iButton傳感器和溫度/濕度數(shù)據記錄器綜述

緒論

在商品交易中，需要保證客戶得到具有最佳品質，并且新鮮的產品。對于多數(shù)商品交易，這就意味著在產品的整個壽命期間、在服務期間、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鍵。為適應這種交易要求，dallas semiconductor開發(fā)了多款數(shù)字溫度計和溫度/濕度數(shù)據記錄器。

數(shù)字溫度計

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

溫度數(shù)據記錄器

thermochron系列ibutton器件支持全球尋址，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品上，而不受產品工作地點變化的影響。thermochron體積纖小、經久耐用，可監(jiān)測時間和溫度，并保存這些數(shù)據。這些數(shù)據可以方便地上傳并進行分析，以檢測溫度可能對產品造成的損害。
有多種ibutton可供選擇，ds1921g、ds1921h和ds1921z為標準thermochron。ds1922l、ds1922t和1-wire芯片ds2422是高容量thermochron ，具有更大的存儲容量、更高的精度和分辨率。

thermochron內嵌的計算機芯片集成了一個1-wire收/發(fā)器、一個全球唯一地址，一個溫度計、一個時鐘/日歷、一個歷史溫度記錄以及一個用來存儲用戶數(shù)據(如發(fā)貨單數(shù)據)的512字節(jié)附加存儲器?？裳h(huán)使用的thermochron能記錄超過10年的數(shù)據。

數(shù)字濕度計

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

在溫度和濕度都很關鍵的應用(如食品、化學品、粉料、hvac系統(tǒng))中，hygrochron表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，而且結構異常緊湊，封裝便于攜帶。

堅固耐用的ibutton幾乎可以附著在任何物品上
ibutton的直徑為16mm (厚度相當于5個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、空運集裝箱、冰箱、半托車、鐵路貨運車廂，等等。ibutton的不銹鋼外殼可以承受污垢、濕氣侵蝕，以及各種嚴酷的處理。

電磁兼容(emc)、安全和食品運輸認證
所有的ibutton數(shù)據記錄器都經過了多個獨立實驗室的廣泛測試，通過了fcc和ce的電磁兼容(emc)測試。ds1921g、ds1922h、ds1922t和ds1923通過了ul安全認證(ul#913標準)。這些器件都經過認證，為本質安全設備，可以工作在危險場合中。 ds1921g和ds1922h還經認證達到了en12830歐洲標準，該標準包括了冷藏、冷凍、深度冷凍/速凍食品和冰淇淋的運輸、儲存和配送性能以及適用性測試。

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

用戶可以設置ibutton如何記錄數(shù)據，這稱為給ibutton “任務制訂”。在任務制訂過程中，用戶選擇何時進行溫/濕度記錄、設置采樣速率以及高、低報警閾值(圖2)。用戶也可確定數(shù)據記錄存儲器存滿后的動作：器件是繼續(xù)記錄數(shù)據并覆蓋早期數(shù)據記錄(稱為“翻滾”(rollover))，還是簡單地停止記錄。ibutton一旦制訂了任務，就可以附著在要監(jiān)測的物體之上。當?shù)竭_臨界溫度/濕度時，就可以記錄下該事件，以判斷對產品質量造成損害的責任方。

標準ds1921g、h和z 型thermochron還可用直方圖的形式同時記錄各個溫度采樣值。對于ds1921g，直方圖存儲器包含63個分辨率為2°c的數(shù)據箱，對于ds1921h/z，直方圖存儲器包含64個分辨率為0.5°c的數(shù)據箱。每個數(shù)據箱可以存放長達10年的65 500個溫度讀數(shù)。直方圖式的數(shù)據存儲法非常適合需要進行長期監(jiān)測而對精度要求不高的應用場合。更高容量的thermochron 和hygrochron不具備直方圖功能，但數(shù)據存儲容量卻為標準型的4倍。

thermochron產品系列

標準thermochron器件 - ds1921g可以記錄的溫度范圍寬達-40°c至85°c。ds1921h和ds1921z為該器件的高分辨率版本。ds1921h設計為針對人體溫度范圍的應用，ds1921z設計為針對需要在0°c附近具有高分辨率的應用?；緮?shù)據記錄器的性能指標見表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，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)，可用于需要殺菌操作的生產過程。在+20°c到+75°c范圍內，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)轉換器(adc)和電荷泵之后，ds1922可以構建針對特定任務的數(shù)據記錄器，例如監(jiān)測濕度、壓力、光照、材料應力等。

thermochron的任務制訂

thermochron或hygrochron ibutton的任務制訂由pc或手持電腦完成。ibutton連接至blue dot接收器(一種廉價讀出器接口)，該接受器再連接到與計算機相連的1-wire適配器。本網站提供免費評估軟件，可用于設置開始時間、采樣速率和報警閾值(見下文如何下載免費評估軟件部分)。
廉價讀出器接口包括：

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

如何下載免費評估軟件

下載安裝免費評估軟件需具備兩個條件。首先是安裝1-wire驅動，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java?程序，支持所有的ibutton系列數(shù)據記錄器。當然，該軟件要求pc上已安裝有正確的硬件。為此，應將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，運行onewireviewer，點擊ibutton序列號，這樣就啟動了編程/任務制訂指南，該指南包含了制訂溫/濕度記錄任務的全部步驟。
簡要地說，包括以下步驟：

設置時鐘
設置時間報警
設置采樣速率
設置溫/濕度報警
設置任務開始延遲
選擇何時任務結束；選擇是否允許數(shù)據翻滾

結束

程序設計員：下列套件包含任務制訂和下載thermochron/hygrochron的應用實例。

1-wire sdk for windows (visual basic)中包括了對標準thermochron的支持。1-wire驅動包中包括了.net下對高容量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，以支持標準thermochron。

可提供開發(fā)套件

如果要快速應用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)據所必需的硬件。數(shù)據也可以保存或者導入到其他應用中。
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初級開發(fā)板。

thermochron常見問題解答

請訪問thermochron常見問題解答部分。

thermochron/hygrochron解決方案

我們有多個開發(fā)thermochron和hygrochron產品相關硬件和軟件的合作伙伴。包括運行于pc和手持平臺上的軟件產品，通過它用戶可以制訂任務、上傳和管理數(shù)以千計的thermochron的數(shù)據。硬件產品包括為thermochron制訂任務并讀出警報狀態(tài)的小型電子設備，以及針對haccp應用的數(shù)據采集設備。有關合作伙伴的產品請參見我們的在線解決方案搜索(solutions search)。