數字化網絡化傳感器在工程中的應用
美國Dallas半導體公司的數字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經濟的特點,使用戶可輕松地組建傳感器網絡,為測量系統的構建引入全新概念。新一代的DS18B20體積更小、更經濟、更靈活。DS18B20,測量溫度范圍為-55°C~+125°C,在-10~+85°C范圍內精度為±0.5°C,分辨率0.0625。現場溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸,每一顆自帶地址,大大減少了系統的電纜數,提高了系統的穩定性和抗干擾性。對應與傳統概念,這一粒三極管一樣的傳感器相當于傳統的:溫度傳感器+數字化+cpu+總線協議及接口。
二、簡介數字化、網絡化濕度傳感器
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出一系列產品。但在應用中也發現其通訊協議較為復雜,使用起來不太方便。而且現場的需求多種多樣,DALLAS的產品種類顯得不足,DALLAS畢竟只是一個器件廠商,產品與實際應用的需求還是有差距。長英科技依據客戶的需求、結合多年的應用經驗、采用芯片科技的新技術,在盡量保留DALLAS系統優點的前提下,盡量彌補其不足。研發出LTM8901數字化、網絡化濕度度傳感器。
1. 傳統濕度傳感器的不足
傳統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。互換起來很不方便。
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,否則影響系統精度。
d) 系統環節多,難于維護。且系統精度易受環境影響不易保證。
e) 精度難以校準,所以精度稍好一點的傳感器,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,多點系統中布線十分困難
2. 數字化、網絡化濕度傳感器LTM8901的特點
a) 互換性好,由于采用智能修正技術,傳感器可任意互換。
b) 由于傳感器輸出的就是數字信號,傳輸過程中沒有精度的損失,系統精度可以保證。而且傳輸距離較短。
c) 采用低功耗設計,由采集器統一供電,無需額外供電。
d) 系統環節少,由傳感器出來直接進入采集器,系統可能發生故障的環節少、便于維護。
e) 采用智能修正技術、獨特概念,以及規模化生產,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。大大減少了現場線纜,方便現場布線。
3. 數字化、網絡化濕度傳感器LTM8901的簡介
a) LTM8901應用接線接口上位機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(或三態輸出),同時具有輸入功能即可。現今大多數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、數字化、網絡化傳感器應用系統結構簡介
1.數字化、網絡化傳感器應用系統結構
通常應用系統由三級網絡組成:
a)傳感器網絡,由各種傳感器組成,分布區域在200~300米范圍內。
b)現場總線網絡,由各種總線采集器組成,如:LTM8000系溫濕度采集模塊,分布區域在1000~2000米范圍內。
c) 局域網和廣域網,通常由各種PC及工作站組成,通過INTERNET可實現遠程監測和控制。
2.數字化、網絡化傳感器應用系統結構及應用簡圖
四、其他數字化、網絡化傳感器和相關產品及應用簡介
1. 數字化、網絡化計數器DS2423
應用:多表出戶方案
特點:只需一條3芯線便可將水、電、煤氣等計量表的數據傳遞給單元采集器。每個單元為單芯片設計,比傳統RS485聯網方式造價低、傳統脈沖出戶方式布線簡單。
2. 數字化、網絡化煙感報警器
應用:消防監控
特點:使用電源線傳輸報警信號,多個傳感器只需兩根線連成網絡。
3. 信息紐扣DS1991
應用:預付費水表、電表等、停車管理系統、門禁系統、巡更系統
特點:采用與數字化、網絡化傳感器同樣的網絡協議,可方便的與小區智能系統融為一體。
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