温湿度传感器技术：温湿度传感器

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温湿度传感器
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温湿度传感器多以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输出，也可以直接通过主控芯片进行485或232等接口输出。
中文名
温湿度传感器
外文名
temperature and humidity sensor
温度测量范围
-40℃~+120℃
湿度测量范围
0%～100%RH
温度精度
±0.5℃（25℃）
湿度精度
±3%RH（5%RH~95%RH，25℃）
目录
1
定义
2
分类
?
模拟量型温湿度传感器
?
485型温湿度传感器
?
网络型温湿度传感器
3
安装说明
4
测量方法
5
注意事项
6
行业需求
7
应用案例
8
其它
温湿度传感器定义
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语音
温湿度传感器是一种装有湿敏和热敏元件，能够用来测量温度和湿度的传感器装置，有的带有现场显示，有的不带有现场显示。温湿度传感器由于体积小，性能稳定等特点，被广泛应用在生产生活的各个领域。
温湿度传感器分类
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温湿度传感器模拟量型温湿度传感器
温湿度传感器
温湿度一体化传感器是采用数字集成传感器做探头，配以数字化处理电路，从而将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，4-20mA、0-5V或者0-10V。温湿度一体化模拟量型传感器它可以同时把温度及湿度值的变化变换成电流/电压值的变化，可以直接同各种标准的模拟量输入的二次仪表连接。
温湿度传感器485型温湿度传感器
电路采用微处理器芯片、温度传感器，确保产品的可靠性、稳定性和互换性。 采用颗粒烧结探头护套，探头与壳体直接相连。输出信号类型为 RS485，能可靠地与上位机系统等进行集散监控，最远可通信 2000 米，标准的 modbus 协议，支持二次开发。
温湿度传感器网络型温湿度传感器
网络型温湿度传感器，可采集温湿度数据并通过以太网/WiFi/GPRS方式上传到服务器。充分利用已架设好的通讯网络实现远距离的数据采集和传输，实现温湿度数据的集中监控。可大大减少施工量，提高施工效率和维护成本。1 以太网型以太网型温湿度变送器，可采集温湿度数据并通过以太网方式上传到服务器。产品充分利用已架设好的以太网通讯网络实现远距离的数据采集和传输，实现温湿度数据的集中监控。可大大减少施工量，提高施工效率和维护成本。产品采用大屏液晶显示，具有温湿度上下限双控，限值自由设置，温度、湿度凭密码校准，网口数据传输等功能，内部集成报警功能模块（蜂鸣器或继电器），可实现高、低温报警和高、低湿报警。产品采用瑞士进口原装高品质温湿度测量单元，具有测量精度高，抗干扰能力强等特点，保证了产品的优异测量性能。
2 WIFI型WIFI无线数据传输温湿度变送器，可采集温湿度数据并通过WIFI方式上传到服务器。充分利用已架设好的WIFI通讯网络实现数据采集和传输，达到温湿度数据集中监控的目的。可大大减少施工量，提高施工效率和维护成本。
3 GPRS型基于GPRS传输的温湿度变送器，只需一张移动或联通的SIM卡，就可以通过网络基站将采集的温湿度数据上传到服务器，GPRS通讯月流量小于30M。设备广泛用于药品运输车辆、工业控制、楼宇控制、电力、计量测试、仓库、冷库等行业。
温湿度传感器安装说明
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1 葫芦孔安装说明：在墙面固定位置打入自攻丝及膨胀螺丝，壁挂方式挂接到葫芦孔。
2 壁挂扣安装说明：挂钩一面使用沉头螺钉安装到墙壁上，另一面使用螺丝钉安装到设备上，然后将两部 分挂到一起即可。
温湿度传感器测量方法
