传感器接口及接口标准

2.性能指标2.1外观2.1.1传感器及接口表面应平整光滑，色彩柔和色泽均匀，不允许有气泡、剥落、开裂。

2.1.2电缆表面应平整光滑，色彩柔和色泽均匀，不允许有气泡、剥落、开裂，不得有明显的划痕与碰伤。

电缆与探头及接口的连接处应牢固，不得有明显裂缝和脱落。

2.1.3传感器与皮肤接触的部分以及与皮肤接触的一次性可粘贴传感器应柔软有弹性，不得僵硬或有划痕以及明显的开裂。

2.2血氧饱和度2.2.1测量范围应为35%～100%。

2.2.2准确度a)血氧饱和度在70%～100% 范围内，误差应不大于±3%；b)70%以下，无准确度要求。

2.3脉率2.3.1测量范围应为25bpm～250bpm。

2.3.2准确度脉率测量误差应为±3bpm。

2.4抗拉强度传感器的各连接部位应牢固。

当沿电缆抽线方向施加50N的拉力，传感器的各个连接部位不得有脱落和开裂现象；并且导线内部导体不得断裂。

2.5电缆柔软性连接传感器的电缆应柔软耐弯折。

弯曲成90°应无死褶，导线内部导体不得有折断现象。

2.6环境试验要求环境试验应符合GB/T14710-2009中气候环境试验Ⅱ组、机械环境试验Ⅱ组及表2的规定。

2.7安全要求安全要求应符合GB 9706.1-2007《医用电气设备第1部分：安全通用要求》和YY 0784-2010《医用电气设备-医用脉搏血氧仪设备基本安全和主要性能专用要求》的要求。

2.8电磁兼容要求电磁兼容要求应符合YY 0505-2012《医用电气设备第1-2部分：安全通用要求并列标准：电磁兼容要求和试验》、YY 0784-2010《医用电气设备-医用脉搏血氧仪设备基本安全和主要性能专用要求》第36条标准和GB 4824-2013《工业、科学和医疗(ISM)射频设备骚扰特性限值和测量方法》中1组B类的要求。

（以下内容无）。

1-wire温度传感器LTM8877接口1-wire的原理及工作过程：1-wire总线仅用一根数据线与外围设备进行信息的交互，工作电源完全从总线上获取，不需要单独的电源支持，允许直接插入热/有源设备；宽广的工作范围（2.8V~5.25V，-40~+85）；每个器件都有通过工厂光刻的64位ROM ID，是唯一的识别，它存储在只读的ROM中。

通过唯一的64位器件序列号和网络操作协议，1-wire存储器允许挂接在同一条1-wire总线上，并可独立工作，主控制器通过每个器件的唯一的ROM ID来识别与之通信的从设备。

ROM ID由8位校验码，48位序列号和8位家族码组成，家族码标示了此1-wire设备的类型，序列号标示此设备的ID，校验码用于保证通信的可靠性。

1-wire设备在工作时不能主动发送数据，只有在主控器对其进行命令指示时才会响应。

通常的1-wire设备都有两套命令，一套命令操作设备内部的ROM，包括读，匹配，搜索等命令，但不包括写命令。

ROM中的内容由厂家写入，用户不得更改，通信时，总线控制器先发出一个“复位”信号以使总线同步，然后选择受控制器件进行随后的通信。

既可以通过选择一个特定的受控器件（利用该设备的ROM ID进行选择）或者通过半搜索法找到总线上的下一个受控件来实现，也可以选择所有的受控器件，一旦一个特定的器件被选中，那么在总线控制器发出下一次“复位”信号之前，所有的其他器件都被挂起而忽略随后的通信。

如果1-wire从设备与主控制器尚未建立连接，则不能进行数据的传输；一旦成功建立，1-wire从设备将数据线置为低电平，以此通知主控制器已经建立了连接，等待接收命令，这个脉冲称为在线脉冲。

主控制器也可以通过发送“复位”信号使数据线变为低电平。

当从设备接收到“复位”信号时，通过检测数据线的电平状态，可在数据线变为高电平后立即发出一个在线脉冲。

主设备和从设备之间的通信是半双工的双向通信。

小结一下，所有的1-wire通信器件所使用的不同的API有着共同的特性，这反映出源于协议的信息交换的原理，下面通过不同API功能进行分类：大多数的1-wire器件具有存储器，尽管存储器的输入输出功能并不适用于所有器件，但我们还是把它们分为一个通用的API集。

