修正表，以便用戶按表修正?；Q起來很不方便。
　　b) 模擬電壓信號在傳輸過程中易損耗，影響系統(tǒng)精度，且傳輸距離較近。
　　c) 變送器的一般需要額外供電，且對電源精度要求較高，否則影響系統(tǒng)精度。
　　d) 系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，難于維護(hù)。且系統(tǒng)精度易受環(huán)境影響不易保證。
　　e) 精度難以校準(zhǔn)，所以精度稍好一點(diǎn)的傳感器，價格昂貴。著名的VISSALA的3%精度的傳感器每只要上千元。
　　f) 每個傳感器到變送器，變送器到采集器至少兩條線，多點(diǎn)系統(tǒng)中布線十分困難

2． 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化濕度傳感器LTM8901的特點(diǎn)
　　a) 互換性好，由于采用智能修正技術(shù)，傳感器可任意互換。
　　b) 由于傳感器輸出的就是數(shù)字信號，傳輸過程中沒有精度的損失，系統(tǒng)精度可以保證。而且傳輸距離較短。
　　c) 采用低功耗設(shè)計(jì)，由采集器統(tǒng)一供電，無需額外供電。
　　d) 系統(tǒng)環(huán)節(jié)少，由傳感器出來直接進(jìn)入采集器，系統(tǒng)可能發(fā)生故障的環(huán)節(jié)少、便于維護(hù)。
　　e) 采用智能修正技術(shù)、獨(dú)特概念，以及規(guī)模化生產(chǎn)，大大降低了成本，提高了可靠性。
　　f) 線纜少，傳感器可通過總線串在一起，十幾個傳感器只用一根3芯線。大大減少了現(xiàn)場線纜，方便現(xiàn)場布線。

3． 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化濕度傳感器LTM8901的簡介
　　a) LTM8901應(yīng)用接線接口上位機(jī)CPU只需有一個雙向的I/O引腳，按下面電路連接，即可與LTM8901通訊。要求MCU的I/O引腳為OC門輸出（或三態(tài)輸出），同時具有輸入功能即可。現(xiàn)今大多數(shù)MCU的I/O腳均有此功能。
　　b) LTM8901典型特性
　　工作溫度范圍：－25℃～＋85℃
　　濕度測量分辨率：0.5％RH
　　濕度測量量程： 1％～99％RH
　　 濕度測量精度: ±3.0％RH（典型值）
　　回差： ±2.0％RH（典型值）
　　年漂移： ±0.5％RH（典型值）
　　 響應(yīng)時間： 5s（典型值）
　　工作電壓范圍： 4.5～5.5V
　　外型尺寸： 70×50×25mm3

三、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介

1．?dāng)?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通常應(yīng)用系統(tǒng)由三級網(wǎng)絡(luò)組成：
　?。幔﹤鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)，由各種傳感器組成，分布區(qū)域在200～300米范圍內(nèi)。
　?。猓┈F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，由各種總線采集器組成，如：LTM8000系溫濕度采集模塊，分布區(qū)域在1000～2000米范圍內(nèi)。
　　c) 局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，通常由各種PC及工作站組成，通過INTERNET可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。

2．?dāng)?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用簡圖

四、其他數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器和相關(guān)產(chǎn)品及應(yīng)用簡介

1． 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化計(jì)數(shù)器DS2423
　　應(yīng)用：多表出戶方案
　　特點(diǎn)：只需一條3芯線便可將水、電、煤氣等計(jì)量表的數(shù)據(jù)傳遞給單元采集器。每個單元為單芯片設(shè)計(jì)，比傳統(tǒng)RS485聯(lián)網(wǎng)方式造價低、傳統(tǒng)脈沖出戶方式布線簡單。

2． 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化煙感報(bào)警器
　　應(yīng)用：消防監(jiān)控
　　特點(diǎn)：使用電源線傳輸報(bào)警信號，多個傳感器只需兩根線連成網(wǎng)絡(luò)。

3． 信息紐扣DS1991
　　應(yīng)用：預(yù)付費(fèi)水表、電表等、停車管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)
　　特點(diǎn)：采用與數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器同樣的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可方便的與小區(qū)智能系統(tǒng)融為一體。