超聲波一體式氣象站

1. 產(chǎn)品介紹

1.1 產(chǎn)品概述

該一體式氣象站可廣泛適用于環(huán)境檢測，集風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度、噪聲采集、PM2.5和PM10、CO2、大氣壓力于一體，設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU 通信協(xié)議，RS485信號輸出，通信距離遠(yuǎn)可達(dá)2000米，可將數(shù)據(jù)通過 485 通信的方式上傳至客戶的監(jiān)控軟件或 PLC 組態(tài)屏等，也支持二次開發(fā)。

該產(chǎn)品廣泛適用于需要測量環(huán)境溫濕度、噪聲、空氣質(zhì)量、CO2、大氣壓力等各種場合，安全可靠，外觀美觀，安裝方便，經(jīng)久耐用。

1.2 功能特點(diǎn)

本產(chǎn)品體積小、重量輕，采用優(yōu)質(zhì)抗紫外線材質(zhì)，使用壽命長，采用高靈敏度的探頭，信號穩(wěn)定，精度高。關(guān)鍵部件采用進(jìn)口器件，穩(wěn)定可靠，具有測量范圍寬、線形度好、防水性能好、使用方便、便于安裝、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。

* 采用多采集裝置一體式設(shè)計(jì)，安裝方便。

* 風(fēng)速風(fēng)向采用超聲波原理測量，無啟動(dòng)風(fēng)速限制，零風(fēng)速工作，無角度限制，360°，可同時(shí)獲得風(fēng)速、風(fēng)向的數(shù)據(jù)。

* 噪聲采集，測量精確，量程高達(dá)30dB~120dB。

* PM2.5和PM10同時(shí)采集，量程：0-1000ug/m3，分辨率1ug/m3，*雙頻數(shù)據(jù)采集及自動(dòng)標(biāo)定技術(shù)，一致性可達(dá)±10%。

* CO2量程：0-5000ppm，分辨率1ppm。

* 測量環(huán)境溫濕度，測量單元為瑞士進(jìn)口，測量準(zhǔn)確。

* 寬范圍0-120Kpa氣壓量程，可應(yīng)用于各種海拔高度。

* 采用的485電路，通信穩(wěn)定。

1.3 主要技術(shù)指標(biāo)

直流供電（默認(rèn)） 12VDC

大功耗 RS485輸出 0.8W

精度 風(fēng)速 ±(0.2m/s±0.02*v)(v為真實(shí)風(fēng)速) 風(fēng)向 ±3° 濕度 ±3%RH(5%RH~95%RH,25℃) 溫度 ±0.5℃（25℃） 大氣壓力 ±0.15Kpa@25℃ 75Kpa 噪聲 ±3db PM10 PM2.5 ±10%（25℃） CO2 ±(40ppm+ 3%F·S) (25℃)

量程 風(fēng)速 0~60m/s

風(fēng)向 0~359° 濕度 0%RH~99%RH 溫度 -40℃~+120℃ 大氣壓力 0-120Kpa 噪聲 30dB~120dB PM10 PM2.5 0-1000ug/m3 CO2 0-5000ppm

長期穩(wěn)定性 溫度 ≤0.1℃/y 濕度 ≤1%/y 大氣壓力 -0.1Kpa/y 噪聲 ≤3db/y PM10 PM2.5 ≤1%/y CO2 ≤1%/y

響應(yīng)時(shí)間 風(fēng)速 1S 風(fēng)向 1S 溫濕度 ≤1s 光照強(qiáng)度 ≤0.1s 大氣壓力 ≤1s 噪聲 ≤1s PM10 PM2.5 ≤90S CO2 ≤90S

輸出信號 RS485輸出 RS485(標(biāo)準(zhǔn)Modbus通訊協(xié)議)

1.4產(chǎn)品選型

RS- 公司代號

FSXCS- 一體式氣象站 N01- 485通信（標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU協(xié)議） 1 一體式殼體

注意：選擇PM要素則不可再選CO2要素，二者不可同時(shí)選擇。

2. 設(shè)備尺寸

設(shè)備尺寸圖（單位：mm）

3. 設(shè)備安裝說明

3.1 設(shè)備安裝前檢查

設(shè)備清單：

■一體式氣象站設(shè)備1臺(tái)