1.1 温度传感器DS18B20与MCS-51单片机的接口数字温度传感器问世于20世纪90年代中期。

它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。

数字温度传感器具有价格低、精度高、封装小、温度范围宽、使用方便等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。

数字温度传感器一般内部包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器和相应的接口电路，有的还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。

数字温度传感器的种类繁多，一般按总线形式可分为单总线(1-wire)接口、双总线(I2C)接口和三总线(SPI)接口。

下面主要以单总线接口数字温度传感器芯片DS18B20为例来介绍数字温度传感器的使用。

1.1.1 DS18B20简介DS18B20是DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器芯片，具有3引脚TO-92小体积封装形式；温度测量范围为-55℃～+125℃；可编程为9～12位A/D转换精度；用户可自设定非易失性的报警上下限值；被测温度用16位补码方式串行输出；测温分辨率可达0.0625℃；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或两根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少。

可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。

1.1.2 DS18B20的外部结构DS18B20可采用3脚TO-92小体积封装和8脚SOIC封装。

其外形和引脚图如图7.17所示。

GND DQ V DDNCNCNC VGND(a) TO-92封装(b) SOIC封装图1.1 DS18B20的外形及引脚图图中引脚定义如下。

(1) DQ：数字信号输入/输出端。

(2) GND：电源地。

(3) V DD：外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。

1.1.3 DS18B20的内部结构DS18B20内部主要由4部分组成：64位光刻ROM 、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH 和TL 、配置寄存器等。

基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计随着智能化技术的不断发展，人们越来越关注智能系统的搭建，传感器技术的应用也越来越广泛，单片机技术更是在这个背景下广受关注。

在实现智能传感器的联网和信息处理方面，CAN总线作为一种主要网络协议，已经被广泛应用。

在这种情况下，智能传感器必须具有相应的CAN总线接口设计。

本文将介绍基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计。

1、 CAN总线介绍CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，主要用于多个控制节点之间的实时数据传输。

CAN总线的通讯速度高，误码率低，具有自适应性等特点。

CAN总线的应用包括工业控制系统、汽车电子控制系统等。

2、硬件设计原理基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计需要根据自己的实际需求进行选择。

以STM32单片机为例，STM32单片机的CAN总线接口包括CAN1和CAN2，这两个接口在硬件电路上都有Rx和Tx引脚和节点电阻。

3、硬件设计流程（1）选择STM32单片机在选取单片机的时候，需要根据实际应用场景来选择。

STM32单片机有许多系列，每个系列又有不同的型号，不同型号的单片机内置了不同的外设，需要根据实际需求进行选择。

同时，要根据芯片性价比、性能、功耗等因素进行考虑。

（2）CAN总线选择在硬件设计中，需要选择CAN总线芯片，这个芯片需要支持CAN2.0A和CAN2.0B协议，并且需要支持高速通讯。

同时，要注意芯片的封装和额定工作温度等特性。

（3） CAN总线硬件连接在硬件连接中，需要将CAN总线芯片的Rx和Tx引脚和单片机的CAN1或CAN2接口相连，同时还需添加适当的电流限制电阻和终端电阻。

（4） CAN总线软件调试最后，需要对硬件电路进行软件调试，包括使用标准的CAN总线协议进行通信、CAN总线的数据传输、接收和发送数据、调试CAN中断等。

4、总结基于单片机的智能传感器CAN总线接口硬件设计需要根据实际需求进行选择，在硬件设计中需要选择合适的单片机、CAN总线芯片，并进行正确的硬件连接。

传感器接口标准最新进展2005-3-15来源：Control Engineering China 作者：CONTROL ENGINEERING新闻编辑Jim Montague近来被获准通过的IEEE1451.4标准，以其更简单、实用的应用使智能变送器接口标准得到了重生，同时它用于模数信息转换的变送器电子数据表格(TEDs)具有即插即用能力，这引发了开发全新解决方案的热潮。

