iButton温度记录器及其在冷链物流中的应用
时间：08-07
来源：国外电子元器件
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l 概述
iButton(Information Button)即信息钮扣，也称TM卡，是一种适应恶劣环境，便于随身携带，且经久耐用的温度记录器，它由Dalias公司于90年代初发明。iButton将高性能集成电路密封在直径16 mm，厚度3 mm或5 mm的不锈钢壳内(其外形及安装示意如图1所示)，可保证其电气及机械寿命超过10年，且其读写次数几乎不受机械特性限制。每个iButton有全球唯一的、工厂激光刻度的64位ROM ID码(可将每个iButton的地址看作URL)，即281 000 000 000 000种不同组合的全球唯一标识。iButton的64位ID码提供简单、安全的方式来标识每个温度记录器的身份，以保证跟踪记录对象的唯一性。iButton温度记录器高度集成了一个温度记录系统所要求的一切组件，包括：温度传感器、实时时钟RTC、非易性数据存储器、微处理器和电池等元件，能够自动完成温度测量任务的起动，温度记录和数据传输。
iButton采用新颖的数字串行通信技术一单总线1-Wire接口，该串行接口与目前多数标准串行数据通信方式。如SPI／I2C／MICROWIRE不同，它是采用单根信号线，既传输数据位，又传输数据位的定时同步信号，而且是双向数据传输。且无需额外的供电电源，直接从单总线上获得足够的电源电流(即寄生供电)进行数据通信。因此，除参考地外，访问iButton仅需要一条物理／电气连接线。这样，读写iButton的设备可将所有电路密封在内部，仅露出两个电触点即可。基于如此简单的连接，可将坚固的、抗污染和潮湿的探头装配在各种设备表面。
2 iButton温度记录器
针对不同应用，Dalias提供不同温度测量精度，以及带有湿度测量的iButton温度记录器。当然，测量精度要求越高，测量数据记录越多，成本也越高。以下详细描述目前主要应用于冷链物流的几款iButton温度记录器，表1为iButton存储器的类型号。
DSl921G是提供温度测量精度±1℃的iButton温度记录器，其主要特性：数字温度计以O．5℃分辨率测量温度；在一30℃～+70℃范围内精度保持±1℃；内置实时时钟(RTC)和定时器，在0℃～45℃温度范围内具有每月±2min的精度；放于DS9107 iButton套中可抗水或防水(超过了3 ATM防水要求)；根据用户设定的间隔(1~255min)自动唤醒并测量温度；在受保护的非易失(NV)存储器中纪录多达2 048个连续测量的温度：以2．0℃的分辨率记录长期温度直方图；可编程实现高温和低温报警门限；当温度超出温度报警规定的范围,记录多达24个时间标记和持续时间；512字节的通用读/写非易失存储器；使用1一Wire协议，通过单条数字信号以15.4Kb／s或125 Kb／s的速率与主机通信。
2．2 DSl922L简介
DSl922L是提供温度测量精度±0．5℃的iButton温度记录器，其主要特性：自动唤醒并测量温度，以8位或16位格式在8 KB数据记录存储器中保存数据；数字温度计以8位(0．5℃)或11位(0．062 5℃)分辨率测量温度；经软件校准后，DSl922L的精度在一10℃～+65℃范围内优于±0．5℃；放于DS9107 iButton套中可抗水或防水(超过3 ATM防水要求)；取样速度从1 s～273 h；可编程为经一定延迟时间之后启动记录，或在温度告警被触发后启动记录；温度告警具有可编程的高和低触发点；通过1一Wire的条件检索功能可快速找到告警器件：512字节通用加上64字节校准存储器；所有存储器与配置寄存器具有两级密码保护；利用l一Wire协议，通过单条数字信号与主机通信，标准速度可达15．4 KB／s，高速模式下可达125 KB／s：工作温度范围为一40℃～+85℃。
2．3 DSl923简介
DSl923是带有湿度记录的iButton温度记录器：其主要特性：数字湿度计以8位(0．6％RH)或12位(0．04％RH)的分辨率测量湿度；工作范围为一20℃～+85℃，O％～100％的相对湿度；自动唤醒，测量温度与／或湿度，并以8位或16位格式在8 KB数据记录存储器中保存数据；数字温度计以8位(O．5℃)或11位(0．062 5℃)分辨率测量温度；利用软件修正，一10℃～+65℃范围内的温度精度优于±O．50℃；内置湿度传感器实现温度与湿度的同步记录；电容式聚合体湿度测量单元；防水滤波器保护传感器避免灰尘、污垢、潮湿与污染；采样间隔从1 s～273 h：可编程为经一定延迟时间后启动记录，或在温度告警被触发后启动记录；温度与湿度告警具有可编程的高、低触发点；通过1一Wire的条件检索功能可快速访问告警器件；512字节通用存储器加上64字节校准存储器；为所有存储器与配置寄存器提供两级加密保护；利用1一Wire协议，通过单条数字信号与主机通信，标准速度可达15．4 KB／s，高速模式下可达125 KB／s：在NIST可溯的实验室分别独立校准；温度与湿度的校准系数由工厂编程写入非易失(NV)存储器。