■安裝螺絲一包

■保修卡、合格證

3.2安裝方法

抱合座安裝：

超聲波氣象站

橫梁安裝：

3.3 接口說明

直流電源12V供電。485信號線接線時(shí)注意A/B兩條線不能接反，總線上多臺(tái)設(shè)備間地址不能沖突。

線色 說明

電源 棕色 電源正（12V DC） 黑色 電源負(fù)

通信 綠色 485-A 藍(lán)色 485-B

3.4 485現(xiàn)場布線說明

多個(gè)485型號的設(shè)備接入同一條總線時(shí)，現(xiàn)場布線有一定的要求，具體請參考資料包中《485設(shè)備現(xiàn)場接線手冊》。

4. 配置軟件安裝及使用

4.1 軟件選擇

打開資料包，選擇“調(diào)試軟件”---“485參數(shù)配置軟件”，找到“485參數(shù)配置工具”

打開即可。

4.2 參數(shù)設(shè)置

①、選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設(shè)備管理器—端口”里面查看COM端口），下圖列舉出幾種不同的485轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)名稱。

②、單獨(dú)只接一臺(tái)設(shè)備并上電，點(diǎn)擊軟件的測試波特率，軟件會(huì)測試出當(dāng)前設(shè)備的波特率以及地址，默認(rèn)波特率為4800bit/s,默認(rèn)地址為0x01。

③、根據(jù)使用需要修改地址以及波特率，同時(shí)可查詢設(shè)備的當(dāng)前功能狀態(tài)。

④、如果測試不成功，請重新檢查設(shè)備接線及485驅(qū)動(dòng)安裝情況。

5. 通信協(xié)議

5.1 通訊基本參數(shù)

編 碼 8位二進(jìn)制

數(shù)據(jù)位 8位

奇偶校驗(yàn)位 無

停止位 1位

錯(cuò)誤校驗(yàn) CRC（冗余循環(huán)碼）

波特率 2400bit/s、4800bit/s、9600 bit/s可設(shè)，出廠默認(rèn)為4800bit/s

5.2 數(shù)據(jù)幀格式定義

采用Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：

初始結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時(shí)間

地址碼 = 1 字節(jié)

功能碼 = 1 字節(jié)

數(shù)據(jù)區(qū) = N 字節(jié)

錯(cuò)誤校驗(yàn) = 16 位CRC 碼

結(jié)束結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時(shí)間

地址碼：為變送器的起始地址，在通訊網(wǎng)絡(luò)中（出廠默認(rèn)0x01）。

功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能指示，本變送器只用到功能碼0x03（讀取寄存器數(shù)據(jù)）。

數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意16bits數(shù)據(jù)高字節(jié)在前！

CRC碼：二字節(jié)的校驗(yàn)碼。

主機(jī)問詢幀結(jié)構(gòu)：

地址碼 功能碼 寄存器起始地址 寄存器長度 校驗(yàn)碼低字節(jié) 校驗(yàn)碼高字節(jié)

1字節(jié) 1字節(jié) 2字節(jié) 2字節(jié) 1字節(jié) 1字節(jié)

從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)：

地址碼 功能碼 有效字節(jié)數(shù) 數(shù)據(jù)一區(qū) 數(shù)據(jù)二區(qū) 數(shù)據(jù)N區(qū) 校驗(yàn)碼低字節(jié) 校驗(yàn)碼高字節(jié)

1字節(jié) 1字節(jié) 1字節(jié) 2字節(jié) 2字節(jié) 2字節(jié) 1字節(jié) 1字節(jié)