/传感器接口标准最新进展/一些历史背景/1451.4的开展/近来被获准通过的IEEE 1451.4标准，以其更简单、实用的应用使智能变送器接口标准得到了重生，同时它用于模数信息转换的变送器电子数据表格(TEDs)具有即插即用能力，这引发了开发全新解决方案的热潮。

事实上，业界的某些评论已经过分夸大了IEEE 1451智能变送器接口标准的消亡。

该标准被束之高阁，直到开发者开始使用最近批准通过的IEEE 1451.4部分。

这一部分标准中增加了存储元件以使传感器更加智能化，还通过变送器电子数据表格(Transducer Electronic Data Sheets, TEDS)增加了自识别功能。

这种简便的方法使变送器电子数据表格可用于大量现存的模拟传感器接口，且添加了即插即用功能，并确保了精确和经济的解决方案和应用。

简言之，P1451不再是“一个寻找问题的解决方案”(P代表整个标准目前处于提交状态)。

这一标准满足了中小型传感器和变送器制造商长久以来的期望——寻求一个通用的传感器接口，但却长期承担着不同网络、现场总线、协议和需求造成的历史负担。

1451标准最初的概念是为了让变送器外壳有空间安装驱动器，允许变送器可插入P1451类的驱动器，减少了专门驱动的需要，据说能节省90%~95%以前用于软件开发的时间。

一些历史背景1451是1994年由电气与电子工程师学会(IEEE)仪器与测量分会和美国国家标准与技术协会(NIST)发起，目的是希望用标准通信接口解决传统传感器集成的问题。

iolink接口标准
IO-Link技术定义了用于将传感器和执行器连接到主站单元的接口标准，其遵守的规范和标准是IO-Link Interface and System Specification（V1.1.1或V1.1.2以及最新的V1.1.3）和IEC 61131-9标准。

IO-Link设备分为传感器和执行器两种：传感器通常是M12的四针接口，执行器通常是M12的五针接口。

根据IEC 60974-5-2，IO-Link设备（IO-Link Device）针脚的定义遵循如下规定：
1.针脚1（PIN1）：24V电源正极；
2.针脚3（PIN3）：0V；
3.针脚4（PIN4）：IO-Link通信或者标准IO输出。

IO-Link主管（IO-Link Master）的针脚定义有两种：类型A（Port Class A）和类型B（Port Class B）。

在类型A中，针脚1、针脚3和针脚4与IO-Link设备的定义相对应。

针脚2和针脚5未明确定义，通常IO-Link设备的厂家可根据需要自行定义。

PMS7003 的接口定义、485接口电路图解析以及UART 测试最近在搞PM2.5 检测。

用的是 PMS7003 传感器。

BUT，之前没有接触过。

需要一步一步的来。

先测试其串口是否通信。

一、首先看一下PMS7003 的接口定义
二、485接口电路图
232通信手册里将的很明白了。

然后因为需要跟DM368 部分接485通信。

所以需要max3485芯片。

当单片机要发送数据的时候，控制CTRL为高电平，数据通过TXD发送出去。

当单片机要接收数据的时候，控制CTRL为低电平，数据通过RXD接收回来。

自动收发电路，就是不用单片机引脚CTRL，当数据进来的时候，数据会自动通过RXD 到单片机，当需要发送数据时，自动通过TXD发送出去。

也就是只需要连接单片机的RXD 和TXD引脚就可以，无需用单片机引脚连接485芯片的DE RE引脚。

三、UART 测试
用 232/485转换器和USB转串口数据线，将其和电脑相连。

因为 PMS7003 传感器只要上电就会发送数据。

所以将串口调试工具配置好端口号，选择十六进制显示。

即可看到相关的数据输出。

现在证明了串口是通的，然后传感器是好的。

接下来就是看传感器说明书，然后怎么在单片机和Linux下写测试代码
这里需要注意的是：
Pin2 - RE#：接收器输出使能（低电平有效）
Pin3 - DE：驱动器输出使能（高电平有效）
是输入还是输出，配置高电平还是低电平，你一定要确认好哦。

第四章传感器及其接口技术4.1 概述传感器技术是机电一体化的关键性技术。

机电一体化系统或产品的柔性化、功能化和智能化都与传感器的品种多少、性能好环密切相关。

在机电一体化系统中有各种不同的物理量(如位移、压力、速度等)需要控制和监测，如果没有传感器对原始的各种参数进行精确而可靠的检测，那么对机电产品的各种控制部是无法实现的。