iButton(Information Button)即信息钮扣，也称TM卡，是一种适应恶劣环境，便于随身携带，且经久耐用的温度记录器，它由Dalias公司于90年代初发明。iButton将高性能集成电路密封在直径16 mm，厚度3 mm或5 mm的不锈钢壳内(其外形及安装示意如图1所示)，可保证其电气及机械寿命超过10年，且其读写次数几乎不受机械特性限制。每个iButton有全球唯一的、工厂激光刻度的64位ROM ID码(可将每个iButton的地址看作URL)，即281 000 000 000 000种不同组合的全球唯一标识。iButton的64位ID码提供简单、安全的方式来标识每个温度记录器的身份，以保证跟踪记录对象的唯一性。iButton温度记录器高度集成了一个温度记录系统所要求的一切组件，包括：温度传感器、实时时钟RTC、非易性数据存储器、微处理器和电池等元件，能够自动完成温度测量任务的起动，温度记录和数据传输。
iButton采用新颖的数字串行通信技术一单总线1-Wire接口，该串行接口与目前多数标准串行数据通信方式。如SPI／I2C／MICROWIRE不同，它是采用单根信号线，既传输数据位，又传输数据位的定时同步信号，而且是双向数据传输。且无需额外的供电电源，直接从单总线上获得足够的电源电流(即寄生供电)进行数据通信。因此，除参考地外，访问iButton仅需要一条物理／电气连接线。这样，读写iButton的设备可将所有电路密封在内部，仅露出两个电触点即可。基于如此简单的连接，可将坚固的、抗污染和潮湿的探头装配在各种设备表面。
2 iButton温度记录器
针对不同应用，Dalias提供不同温度测量精度，以及带有湿度测量的iButton温度记录器。当然，测量精度要求越高，测量数据记录越多，成本也越高。以下详细描述目前主要应用于冷链物流的几款iButton温度记录器，表1为iButton存储器的类型号。
DSl921G是提供温度测量精度±1℃的iButton温度记录器，其主要特性：数字温度计以O．5℃分辨率测量温度；在一30℃～+70℃范围内精度保持±1℃；内置实时时钟(RTC)和定时器，在0℃～45℃温度范围内具有每月±2min的精度；放于DS9107 iButton套中可抗水或防水(超过了3 ATM防水要求)；根据用户设定的间隔(1~255min)自动唤醒并测量温度；在受保护的非易失(NV)存储器中纪录多达2 048个连续测量的温度：以2．0℃的分辨率记录长期温度直方图；可编程实现高温和低温报警门限；当温度超出温度报警规定的范围,记录多达24个时间标记和持续时间；512字节的通用读/写非易失存储器；使用1一Wire协议，通过单条数字信号以15.4Kb／s或125 Kb／s的速率与主机通信。
2．2 DSl922L简介
DSl922L是提供温度测量精度±0．5℃的iButton温度记录器，其主要特性：自动唤醒并测量温度，以8位或16位格式在8 KB数据记录存储器中保存数据；数字温度计以8位(0．5℃)或11位(0．062 5℃)分辨率测量温度；经软件校准后，DSl922L的精度在一10℃～+65℃范围内优于±0．5℃；放于DS9107 iButton套中可抗水或防水(超过3 ATM防水要求)；取样速度从1 s～273 h；可编程为经一定延迟时间之后启动记录，或在温度告警被触发后启动记录；温度告警具有可编程的高和低触发点；通过1一Wire的条件检索功能可快速找到告警器件：512字节通用加上64字节校准存储器；所有存储器与配置寄存器具有两级密码保护；利用l一Wire协议，通过单条数字信号与主机通信，标准速度可达15．4 KB／s，高速模式下可达125 KB／s：工作温度范围为一40℃～+85℃。
2．3 DSl923简介
DSl923是带有湿度记录的iButton温度记录器：其主要特性：数字湿度计以8位(0．6％RH)或12位(0．04％RH)的分辨率测量湿度；工作范围为一20℃～+85℃，O％～100％的相对湿度；自动唤醒，测量温度与／或湿度，并以8位或16位格式在8 KB数据记录存储器中保存数据；数字温度计以8位(O．5℃)或11位(0．062 5℃)分辨率测量温度；利用软件修正，一10℃～+65℃范围内的温度精度优于±O．50℃；内置湿度传感器实现温度与湿度的同步记录；电容式聚合体湿度测量单元；防水滤波器保护传感器避免灰尘、污垢、潮湿与污染；采样间隔从1 s～273 h：可编程为经一定延迟时间后启动记录，或在温度告警被触发后启动记录；温度与湿度告警具有可编程的高、低触发点；通过1一Wire的条件检索功能可快速访问告警器件；512字节通用存储器加上64字节校准存储器；为所有存储器与配置寄存器提供两级加密保护；利用1一Wire协议，通过单条数字信号与主机通信，标准速度可达15．4 KB／s，高速模式下可达125 KB／s：在NIST可溯的实验室分别独立校准；温度与湿度的校准系数由工厂编程写入非易失(NV)存储器。