基于USB接口的便攜式溫度記錄儀的相關(guān)探討

劉君

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展以及時(shí)代的進(jìn)步，我們國家近幾年的經(jīng)濟(jì)水平有了很大程度的進(jìn)步，但是在實(shí)際的應(yīng)用以及發(fā)展過程當(dāng)中，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系變得模糊不清。對(duì)于當(dāng)下的社會(huì)行業(yè)發(fā)展來說，很多的生物藥劑等都需要在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中及冷鏈儲(chǔ)存，所以溫度記錄儀的使用以及其在實(shí)際發(fā)展過程當(dāng)中所具有的作用將會(huì)變得的越來越明顯。為了可以讓其更加適應(yīng)發(fā)展與應(yīng)用USB的加入成為一種必然趨勢(shì)。藉此，該文對(duì)USB接口的便攜式溫度記錄儀的相關(guān)探討進(jìn)行了簡(jiǎn)要的研究。

關(guān)鍵詞：USB接口 便攜式 溫度記錄儀

中圖分類號(hào)：TH811 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（b）-0009-02

21世紀(jì)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)高度繁榮的時(shí)代，在此種時(shí)代背景之下，任何事物的發(fā)展都將會(huì)被進(jìn)一步完善。對(duì)于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來說，發(fā)展的最終意義應(yīng)該作用在社會(huì)基本需求之上。所以技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用應(yīng)該以解決社會(huì)發(fā)展問題為主。USB接口之下的溫度記錄儀就是基于社會(huì)發(fā)展目的而形成的一種便捷化基礎(chǔ)設(shè)備。對(duì)于這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)備來說，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值十分明顯。但是國內(nèi)對(duì)其的研究仍然處于初期階段。因此，對(duì)USB接口的便攜式溫度記錄儀研究有著鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。

1 USB總線技術(shù)

USB總線技術(shù)是USB相關(guān)內(nèi)容設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，但是在實(shí)際的應(yīng)用以及發(fā)展過程當(dāng)中，USB的發(fā)展雖然經(jīng)歷十幾年的時(shí)間，并且其在生活當(dāng)中的應(yīng)用也具有十分明顯的廣泛性，。但是其相關(guān)的技術(shù)原理并沒有發(fā)生實(shí)際的變化。

1.1 USB的設(shè)計(jì)目的

在實(shí)際的發(fā)展過程當(dāng)中，之所以在相關(guān)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中增加USB設(shè)計(jì)，其實(shí)就是為了讓多種設(shè)備可以在一個(gè)開放的體系背景之下得以廣泛應(yīng)用。這種設(shè)計(jì)方式的融合讓現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中便捷式的商務(wù)設(shè)備以及電腦基礎(chǔ)內(nèi)容可以出現(xiàn)在應(yīng)用大背景之下。并且在很大程度之上讓OEM生產(chǎn)商實(shí)際生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備得以更大的發(fā)展空間繼而獲得更加巨大的市場(chǎng)發(fā)展前景。同時(shí)USB的設(shè)計(jì)加入，讓原有設(shè)備的兼容性得到了極大程度的提升[1]。

1.2 USB的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用以及設(shè)計(jì)內(nèi)容來看，USB的設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則可以規(guī)范為以下幾個(gè)內(nèi)容：首先來說USB的設(shè)計(jì)需要可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)外部設(shè)備的連入。其次，USB的設(shè)計(jì)需要最終做到價(jià)格低廉、并且可以在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)12 Mbps的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸活動(dòng)。再次，USB的設(shè)計(jì)最終需要獲得音頻、視頻的實(shí)施傳輸支持。并且在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，USB的設(shè)計(jì)需要可以實(shí)現(xiàn)面向不同設(shè)備的基礎(chǔ)使用。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，USB將會(huì)實(shí)現(xiàn)面向不同設(shè)備的連接使用[2]。

1.3 USB總線技術(shù)的基本特點(diǎn)

雖然USB的設(shè)計(jì)規(guī)定，USB的最終設(shè)計(jì)使用需要進(jìn)一步完善單一設(shè)計(jì)形式之下的多種設(shè)備接入，但是因?yàn)橥獠吭O(shè)備的多樣性，以及相關(guān)內(nèi)容的差異性，市場(chǎng)當(dāng)中的USB仍然存在很多種類。例如常見額RS-232、紅外接口等。這些設(shè)計(jì)類型最終的使用將會(huì)被實(shí)際的使用內(nèi)容所限制。但是即使當(dāng)下市場(chǎng)當(dāng)中所具的設(shè)備類型較為眾多，最終的USB所具有的基本使用特點(diǎn)并沒有太大的差異，可以簡(jiǎn)單的將其總結(jié)為以下幾個(gè)類型：

（1）易于使用。

易于使用可以說是USB所具有最為鮮明的一個(gè)特點(diǎn)。同時(shí)也是因?yàn)檫@個(gè)原因讓USB在當(dāng)下的生活當(dāng)中被廣泛的應(yīng)用。USB的易于使用特點(diǎn)主要源于以下幾個(gè)方面：首先，USB的接口可以適合眾多的設(shè)備內(nèi)容。其次，USB接口的實(shí)際應(yīng)用采用自動(dòng)配置的方法。再次，USB環(huán)的實(shí)際應(yīng)用十分簡(jiǎn)單，并且在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中不需要用戶設(shè)定，加之其連接十分簡(jiǎn)便。USB的易于使用特點(diǎn)被進(jìn)一步體現(xiàn)[3]。