因此能把各种不同的非电量转换成电量的传感器便成为机电一体化系统中不可缺少的组成部分。

传感器技术自身就是一门多学科、知识密集的应用技术。

传感原理、传感材料及加上制造装配技术是传感器开发的三个重要方面。

作为一个独立器件，传感器的发展正进入集成化智能化研究阶段。

把传感器件与信号处理电路集成在一个芯片上，就形成了信息型传感器；若再把微处理器集成到信息型传感器的芯片上，就是所谓的智能型传感器。

4.1.1传感器的定义传感器：传感器是种以一定的精确度将被测量(如位移、力、加速度等)转换为与之有确定对应关系的、易于精确处理和测量的某种物理量(如电量)的测量部件或装置。

4.1.2 组成组成：敏感元件、转换元件、电子线路等组成。

1敏感元件直接感受被测量、并以确定关系输出物理量。

如弹性敏元件将力转换为位移或应变输出。

2 转换元件将敏感元件输出的非电物理量(如位移、应变、光强等)转换成电路基数(如电阻、电感、电容等)等。

3 基本转换电路将电路参数量转换成便于测量的电量，如电压、电流、频率等。

传感器的组成框图实际的传感器,有的很简单，有的则较复杂。

有些传感器(如热电偶)只有敏感元件，感受被测量时直接输出电动势。

有些传感器由敏感元件和转换元件组成、无需基本转换电路，如压电式加速度传感器。

还有些传感器由敏感元件和基本转换电路组成，如电容式位移传感器。

有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换才能输出电量。

大多数传感器是开环系统．但也有个别的是带反馈的闭环系统。

4.1.3 传感器的特性传感器比较常用的性能指标有以下几种(1) 关于输入量的特性：量程或测量范围传感器预期要测量的被测量值，一般用传感器允许测量的上下极限值来表示，其中上限值也称为满量程FS。

