基于USB接口的便攜式溫度記錄儀的相關探討

劉君

摘 要：隨著社會的發展以及時代的進步，我們國家近幾年的經濟水平有了很大程度的進步，但是在實際的應用以及發展過程當中，科學技術的發展以及應用與經濟之間的關系變得模糊不清。對于當下的社會行業發展來說，很多的生物藥劑等都需要在實際的應用過程當中及冷鏈儲存，所以溫度記錄儀的使用以及其在實際發展過程當中所具有的作用將會變得的越來越明顯。為了可以讓其更加適應發展與應用USB的加入成為一種必然趨勢。藉此，該文對USB接口的便攜式溫度記錄儀的相關探討進行了簡要的研究。

關鍵詞：USB接口 便攜式 溫度記錄儀

中圖分類號：TH811 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0009-02

21世紀是一個經濟快速發展，科學技術高度繁榮的時代，在此種時代背景之下，任何事物的發展都將會被進一步完善。對于科學技術的發展來說，發展的最終意義應該作用在社會基本需求之上。所以技術的發展與應用應該以解決社會發展問題為主。USB接口之下的溫度記錄儀就是基于社會發展目的而形成的一種便捷化基礎設備。對于這個基礎設備來說，實際應用價值十分明顯。但是國內對其的研究仍然處于初期階段。因此，對USB接口的便攜式溫度記錄儀研究有著鮮明的現實意義。

1 USB總線技術

USB總線技術是USB相關內容設計的具體內容，但是在實際的應用以及發展過程當中，USB的發展雖然經歷十幾年的時間，并且其在生活當中的應用也具有十分明顯的廣泛性，。但是其相關的技術原理并沒有發生實際的變化。

1.1 USB的設計目的

在實際的發展過程當中，之所以在相關的設計過程當中增加USB設計，其實就是為了讓多種設備可以在一個開放的體系背景之下得以廣泛應用。這種設計方式的融合讓現實生活當中便捷式的商務設備以及電腦基礎內容可以出現在應用大背景之下。并且在很大程度之上讓OEM生產商實際生產的相關設備得以更大的發展空間繼而獲得更加巨大的市場發展前景。同時USB的設計加入，讓原有設備的兼容性得到了極大程度的提升[1]。

1.2 USB的設計準則

根據實際的應用以及設計內容來看，USB的設計基本準則可以規范為以下幾個內容：首先來說USB的設計需要可以實現多個外部設備的連入。其次，USB的設計需要最終做到價格低廉、并且可以在實際的應用過程當中實現12 Mbps的相關數據傳輸活動。再次，USB的設計最終需要獲得音頻、視頻的實施傳輸支持。并且在實際的設計過程當中，USB的設計需要可以實現面向不同設備的基礎使用。在實際的設計過程當中，USB將會實現面向不同設備的連接使用[2]。

1.3 USB總線技術的基本特點

雖然USB的設計規定，USB的最終設計使用需要進一步完善單一設計形式之下的多種設備接入，但是因為外部設備的多樣性，以及相關內容的差異性，市場當中的USB仍然存在很多種類。例如常見額RS-232、紅外接口等。這些設計類型最終的使用將會被實際的使用內容所限制。但是即使當下市場當中所具的設備類型較為眾多，最終的USB所具有的基本使用特點并沒有太大的差異，可以簡單的將其總結為以下幾個類型：

（1）易于使用。

易于使用可以說是USB所具有最為鮮明的一個特點。同時也是因為這個原因讓USB在當下的生活當中被廣泛的應用。USB的易于使用特點主要源于以下幾個方面：首先，USB的接口可以適合眾多的設備內容。其次，USB接口的實際應用采用自動配置的方法。再次，USB環的實際應用十分簡單，并且在實際的應用過程當中不需要用戶設定，加之其連接十分簡便。USB的易于使用特點被進一步體現[3]。

（2）傳輸速度。

USB的設計準則規定了，其在全速應用過程當中，實際具有的數據傳輸速度可以達到12Mbps。當然其在實際的使用過程當中因為其設計、使用等諸多原因，所以實際的傳輸速度要比12 Mbps。并且在實際的數據傳輸過程當中，因為還要對傳輸過程當中的錯誤信息進行控制。所以最后應用到的傳輸速度在9.6 Mbps。在實際的傳輸過程當中USB也可以支持1.5 Mbps的低速傳播。隨著技術的進一步應用以及發展。USB2.0的傳輸速度將會最終達到480 Mbps[4]。

除了以上基本內容之外，USB總線技術的基本特點還將會包含低成本、穩定可靠。低功耗等內容。

2 便攜式溫度記錄儀系統測溫與存儲設計

對于USB接口的便攜式溫度記錄儀設計，其中測溫與存儲內容的設計可以說是最為主要的兩個內容。在實際的使用過程當中這兩個部分將會直接作用到溫度的測量以及記錄過程當中。在實際的設計過程當中，雖然這兩種內容明顯表現出獨立作用的效果，但是在實際的應用以及發展過程當中。二者之間仍然具有一個十分明顯的交叉。并且在實際的使用過程當中，溫度傳感器與存儲器具有的工作形式是從動。都是在單片機的作用之下進行工作。

這兩個部分的基本共同點是都在實際的通信設計過程當中使用了I2C總線設計。在實際的設計過程當中I2C總線設計將會在軟件模擬過程當中實現，這也是為什么在設計之后二者之間具有一定共同點的原因[5]。

3 便攜式溫度記錄儀USB接口設計方法的選擇

在USB接口的設計中，通常有三種技術途徑：使用帶有USB接口的單片機；使用專用的USB接口芯片；使用USB/RS-232橋接芯片擴充USB接口。這三種途徑各有其優缺點和使用方向。

對于簡易系統的應用，第三種開發方法是較為合適的，它的主要問題在于數據的傳輸速率不能發揮到USB的最大傳輸率。但是在溫度記錄儀中，即使存儲的數據達到存儲器的最大存儲量，其數據量也是比較小的，因此即使使用較低的數據傳輸率，耗費的傳輸時間也是在用戶容忍范圍內的。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USB接口的方法[6]。

4 結語

綜上所述，我們國家近幾年的經濟水平有了極大程度的提升。這在一定程度之上讓社會發展以及相關技術應用邁進了一個新的時代。冷鏈技術作為當下社會發展過程當中一個十分重要的內容，被廣泛的應用到食品、醫藥等多個領域。在此種發展背景之下，溫度記錄儀作為其相關配套設施的應用也變得十分的重要。該文以上內容對USB接口的相關技術進行了簡要的研究，提出了USB接口便攜式溫度記錄儀的相關設計問題。希望可以通過以上內容的論述可以進一步促進溫度記錄儀的發展以及應用。

參考文獻

[1] 劉昌偉.基于USB接口的LabVIEW數據采集與傳輸系統的設計與實現[D].煙臺大學，2009.

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

[3] 李建平.利用USB接口實現的某協議控制器芯片測試系統的設計與研究[D].中國工程物理研究院，2005.

[4] 張寶東.光電測試系統中基于USB接口的數字存儲示波器的研制[D].國防科學技術大學，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學科學院，2006.

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