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湿度测量传感器常见的几个测量方法湿度测量技术来由已久。随着电子技术的发展，近代测量技术也有了飞速的发展。湿度测量从原理上划分二、三十种之多。对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值（重量或体积）等等。但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理—化学理论分析和计算，初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素，因而影响的合理使用。常见的湿度测量方法有：动态法（双压法、双温法、分流法），静态法（饱和盐法、硫酸法），露点法，干湿球法和形形色色的电子式传感器法。这里双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理，平衡时间较长，分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。由于采用了现代测控手段，这些设备可以做得相当精密，却因设备复杂，昂贵，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精度可达±2%RH -±1.5%RH。静态法中的饱和盐法，是湿度测量中最常见的方法，简单易行。但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严，对环境温度的稳定要求较高。用起来要求等很长时间去平衡，低湿点要求更长。特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡6~8小时。露点法是测量湿空气达到饱和时的温度，是热力学的直接结果，准确度高，测量范围宽。计量用的精密露点仪准确度可达±0.2℃甚至更高。但用现代光—电原理的冷镜式露点仪价格昂贵，常和标准湿度发生器配套使用。干湿球法，这是18世纪就发明的测湿方法。历史悠久，使用最普遍。干湿球法是一种间接方法，它用干湿球方程换算出湿度值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速必需达到2.5m/s以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其准确度只有5~7%RH,明显低于电子湿度传感器。显然干湿球也不属于静态法，不要简单地认为只要提高两支温度计的测量精度就等于提高了湿度计的测量精度。本文想强调两点：第一，由于湿度是温度的函数，温度的变化决定性地影响着湿度的测量结果。无论那种方法，精确地测量和控制温度是第一位的。须知即使是一个隔热良好的恒温恒湿箱，其工作室内的温度也存在一定的梯度。所以此空间内的湿度也难以完全均匀一致。第二，由于原理和方法差异较大，各种测量方法之间难以直接校准和认定，大多只能用间接办法比对。所以在两种测湿方法之间相互校对全湿程（相对湿度0~100%RH）的测量结果，或者要在所有温度范围内校准各点的测量结果，是十分困难的事。例如通风干湿球湿度计要求有规定风速的流动空气，而饱和盐法则要求严格密封，两者无法比对。最好的办法还是按国家对湿度计量器具检定系统（标准）规定的传递方式和检定规程去逐级认定。
温湿度传感器注意事项
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选择的注意事项①选择测量范围和测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。②选择测量精度测量精度是湿度传感器最重要的指标，每提高—个百分点，对湿度传感器来说就是上一个台阶，甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度，其制造成本相差很大，售价也相差甚远。所以使用者一定要量体裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。如在不同温度下使用湿度传感器，其示值还要考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.1℃。将产生0.5%RH的湿度变化(误差)。使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。多数情况下，如果没有精确的控温手段，或者被测空间是非密封的，±5%RH的精度就足够了。对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，再选用±3%RH以上精度的湿度传感器。而精度高于±2%RH的要求恐怕连校准传感器的标准湿度发生器也难以做到，更何况传感器自身了。相对湿度测量仪表，即使在20—25℃下，要达到2%RH的准确度仍是很困难的。通常产品资料中给出的特性是在常温（20℃±10℃）和洁净的气体中测量的。③考虑时漂和温漂在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，电子式湿度传器会产生老化，精度下降，电子式湿度传感器年漂移量一般都在±2%左右，甚至更高。一般情况下，生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年，到期需重新标定。④其它注意事项
