一、产品介绍及参数

智能数字传感器采用高精度土壤硝酸盐离子电极， RS-485接口输出，支持标准Modbus RTU工业数据总线协议，能够完成硝酸盐离子数据采集、校准及自动温度补偿等功能，用户可自定义查询子地址，设置传输波特率。
S-CGHNO3智能数字传感器参数：

型号	S-CGHNO3
探头	复合电极（带温补）
反应时间	1 秒内完成 90% 读数
温度范围	0 ~ 50°C
量程范围	0.1ppm ~ 18000ppm
分辨率	±2%
输出接口	全数字输出（浮点），接口RS-485
传输协议	Modbus RTU
功能码	支持 03 04 06
自定义定地址	支持 1 ~ 254地址范围
自定义波特率	支持115200, 57600, 38400, 28800, 19200, 14400, 9600, 4800, 2400, 1200，8N1
校准	命令方式校准/软件校准
温度补偿	自动补偿
补偿器件	PT100/PT1000铂热电阻
自动识别	特征码查询识别
工作电压	5V±0.2V DC
预热时间	≤ 1s
系统功耗	≤ 210 mW
ESD人体静电防护	支持
防护等级	IP54
传感器寿命	68个月（视土质状况而定）

二、产品资源

《用户手册》	1份
《自动校准软件》	1份

三、使用Modbus通讯协议与传感器通讯

3.1 Modbus协议
Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。为更好地普及和推动Modbus在基于以太网上的分布式应用，目前施耐德公司已将Modbus协议的所有权移交给IDA（Interface for Distributed Automation，分布式自动化接口）组织，并成立了Modbus-IDA组织，为Modbus今后的发展奠定了基础。在中国，Modbus已经成为国家标准GB/T19582-2008
3.2 传感器通讯波特率
在第一次使用传感器时，传感器使用的默认波特率为9600 Baud，8 Data bits, None Parity, 1 Stop Bit，您可以通过Modbus RTU命令写波特率寄存器进行设置，命令写入后将在下一次上电时生效。

表3.2.1 波特率寄存器

寄存器名称	类型	大小	起始地址	读功能码	写功能码	数据-波特率	默认值	存储模式
波特率	4X	16 Bit	0x0001	0x03	0x06	见表 4.2.2	0x0000	大端模式（Big-Endian）

表3.2.2 寄存器数据与波特率关系

寄存器数据	对应波特率
0x0000	115200 Baud
0x0001	57600 Baud
0x0002	38400 Baud
0x0003	28800 Baud
0x0004	19200 Baud
0x0005	14400 Baud
0x0006	9600 Baud
0x0007	4800 Baud
0x0008	2400 Baud
0x0009	1200 Baud
其他	自动恢复到出厂设置值

3.2.1 修改波特率寄存器示例
（1）将波特率修改为9600 Baud (0x0006)，默认传感器子地址为0x01
主机发送请求：

地址（8 Bit）	功能码（8 Bit）	起始寄存器地址高位（8 Bit）	起始寄存器地址低位（8 Bit）	数据高位（8 Bit）	数据低位（8 Bit）	CRC高位	CRC低位
0x01	0x06	0x00	0x01	0x00	0x06	0x58	0x08

传感器正常应答：

地址（8 Bit）	功能码（8 Bit）	起始寄存器地址高位（8 Bit）	起始寄存器地址低位（8 Bit）	数据高位（8 Bit）	数据低位（8 Bit）	CRC高位	CRC低位
0x01	0x06	0x00	0x01	0x00	0x06	0x58	0x08

传感器异常应答：见《Modbus RTU协议》- 06功能码对应的异常码相关章节。
传感器进行正常应答后，将传感器重新上电，使用9600 Baud连接传感器即可。

3.3 传感器子地址
在第一次使用传感器时，传感器使用的默认子地址为0x01，您可以通过Modbus RTU命令写子地址寄存器进行设置，命令写入后将在下一次上电时生效。
表3.3.1 子地址寄存器

寄存器名称	类型	大小	起始地址	读功能码	写功能码	数据范围	默认值	存储模式
子地址	4X	16 Bit	0x0002	0x03	0x06	0x00~0xFE	0x0001	大端模式（Big-Endian）

注意：若设置的地址范围超过0x00 ~ 0xFE，传感器将默认将高位字节数据丢弃，使用低位字节作为新的地址号。
3.3.1 修改地址寄存器示例
（1）将地址修改为0x08 ，默认传感器地址为0x01
主机发送请求：