单片机与光电传感器接口设计与应用案例摘要：本篇文章将介绍单片机与光电传感器接口设计与应用案例，并详细讨论其原理、需求、设计步骤以及实际应用。

通过本文的阐述，读者将了解到如何设计和应用单片机与光电传感器的接口。

1. 引言随着科技的发展，单片机越来越广泛应用于各个领域。

在许多实际应用中，单片机需要与各种传感器进行接口的设计和应用。

光电传感器是一种常用的传感器，被广泛应用于自动化控制、机器视觉、电子设备等领域。

本文将以单片机与光电传感器接口设计和应用为主题，分享一个案例，帮助读者理解该领域的基本概念和实际应用。

2. 基本原理光电传感器是将光信号转换为电信号的设备。

它通常由一个光源和一个光敏检测器组成。

在应用中，光源会发出一束光线，当目标物体遮挡光线时，光敏检测器会感知到光线减弱或中断，并将其转换为相应的电信号。

单片机通过接口来读取和处理这些电信号，从而实现对目标物体状态的检测和控制。

3. 设计需求在设计单片机与光电传感器接口之前，我们需要明确设计的需求。

根据具体的应用场景，需求可能有所不同。

在这个案例中，我们的设计需求是通过光电传感器检测物体的接近程度，并在物体接近时触发相应的动作。

我们希望使用单片机读取光电传感器输出的电信号并进行逻辑判断，以实现上述功能。

4. 设计步骤设计单片机与光电传感器的接口涉及以下几个步骤：4.1. 硬件选型根据设计需求，选择合适的单片机和光电传感器。

单片机应具有足够的计算能力和硬件接口来实现所需功能。

光电传感器应具有适当的探测距离和输出电信号类型，如模拟信号或数字信号。

4.2. 连接电路设计根据选定的单片机和光电传感器，设计连接电路。

光电传感器的输出信号通常需要进行处理，如滤波、放大或数字化。

此外，还需要提供适当的电源和接地引脚连接。

4.3. 信号处理和逻辑判断通过单片机的IO口读取光电传感器的输出信号，并进行信号处理和逻辑判断。

根据需求，可以使用模拟输入、数字输入或外部中断等方式读取输入信号。

温湿度传感器的电路接口及使用方法概述说明1. 引言1.1 概述本文将详细介绍温湿度传感器的电路接口及使用方法。

温湿度传感器是一种能够测量环境中温度和湿度的设备，广泛应用于各个领域，如室内温湿度监测、农业温室环境控制以及工业生产过程中的温湿度监测等。

1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来介绍温湿度传感器的电路接口及使用方法。

第一部分为引言，对文章主题进行概述说明；第二部分将深入探讨温湿度传感器的电路接口原理和常用类型；第三部分将详细介绍连接方式及硬件要求，以及编写代码和调试过程；第四部分将通过应用案例分析，分享室内温湿度监测系统实现方案、温室环境控制系统设计思路与实践经验以及工业生产过程中的技术应用研究；最后一部分为结论，总结全文内容。

1.3 目的本文旨在提供读者对于温湿度传感器电路接口和使用方法的全面了解。

通过本文的阅读，读者将能够掌握温湿度传感器的基本原理和工作方式，了解常用的温湿度传感器类型，并学会如何进行连接、编写代码和分析数据。

此外，通过应用案例分析部分，读者可以获取到关于室内温湿度监测系统、温室环境控制系统和工业生产过程中的技术应用实践经验。

最终，通过本文的阅读，读者将能够更好地应用温湿度传感器于实际项目中，提高环境监测和控制的效率与准确性。

2. 温湿度传感器的电路接口：2.1 温湿度传感器介绍温湿度传感器是一种能够测量环境中温度和湿度的设备。

它可以通过电子或光学方式来检测环境中的温湿度，并将其转换成相应的电信号输出。

2.2 电路接口原理温湿度传感器通常由一个含有感温元件和感湿元件的复合芯片组成。

这些元件可以通过改变其阻值、频率等方式来反映环境中的温度和湿度变化。

在设计温湿度传感器电路接口时，需要考虑以下几个方面：- 供电电压选择：根据不同型号的温湿度传感器，其供电需求可能会有所不同。

需要根据实际使用情况选择合适的供电电压。

- 信号采集：温湿度传感器输出的信号通常是模拟信号，在接口设计时，需要使用模拟信号输入模块进行采集，并进行相应的放大、滤波等处理。

传感器接口标准最新进展2005-3-15来源：Control Engineering China 作者：CONTROL ENGINEERING新闻编辑Jim Montague近来被获准通过的IEEE1451.4标准，以其更简单、实用的应用使智能变送器接口标准得到了重生，同时它用于模数信息转换的变送器电子数据表格(TEDs)具有即插即用能力，这引发了开发全新解决方案的热潮。

/传感器接口标准最新进展/一些历史背景/1451.4的开展/近来被获准通过的IEEE 1451.4标准，以其更简单、实用的应用使智能变送器接口标准得到了重生，同时它用于模数信息转换的变送器电子数据表格(TEDs)具有即插即用能力，这引发了开发全新解决方案的热潮。

事实上，业界的某些评论已经过分夸大了IEEE 1451智能变送器接口标准的消亡。

该标准被束之高阁，直到开发者开始使用最近批准通过的IEEE 1451.4部分。

这一部分标准中增加了存储元件以使传感器更加智能化，还通过变送器电子数据表格(Transducer Electronic Data Sheets, TEDS)增加了自识别功能。

这种简便的方法使变送器电子数据表格可用于大量现存的模拟传感器接口，且添加了即插即用功能，并确保了精确和经济的解决方案和应用。

简言之，P1451不再是“一个寻找问题的解决方案”(P代表整个标准目前处于提交状态)。

这一标准满足了中小型传感器和变送器制造商长久以来的期望——寻求一个通用的传感器接口，但却长期承担着不同网络、现场总线、协议和需求造成的历史负担。

1451标准最初的概念是为了让变送器外壳有空间安装驱动器，允许变送器可插入P1451类的驱动器，减少了专门驱动的需要，据说能节省90%~95%以前用于软件开发的时间。

一些历史背景1451是1994年由电气与电子工程师学会(IEEE)仪器与测量分会和美国国家标准与技术协会(NIST)发起，目的是希望用标准通信接口解决传统传感器集成的问题。