温湿度传感器
湿度传感器是非密封性的，为保护测量的准确度和稳定性，应尽量避免在酸性、碱性及含有机溶剂的气氛中使用。也避免在粉尘较大的环境中使用。为正确反映欲测空间的湿度，还应避免将传感器安放在离墙壁太近或空气不流通的死角处。如果被测的房间太大，就应放置多个传感器。有的湿度传感器对供电电源要求比较高，否则将影响测量精度。或者传感器之间相互干扰，甚至无法工作。使用时应按照技术要求提供合适的、符合精度要求的供电电源。传感器需要进行远距离信号传输时，要注意信号的衰减问题。当传输距离超过200m以上时，建议选用频率输出信号的湿度传感器。
温湿度传感器行业需求
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食品行业：温湿度对于食品储存来说至关重要，温湿度的变化会带来食物变质，引发食品安全问题温湿度的监控有利于相关人员进行及时的控制。档案管理：纸制品对于温湿度极为敏感，不当的保存会严重降低档案保存年限，有了温湿度变送器配上排风机，除湿器，加热器，即可保持稳定的温度，避免虫害，潮湿等问题。温室大棚：植物的生长对于温湿度要求极为严格，不当的温湿度下，植物会停止生长、甚至死亡利用温湿度传感器，配合气体传感器，光照传感器等可组成一个数字化大棚温湿度监控系统，控制农业大棚内的相关参数，从而使大棚的效率达到极致。动物养殖：各种动物在不同的温度下会表现出不同的生长状态，高质高产的目标要依靠适宜的环境来保障。药品储存：根据国家相关要求，药品保存必须按照相应的温湿度进行控制。根据最新的GMP认证，对于一般的药品的温度存储范围为0-30℃。烟草行业：烟草原料在发酵过程中需要控制好温湿度，在现场环境方便的情况下可利用无线温湿度传感器监控温湿度，在环境复杂的现场内，可利用RS-485等数字量传输的温湿度传感器进行检测控制烟包的温湿度，避免发生虫害，如果操作不当，则会造成原料的大量损失。工控行业：主要用于暖通空调、机房监控等。楼宇中的环境控制通常是温度控制，对于用控制湿度达到最佳舒适环境的关注日益增多。
温湿度传感器应用案例
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温湿度传感器应用于监控文物环境的温湿度古文物之所以历经数百年几千年而保持完好，是由于其深埋于地下时，处在近乎封闭的环境中，物理的、化学的、生物的变化都停留在某种平衡状。但是随着它出土它的这种平衡性也会遭到破坏。所以文物出土后我们要采取有效的措施防止它们将逐渐被腐蚀、消耗，终归化为尘埃。文物在博物馆和档案馆中很容易受到空气腐蚀。所以利用温湿度传感器监控文物所在环境的温湿度是很有必要的。文物博物馆的温度和湿度要求是非常苛刻的，我们必须利用温湿度传感器实现对温度、湿度进行24小时实时监测，而且这些数据必须及时的传送给监控中心。一旦数值出现超出预设温湿度上下限，监测主机就会立即报警。从而文物保护人员就能及时的采取有效措施来确保文物的良好环境。灵活的传感器探头可直接放置于测量点进行使用，无需布线，省时省力。文物是古代文明的结晶对于我们了解以前的历史很有作用，所以保护文物非常有必要，温湿度传感器由于其价格便宜，便宜和监控系统相连的优点，使得其在保护文物方面有不可取代的作用，随着温湿度传感器的发展，用于监控文物的温湿度传感器也会大大改进，使得其精度更高、体积更小、以及灵敏度更加优越。这样才能更好的监控文物的环境。
温湿度传感器其它
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风管温湿度传感器风管温湿度传感器一般采用原装进口的温湿度传感模块，通过高性能单片机的信号处理,可以输出各种模拟信号。具有广泛的应用，甚至超过一般壁挂式温湿度传感器。
风管温湿度传感器采用灵活的管道式安装，使用方便，输出标准模拟信号，直接应用于各种控制机构和控制系统。整机性能更优越，长期稳定性更出色。这种温湿度传感器一般温度范围是-40-120℃ ，而湿度范围为0~100%RH。风管温湿度传感器输出信号具有多样性，一般有4-20mA，0-5V，0-10V等常见模拟信号，有的还带有485数字信号输出，如果客户需要还可以佩戴显示功能，这也是这种传感器使用范围很广的一种原因。　风管温湿度传感器广泛应用于楼宇自动化、气候与暖通信号采集、博物馆和宾馆的气候站、大棚温室以及医药行业等。这种传感器产品一般质保一年，使用一定年限后，产品测量精度会产生一定的漂移，为了保证测量精度，建议在产品使用1~2年后客户需对进行产品进行精度校正或者返厂精度校正。
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温湿度传感器技术：温湿度传感器的原理

　　无线温湿度传感器的简述：