地址（8 Bit）	功能码（8 Bit）	起始寄存器地址高位（8 Bit）	起始寄存器地址低位（8 Bit）	数据高位（8 Bit）	数据低位（8 Bit）	CRC高位	CRC低位
0x01	0x06	0x00	0x02	0x00	0x08	0x29	0xCC

传感器正常应答：

地址（8 Bit）	功能码（8 Bit）	起始寄存器地址高位（8 Bit）	起始寄存器地址低位（8 Bit）	数据高位（8 Bit）	数据低位（8 Bit）	CRC高位	CRC低位
0x01	0x06	0x00	0x02	0x00	0x08	0x29	0xCC

传感器异常应答：见《Modbus RTU协议》- 06功能码对应的异常码相关章节。
传感器进行正常应答后，将传感器重新上电，使用子地址 0x08连接传感器即可。
3.4 获取铵离子浓度
通过Modbus RTU 协议可以访问硝酸根离子(NO3)值寄存器来获取当前所测量的NO3值数据，NO3数据由2个16 bit的输入寄存器进行存储，按照小端模式（Little-Endian，即x86体系模式）的单精度浮点数（即C\C++ 中的float类型, 32 Bit）进行表示。

表3.4.1 NO3寄存器

寄存器名称	类型	大小	起始地址	读功能码	写功能码	数据范围	存储模式
NH4值1	3X	16 Bit	0x0001	0x04	-	-2^128 ~ +2^128	单精度浮点数
NH4值2	3X	16 Bit	0x0002	0x04	-	-2^128 ~ +2^128	单精度浮点数

3.4.1 读取NH4值寄存器示例
（1）默认传感器地址为0x01，电极放置在硝酸根离子为 14.078314 ppm 的溶液当中进行测量
主机发送请求：

地址（8 Bit）	功能码（8 Bit）	起始寄存器地址高位（8 Bit）	起始寄存器地址低位（8 Bit）	寄存器数量高位（8 Bit）	寄存器数量低位（8 Bit）	CRC高位	CRC低位
0x01	0x04	0x00	0x01	0x00	0x02	0x20	0x0B

传感器正常应答：

地址（8 Bit）	功能码（8 Bit）	字节数（8 Bit）	数据位[0] （8 Bit）	数据位[1] （8 Bit）	数据位[2] （8 Bit）	数据位[3] （8 Bit）	CRC高位	CRC低位
0x01	0x04	0x04	0xC6	0x40	0x61	0x41	0x2F	0x78

传感器异常应答：见《Modbus RTU协议》- 04功能码对应的异常码相关章节。
应答数据说明：
在传感器应答中，数据位[0]至数据位[3]共4个字节构成了32位小端模式下的Float类型的数据即为14.078314。
编程提示：
以上述数据为例，C语言当中可进行如下转换操作
注意：样例代码为x86 PC 或小端模式ARM处理器平台

#include <stdio.h>
typedef union
{
         unsigned char Hex[4];
         float                Val;

}THex2Float;

int main()
{
THex2Float t;
t.Hex[0] = 0xC6;            /* 数据位[0] */
t.Hex[1] = 0x40;            /* 数据位[1] */
t.Hex[2] = 0x61;            /* 数据位[2] */
t.Hex[3] = 0x41;          /* 数据位[3] */
printf("%f", t.Val);         /* t.Val 值将被输出为 14.078314 */
return 0;

}

3.5 读取温度值寄存器示例
表3.4.1 NO3温度寄存器

寄存器名称	类型	大小	起始地址	读功能码	写功能码	数据范围	存储模式
NO3温度1	3X	16 Bit	0x0003	0x04	-	-2^128 ~ +2^128	单精度浮点数
NO3温度2	3X	16 Bit	0x0004	0x04	-	-2^128 ~ +2^128	单精度浮点数

（1）默认传感器地址为0x01，电极放置在硝酸根离子为 14.078314℃ 的溶液当中进行测量
主机发送请求：

地址（8 Bit）	功能码（8 Bit）	起始寄存器地址高位（8 Bit）	起始寄存器地址低位（8 Bit）	寄存器数量高位（8 Bit）	寄存器数量低位（8 Bit）	CRC高位	CRC低位
0x01	0x04	0x00	0x03	0x00	0x02	0xB1	0xCB

传感器正常应答：

地址（8 Bit）	功能码（8 Bit）	字节数（8 Bit）	数据位[0] （8 Bit）	数据位[1] （8 Bit）	数据位[2] （8 Bit）	数据位[3] （8 Bit）	CRC高位	CRC低位
0x01	0x04	0x04	0xC6	0x40	0x61	0x41	0x2F	0x78