傳感器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與通信原理

1.傳感器的組成：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、電子線路

敏感元件：直接感受被測量、并以確定關(guān)系輸出物理量，如彈性敏元件將力轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變輸出。

轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的非電物理量（如位移、應(yīng)變、光強(qiáng)等）轉(zhuǎn)換為電量參數(shù)（如電阻、電感、電容等）。

2.傳感器常見指標(biāo)：

a)?????? 精度：用來描述測量結(jié)果與“真值”之間的偏差程度，常用極限誤差或極限誤差與滿量程FS的百分比表示

b)?????? 重復(fù)度：表示重復(fù)輸入同一測量量，得到的測量結(jié)果的一致性程度。

c)?????? 線性度：表示傳感器理想工作曲線與實(shí)際工作曲線間的偏差，常用兩曲線間的最大偏差值與最大量程之比來描述傳感器的線性度。

d)?????? 靈敏度：輸出增量與輸入增量之比，是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。

e)?????? 分辨力：當(dāng)傳感器的輸入從非零值緩慢增加時(shí)，在超過某一增量后輸出發(fā)生可觀測的變化，這個(gè)輸入增量稱傳感器的分辨力，即最小輸入增量。

3.通信方式：按照點(diǎn)對點(diǎn)的收發(fā)方式分類

a). 單工：數(shù)據(jù)傳輸是單向的。通信雙方中，一方固定為發(fā)送端，一方則固定為接收端。信息只能沿一個(gè)方向傳輸，使用一根傳輸線。

b). 半雙工：半雙工數(shù)據(jù)傳輸指數(shù)據(jù)可以在一個(gè)信號載體的兩個(gè)方向上傳輸，但是不能同時(shí)傳輸。常用的RS-485標(biāo)準(zhǔn)便是半雙工通信協(xié)議。

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c). 全雙工：又稱為雙向同時(shí)通信，是指在通信的任意時(shí)刻，線路上可以同時(shí)存在A到B和B到A的雙向信號傳輸。在全雙工方式下，通信系統(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送器和接收器。RS422，RS232標(biāo)準(zhǔn)就是全雙工通信標(biāo)準(zhǔn)。

4. 開放式系統(tǒng)互聯(lián)（OSI模型）

開放式系統(tǒng)互聯(lián)是把網(wǎng)絡(luò)通信的工作分為7層，1至4層被認(rèn)為是低層，這些層與數(shù)據(jù)移動(dòng)密切相關(guān)。5至7層是高層，包含應(yīng)用程序級的數(shù)據(jù)。每一層負(fù)責(zé)一項(xiàng)具體的工作，然后把數(shù)據(jù)傳送到下一層。其模型如下：

（1）物理層：布線、光纖、網(wǎng)卡和其它用來把兩臺網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備連接在一起的東西。

（2）數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層是對物理層傳輸原始比特流的功能的加強(qiáng)，將物理層提供的可能出錯(cuò)的物理連接改造成為邏輯上無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，向該層用戶提供透明的和可靠的數(shù)據(jù)傳送基本服務(wù)，如點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，以太網(wǎng)協(xié)議，高級數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議等

（3）網(wǎng)絡(luò)層：進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和路由，選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點(diǎn)， 確保數(shù)據(jù)及時(shí)傳送。網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包，包中封裝有網(wǎng)絡(luò)層包頭，其中含有邏輯地址信息- -源站點(diǎn)和目的站點(diǎn)地址的網(wǎng)絡(luò)地址。

（4）傳輸層：是整個(gè)協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的核心，是惟一負(fù)責(zé)總體數(shù)據(jù)傳輸和控制的一層。

（5）會話層：在會話層及以上的高層次中，數(shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名，統(tǒng)稱為報(bào)文。會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗(yàn)證和會話管理在內(nèi)的建立和維護(hù)應(yīng)用之間通信的機(jī)制。

（6）表示層：解決用戶信息的語法表示問題，提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮， 加密和解密等工作都由表示層負(fù)責(zé)。

（7）應(yīng)用層：將數(shù)據(jù)應(yīng)用于應(yīng)用程序，確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶需要以及提供網(wǎng)絡(luò)與用戶應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)。如：SMTP、DNS、Modbus和FTP等

5.市場上常見傳感器所應(yīng)用的物理層協(xié)議對比：

總結(jié)：

1.由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，所以RS-485的性能和電氣參數(shù)等與RS-422相仿。

2.由于RS 232采用單端通信，RS485，RS422采用差分通信，單端通信屬于共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以在共?？乖肼暷芰ι?，RS485/422優(yōu)于RS232

3.由于RS232的電平邏輯為負(fù)邏輯，與TTL電平兼容，需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。