5.3 通訊寄存器地址說明

寄存器中的內(nèi)容如下表所示（支持03/04功能碼）：

寄存器地址 PLC或組態(tài)地址 內(nèi)容 操作 定義說明

500 40501 風(fēng)速值 只讀 實(shí)際值的100倍

501 40502 風(fēng)力 只讀 實(shí)際值 （當(dāng)前風(fēng)速對應(yīng)的風(fēng)級值）

502 40503 風(fēng)向（0-7檔） 只讀 實(shí)際值（正北方向?yàn)?，順時(shí)針增加數(shù)值，正東方為2）

503 40504 風(fēng)向（0-360°） 只讀 實(shí)際值（正北方向?yàn)?°順時(shí)針增加度數(shù)，正東方為90°）

504 40505 濕度值 只讀 實(shí)際值的10倍

505 40506 溫度值 只讀 實(shí)際值的10倍

506 40507 噪聲值 只讀 實(shí)際值的10倍

507 40508 PM2.5值（若選CO2類型設(shè)備則此寄存器為CO2值） 只讀 實(shí)際值

508 40509 PM10值（若選CO2類型設(shè)備則此寄存器為空） 只讀 實(shí)際值

509 40510 大氣壓值（單位Kpa,） 只讀 實(shí)際值的10倍

5.4 通訊協(xié)議示例以及解釋

5.4.1舉例：讀取變送器設(shè)備（地址0x01）的實(shí)時(shí)風(fēng)速值

問詢幀

地址碼 功能碼 起始地址 數(shù)據(jù)長度 校驗(yàn)碼低字節(jié) 校驗(yàn)碼高字節(jié)

0x01 0x03 0x01 0xF4 0x00 0x01 0x C4 0x04

應(yīng)答幀

地址碼 功能碼 返回有效字節(jié)數(shù) 風(fēng)速值 校驗(yàn)碼低字節(jié) 校驗(yàn)碼高字節(jié)

0x01 0x03 0x02 0x00 0x7D 0x78 0x65

實(shí)時(shí)風(fēng)速計(jì)算：

風(fēng)速：007D (十六進(jìn)制)= 125 => 風(fēng)速 = 1.25 m/s

5.4.2舉例：讀取變送器設(shè)備（地址0x01）的風(fēng)向值

問詢幀

地址碼 功能碼 起始地址 數(shù)據(jù)長度 校驗(yàn)碼低字節(jié) 校驗(yàn)碼高字節(jié)

0x01 0x03 0x01 0xF6 0x00 0x01 0x65 0xC4

應(yīng)答幀

地址碼 功能碼 返回有效字節(jié)數(shù) 風(fēng)向值 校驗(yàn)碼低字節(jié) 校驗(yàn)碼高字節(jié)

0x01 0x03 0x02 0x00 0x02 0x39 0x85

風(fēng)向計(jì)算：

風(fēng)向：0002 (十六進(jìn)制)= 2 => 風(fēng)向 = 東風(fēng)

5.4.3舉例：讀取變送器設(shè)備（地址0x01）的溫濕度值

問詢幀

地址碼 功能碼 起始地址 數(shù)據(jù)長度 校驗(yàn)碼低位 校驗(yàn)碼高位

0x01 0x03 0x01 0xF8 0x00 0x02 0x44 0x06

應(yīng)答幀（例如讀到溫度為-10.1℃，濕度為65.8%RH）

地址碼 功能碼 有效字節(jié)數(shù) 濕度值 溫度值 校驗(yàn)碼低位 校驗(yàn)碼高位

0x01 0x03 0x04 0x02 0x92 0xFF 0x9B 0x5A 0x3D

溫度：當(dāng)溫度低于0℃時(shí)以補(bǔ)碼形式上傳

0xFF9B (十六進(jìn)制)= -101 => 溫度 = -10.1℃

濕度：

0x0292(十六進(jìn)制)=658=> 濕度 = 65.8%RH

6. 常見問題及解決辦法

設(shè)備無法連接到PLC或電腦

可能的原因：

1)電腦有多個(gè)COM口，選擇的口不正確。

2)設(shè)備地址錯(cuò)誤，或者存在地址重復(fù)的設(shè)備（出廠默認(rèn)全部為1）。

3)波特率，校驗(yàn)方式，數(shù)據(jù)位，停止位錯(cuò)誤。

4)主機(jī)輪詢間隔和等待應(yīng)答時(shí)間太短，需要都設(shè)置在200ms以上。

5)485總線有斷開，或者A、B線接反。

6)設(shè)備數(shù)量過多或布線太長，應(yīng)就近供電，加485增強(qiáng)器，同時(shí)增加120Ω終端電阻。

7)USB轉(zhuǎn)485驅(qū)動(dòng)未安裝或者損壞。

8)設(shè)備損壞。

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