（2）傳輸速度。

USB的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則規(guī)定了，其在全速應(yīng)用過程當(dāng)中，實(shí)際具有的數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到12Mbps。當(dāng)然其在實(shí)際的使用過程當(dāng)中因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)、使用等諸多原因，所以實(shí)際的傳輸速度要比12 Mbps。并且在實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸過程當(dāng)中，因?yàn)檫€要對(duì)傳輸過程當(dāng)中的錯(cuò)誤信息進(jìn)行控制。所以最后應(yīng)用到的傳輸速度在9.6 Mbps。在實(shí)際的傳輸過程當(dāng)中USB也可以支持1.5 Mbps的低速傳播。隨著技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用以及發(fā)展。USB2.0的傳輸速度將會(huì)最終達(dá)到480 Mbps[4]。

除了以上基本內(nèi)容之外，USB總線技術(shù)的基本特點(diǎn)還將會(huì)包含低成本、穩(wěn)定可靠。低功耗等內(nèi)容。

2 便攜式溫度記錄儀系統(tǒng)測(cè)溫與存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

對(duì)于USB接口的便攜式溫度記錄儀設(shè)計(jì)，其中測(cè)溫與存儲(chǔ)內(nèi)容的設(shè)計(jì)可以說是最為主要的兩個(gè)內(nèi)容。在實(shí)際的使用過程當(dāng)中這兩個(gè)部分將會(huì)直接作用到溫度的測(cè)量以及記錄過程當(dāng)中。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，雖然這兩種內(nèi)容明顯表現(xiàn)出獨(dú)立作用的效果，但是在實(shí)際的應(yīng)用以及發(fā)展過程當(dāng)中。二者之間仍然具有一個(gè)十分明顯的交叉。并且在實(shí)際的使用過程當(dāng)中，溫度傳感器與存儲(chǔ)器具有的工作形式是從動(dòng)。都是在單片機(jī)的作用之下進(jìn)行工作。

這兩個(gè)部分的基本共同點(diǎn)是都在實(shí)際的通信設(shè)計(jì)過程當(dāng)中使用了I2C總線設(shè)計(jì)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中I2C總線設(shè)計(jì)將會(huì)在軟件模擬過程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)，這也是為什么在設(shè)計(jì)之后二者之間具有一定共同點(diǎn)的原因[5]。

3 便攜式溫度記錄儀USB接口設(shè)計(jì)方法的選擇

在USB接口的設(shè)計(jì)中，通常有三種技術(shù)途徑：使用帶有USB接口的單片機(jī)；使用專用的USB接口芯片；使用USB/RS-232橋接芯片擴(kuò)充USB接口。這三種途徑各有其優(yōu)缺點(diǎn)和使用方向。

對(duì)于簡(jiǎn)易系統(tǒng)的應(yīng)用，第三種開發(fā)方法是較為合適的，它的主要問題在于數(shù)據(jù)的傳輸速率不能發(fā)揮到USB的最大傳輸率。但是在溫度記錄儀中，即使存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)達(dá)到存儲(chǔ)器的最大存儲(chǔ)量，其數(shù)據(jù)量也是比較小的，因此即使使用較低的數(shù)據(jù)傳輸率，耗費(fèi)的傳輸時(shí)間也是在用戶容忍范圍內(nèi)的。因此綜合各方面的考慮，在溫度記錄儀中采用了USBlRS232橋接芯片開發(fā)USB接口的方法[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，我們國家近幾年的經(jīng)濟(jì)水平有了極大程度的提升。這在一定程度之上讓社會(huì)發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用邁進(jìn)了一個(gè)新的時(shí)代。冷鏈技術(shù)作為當(dāng)下社會(huì)發(fā)展過程當(dāng)中一個(gè)十分重要的內(nèi)容，被廣泛的應(yīng)用到食品、醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域。在此種發(fā)展背景之下，溫度記錄儀作為其相關(guān)配套設(shè)施的應(yīng)用也變得十分的重要。該文以上內(nèi)容對(duì)USB接口的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的研究，提出了USB接口便攜式溫度記錄儀的相關(guān)設(shè)計(jì)問題。希望可以通過以上內(nèi)容的論述可以進(jìn)一步促進(jìn)溫度記錄儀的發(fā)展以及應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉昌偉.基于USB接口的LabVIEW數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].煙臺(tái)大學(xué)，2009.

[2] 孫超.基于USB接口的CAN總線通信適配器的研究和應(yīng)用[D].大連海事大學(xué)，2005.

[3] 李建平.利用USB接口實(shí)現(xiàn)的某協(xié)議控制器芯片測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D].中國工程物理研究院，2005.

[4] 張寶東.光電測(cè)試系統(tǒng)中基于USB接口的數(shù)字存儲(chǔ)示波器的研制[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2005.

[5] 李晗.基于USB接口的便攜式溫度記錄儀的研究[D].中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院，2006.

[6] 趙華兵.用于生化分析的微型光纖光譜儀應(yīng)用軟件和USB接口研究[D].中國科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所），2004.