　　温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。金鸽科技研发生产无线温湿度传感器可实现在不方便布线的所有场景下的温湿度在线监测，以下是温湿度的简单原理介绍。
　　温度及环境湿度的静电力常量：
　　温度
　　量度物块热冷的静电力常量，是国际单位制中七个基本物理量之一。在生产制造和科研中，很多物理变化和有机化学全过程全是在一定的温度下开展的，大家的日常生活也和它息息相关。
　　环境湿度
　　环境湿度很早以前就与日常生活存有着紧密的关联，但用总数来开展表达比较艰难。
　　空气湿度
　　在质量法中要求，环境湿度界定为“物像情况的量”。生活起居中特指的环境湿度为空气湿度，用RH%表达。总而言之，即汽体中（一般为空气中）所含水蒸气量（水蒸气压）两者之间气体同样状况下饱和状态水蒸气量（饱和状态水蒸气压）的百分数。
　　绝对湿度
　　指企业容量的气体里具体含有的水蒸气量，一般以克为企业。温度对绝对湿度拥有 立即危害，一般状况下，温度越高，水蒸气发多越大，绝对湿度就越大;反过来，绝对湿度就小。
　　饱和湿度
　　在一定温度下，企业容量，空气中能够容下的水蒸气量的zui大限度。假如超出这一程度，不必要的水蒸气便会凝固，变为水珠，这时的空气相对湿度变称之为饱和湿度。气体的饱和湿度并不是固定不动不会改变的，它伴随着温度的变化而变化。温度越高，企业容量气体里能容下的水蒸气就越大，饱和湿度就越大。
　　漏点
　　指带有一定量水蒸气（绝对湿度）的气体，当温度降低到一定水平时所含的水蒸气便会做到饱和（饱和湿度）并刚开始汽化变成水，这类状况称为精华露。水蒸气刚开始汽化变成水时的温度称为“漏点温度”通称“漏点”。假如温度再次降低到漏点下列，气体中超联赛饱和状态的水蒸气便会在物块表层上凝固成水珠。除此之外，风与空气中的温度湿度有密切相关，也是危害气体温度湿度变化的关键要素之一。
　　温度传感器的类型：
　　1. 温度传感器按检验方式有触碰与非接触式
　　2. 容栅温度传感器
　　3. 容栅温度传感器的检验一部分与被测目标有优良的触碰，别称温度计。
　　按原理有以下方式的温度传感器：
　　金属材料澎涨基本原理设计方案的控制器
　　金属材料在自然环境温度变化后会造成一个相对的拓宽，因而控制器能够 以不一样方法对这类反映开展数据信号变换。
　　双金属片式控制器
　　双金属片由两块不一样热膨胀系数的金属材料贴在一起而构成，伴随着温度变化，原材料A比此外一种金属材料澎涨水平要高，造成铜片弯折。弯折的折射率能够 转化成一个輸出数据信号。
　　双金属棒和金属软管控制器
　　伴随着温度上升，金属软管（原材料A）长短提升，而不澎涨钢杆（金属材料B）的长短并不提升，那样因为部位的更改，金属软管的线形澎涨就可以开展传送。相反，这类线形澎涨能够 转化成一个輸出数据信号。
　　液体和汽体的形变曲线图设计方案的控制器
　　在温度变化时，液體和汽体一样会相对造成容积的变化。
　　各种类型的构造能够 把这类澎涨的变化转化成部位的变化，那样造成部位的变化輸出（电位计、磁感应误差、挡流板这些）。
　　热敏电阻温度传感器
　　热敏电阻是用半导体器件， 大多数为负温度指数，即电阻值随温度提升而减少。
　　温度变化会导致大的电阻值更改，因而它是zui灵巧的温度传感器。但热敏电阻的线性偏差，而且与生产工艺流程有挺大关联。生产商给出不来规范化的热敏电阻曲线图。
　　热敏电阻容积十分小，对温度变化的回应也快。但热敏电阻必须应用电流源，小规格也使它对自热偏差极其比较敏感。
　　热敏电阻在两道上精确测量的是肯定温度， 有不错的精密度，但它定压比热偶贵， 能测温度范畴也低于热偶。它特别适合必须开展迅速和灵巧温度精确测量的电流量操纵运用。规格小针对有空间规定的运用是有益的，但务必留意避免自热偏差。
　　热敏电阻也有其本身的精确测量方法。热敏电阻体型小是优势，它能迅速平稳，不容易导致热负荷。但是也因而很不牢固，大电流量会导致自热。因为热敏电阻是一种电阻器性元器件，一切电流源都是在其上因输出功率而导致发烫。因而要应用小的电流源。假如热敏电阻曝露在高烧中，将造成 永久的毁坏。
　　热电偶温度传感器
　　热电偶由2个不一样原材料的金属丝构成，在尾端电焊焊接在一起。当热电偶一端遇热时，热电偶电源电路中就会有电势差。能用精确测量的电势差来测算温度。因为它务必有二种不一样材料的电导体，因此称作热电偶。不一样材料作出的热电偶应用于不一样的温度范畴，他们的敏感度也不尽相同。热电偶的敏感度就是指加温点温度变化1℃时，輸出电势差的变化量。针对大部分金属复合材料支撑点的热电偶来讲，这一标值大概在5～40微伏/℃中间。
　　因为热电偶温度传感器的敏感度与原材料的大小不相干，用十分细的原材料也可以制成温度传感器。也因为制做热电偶的金属复合材料具备非常好的可塑性，这类微小的温度测量元器件有非常高的响应时间，能够 精确测量迅速变化的全过程。
