智能湿度传感器TEDS的设计

　　1引言

　　传统的模拟信号输出的传感器越来越不能满足现代测控系统要求，自从1978年美国宇航局提出基于MCU的智能传感器的概念以来，国内外许多学者在该领域做了大量的研究与开发性的工作。然而，由于智能传感器输出的数字信号格式的不统一，给不同厂家产品的兼容性带来了障碍，对智能传感器的进一步发展产生了制约。1993年，Kang Lee等学者开始提出通用智能化变送器标准，并经过努力在1997年得到了IEEE的认可，成为IEEE推荐的一种通用标准IEEE1451.2，从而使智能传感器数字信号输出的规范统一成为可能。

　　在IEEE1451.2标准中，电子数据表格TEDS(Transducer )是STIM(Smart Transducer InterfaceModule)的核心部分，可以存储在固件或者E2PROM中。标准共定义了8种不同的TEDS格式，2种必须的和6种可选择的。它可以充分描述传感器的类型、行为、性能属性和相关的参数，如传感器生产商的名称、传感器的类型和序列号等，从而使传感器具有了自我描述能力和自我识别能力。由于该标准的存在，使用户对智能设备的选择和网络分开，也就是说用户在选择智能传感器的时候不再需要考虑控制网络的兼容性问题，从而实现了即插即用。本文以湿度TEDS为例介绍智能传感器TEDS的具体设计。

　　2 硬件平台构架

　　根据IEEE1451.2标准的要求，本设计中主MCU选择了自带10位AD的单片机PIC16F873。该单片机支持I2C通信模式，它可以直接与同样支持I2C的E2PROM存储器件24LC256连接(将单片机RC0和RC1分别与存储器的SCK和SDA相连)，湿度传感器选择Hon ey wel l公司生产的H I H4 0 0 0 传感器。系统中的ICSP调试接口用于PIC单片机烧写程序，外部晶振为4M。其电路原理图如图1所示。

　　3 标准化设计内容

　　在IEEE1451.2标准中，主要包括一些概念性的解释说明，电子数据表格TEDS的设计说明以及STIM与NCAP通信的接口TII模块的设计说明。为方便起见，本文对于设计中的TEDS的Type-Length-Value的格式统一称为TLV。

　　3.1 HUMID通道TEDS内容

　　表1给出了HUMID通道TEDS的内容，它由4个TLV组成。

　　3.2 HUMID通道TEDS第1TLV

　　第1个TLV由表2中的5个字节组成，它们是MetaT E DS的识别头字。这里使用这种 T LV的描述方式是基于IEEE在1997年公布的智能传感器推荐标准1451.2版本的规定。

　　3.3 HUMID通道TEDS第2TLV

　　表3给出了HUMID通道TEDS中第2个TLV的内容，共有3个字节，它们表示执行通道的数量情况。在本论文的设计中，执行通道的数量为3，因此，执行通道数量设置为3。