　　热电偶是温度精确测量中zui常见的温度传感器。其关键益处是宽温度范畴和融入各种各样环境空气，并且牢固、价格低，不用供电系统，也是zui划算的。热电偶是非常简单和zui通用性的温度传感器，但热电偶并不宜高精密的的精确测量和运用。
　　湿度控制器的类型
　　湿度控制器的湿敏元器件分成电阻器式和电容传感器二种。
　　湿敏电阻的特性是在基片上遮盖一层用感湿原材料做成的膜，当空气中的水蒸汽吸咐在感湿膜上时，元器件的电阻和阻值都产生变化，运用这一特点就可以测量湿度。
　　湿敏电容器一般是用高分子材料薄膜电容做成的，常见的纤维材料有聚乙烯、聚酰亚胺膜、酪酸醋酸纤维等。当自然环境湿度发生改变时，湿敏电容器的导热系数产生变化，使其容量也产生变化，其电容器变化量与相对性湿度正比。
　　普遍的湿度测量方式有：动态性法（双压法、双温法、分离法），静态数据法（饱和状态盐法、盐酸法），漏点法，湿区球法和各式各样的电子式控制器法。
　　动态性法测量
　　这儿双压法、双温法是根据热学P、V、T均衡基本原理，均衡時间较长，分离法是根据肯定体内湿气和肯定干气体的精准混和。因为选用了当代测控方式，这种机器设备能够做得非常高精密，却因机器设备繁杂，价格昂贵，运行费时间费时，关键做为规范计量检定的用处，其测量精度达到±2%RH -±1.5%RH。
　　静态数据法测量
　　静态数据法中的饱和状态盐法，是湿度测量中zui普遍的方式，行之有效。但饱和状态盐法对液、气两相的均衡规定严格，对自然环境温度的平稳规定较高。用起來规定等很长期去均衡，低温干燥点规定更长。非常在房间内湿度和瓶里湿度误差很大时，每一次打开都必须均衡6~8钟头。
　　漏点法测量
　　漏点法是测量潮湿空气做到饱和状态时的温度，是热学的立即結果，准确度高，测量范畴宽。计量检定用的高精密露点仪准确度达到±0.2℃乃至高些。但用当代光—电基本原理的冷镜式露点仪价格比较贵，常和规范湿度产生器配套设施应用。
　　湿区法测量
　　湿区球法，它是18世纪就创造发明的测湿方式。有悠久的历史，应用zui广泛。湿区球法是一种间接性方式，它用湿区球方程组计算出湿度值，而此方程组是有标准的：即在干球温度周边的风力必不可少做到2.5m/s之上。一般用的湿区球温度计将此标准简单化了，因此其准确度只能5~7%RH，显著小于电子器件湿度控制器。显而易见湿区球也不属于静态数据法，不必简易地觉得要是提升两只温度计的测量精度就相当于提升了湿度计的测量精度。
　　电子式湿敏控制器
　　电子式湿敏控制器的准确度达到2-3%RH，这比湿区球测湿高精度。
　　湿敏元器件的线性及抗污能力差，在检验自然环境湿度时，湿敏元器件要长期性曝露在被测自然环境中，非常容易被环境污染而危害其测量精度及长期性可靠性。这些方面沒有湿区球测湿方式好。
　　金鸽科技4G无线网络远程控制温湿度控制器IoTX用以把点射的温度DS18B20、温湿度探测仪迅速靠谱连接云服务平台，适用中国移动通信、联通公司的GSM互联网、联通公司的WCDMA 3G互联网、3G互联网及其NB-IoT互联网。广泛运用于远程控制检测加工厂温湿度、主机房、工业设备温度、新鲜水果仓储物流等场所。支持短消息、手机微信、云服务平台等多种多样报警方法，支持Modbus TCP协议书，MQTT协议书，能够迅速连接金鸽物联网云服务平台及其第三方SCADA等系统软件。
　　特性：
　　1.既可作详细商品应用，也可当摸组开展二次开发；
　　2.二种工作模式可选：一切正常方式：数据信息即时传递，让客户立即掌握当场情况；低能耗方式：3G无线网络远程控制温湿度控制器IoT105选用超低能耗设计方案（低于230uA），适用实用性规定不太高的场地；
　　3.多种多样通信方式可选：GSM、GPRS、3G、3G、NB-IoT、LoRa、以太网接口等；
　　4.多元化作用可选：模拟量输入检测、开关量检测、温湿度检测、RS485串口通信透传、电源开关操纵等；
　　5.支持根据短消息、游戏电脑配置手机软件、云服务平台设定主要参数及其查询实时数据；
　　6.支持10个客户号，每一个号可独立设定接受特殊的报警短信信息内容和救援电话；
　　7.支持10个计时器，可设定定时重启、定时执行汇报、定时执行发布、定时执行退出等；
　　8.支持两个不一样的网络服务器管理中心，可设定IP地址或是网站域名；
　　9.支持Modbus RTU Over TCP协议书和MQTT协议书；
　　10.宽工作频率设计方案，支持7~24VDC供电系统，且含有防反接维护；
　　11.内嵌时钟芯片和超级电容，保证断电后也可以长期倒计时；
　　12.应用Nano电话卡，支持PIN码认证作用，保证用卡安全性；
　　13.精巧精美，PCB规格比1/2卡牌也要小；
　　14.选用防潮机壳，在户外也可一切正常安裝应用.