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环境监测

S-GSDA-mini小超声波风速风向气压一体化传感器

关键词:超声波一体化传感器,迷你型全数字化传感器,mini超声波传感器
测量范围: 500~1100hPa
准 确 度: ±0.3hPa
分 辨 率: 0.1hPa
供电:DC12V
通讯输出:RS485
通讯波特率:9600
通讯协议:MODBUS通讯协议

产品简介

  S-GSDA-mini超声波一体化传感器是一款迷你型全数字化传感器,高度集成超声波风速风向、高精度数字温度、湿度、气压等传感器,体积小巧,集成度高,质量轻,坚固耐用;

  本产品没有任何移动部件,不需要现场维护和校准,可准确、快速检测出现场环境的风速、风向、大气温度、大气湿度及大气压力,高强度结构设计可在恶劣气候环境中准确检测,可广泛用于气象、环境、环保、交通运输、智慧城市、工业检测等领域。

技术参数

             风速                风向

  测量范围: 0~40m/s           0~360°

  精 度: 低风速:±0.5m/s      低风速:±3°

          高风速:±1m/s        高风速:±5°

  分 辨 率: 0.01m/s             1°

               温度               湿度

  测量范围: -50~100℃         0~100%RH

  准 确 度: ±0.5℃            ±5%RH

  分 辨 率: 0.1℃               0.1%RH

  气压

  测量范围: 500~1100hPa

  准 确 度: ±0.3hPa

  分 辨 率: 0.1hPa

  供电:DC12V

  通讯输出:RS485

  通讯波特率:9600

  通讯协议:MODBUS通讯协议

  外壳材质:工程塑料

  操作温度:-40°C-70°C

  存储温度:-50°C – 80°C

  工作湿度:0-100%

  外观尺寸/重量:φ90 X 140mm/0.6Kg

  防护等级:IP65

  整体功耗:0.2W

结构尺寸


注意:

(1)M5的螺丝和螺柱,安装孔之间的角度为120度;

(2)安装直径为50mm;

接线方法

  (1)传感器底部有一个8芯航空插头,其针脚对应的管脚定义:

  1-电源﹢    2-485﹢   3-485﹣   4-GND

  (2)若配备本公司生产的采集器,直接使用传感器线将 传感器与采集器上的相应接口相连即可。

  (3)若单独购买变送器,变送器配套线线序分别为:

线颜色

输出信号

通讯型

 

红色

电源正

 

黑色

电源地

 

黄色

RS485+/A+/TX

 

蓝色

RS485-/B-/RX

 

  注:最终以通讯线缆上接线标签标注为准。

MODBUS-RTU通讯协议

通讯参数:波特率9600  数据位 8位  无校验位

两次通信间隔至少1000ms以上

【1】写入设备地址

发送: 00 10 Address CRC    (5个字节)

返回: 00 10 CRC    (4个字节)

说明: 1.读写地址命令的地址位必须是00

       2. Address为1个字节,范围为0-255

例如: 发送00 10 01 BD C0

返回: 00 10 00 7C

【2】读取设备地址

发送: 00 20 CRC  (4个字节)

返回: 00 20 Address CRC    (5个字节)

说明: Address为1个字节,范围为0-255

例如: 发送 00 20 00 68

返回: 00 20 01 A9 C0  

A.读取实时数据:

假设设备地址为:0X01,有效范围0~254,0为广播地址。

如:01 03 00 00 00 05 85 C9

序号

含义

偏移

字节数

说明

1

设备地址

0

1

设备唯一地址

2

操作码(读)

1

1

固定值0x03

3

寄存器起始编号

2

2

读取的第一个寄存器编号

4

读取寄存器个数

4

2

5个传感器

5

CRC16检验

6

2

低前高后

设备返回:

01 03 0A xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx CRC16

序号

含义

偏移

字节数

说明

1

地址域

0

1

地址(0x01)

2

操作码

1

1

仅读(0x03)

3

数据长度域

2

1

 

4

数据域

3

2

风速:0x7FFF表无效/未接

5

2

风向:0x7FFF表无效/未接

7

2

温度:0x7FFF表无效/未接

9

2

湿度:0x7FFF表无效/未接

11

2

气压:0x7FFF表无效/未接

5

校验域

35

2

低前高后

作 码:固定为0x03,即读取操作,不支持其他操作。

起始编号:范围0-15,表示要读取的第一个寄存器编号。

寄存器个数:范围1-16,表示读取最后一个寄存器编号+1,读取的数据不包括本编号的寄存器内容,仅作为结束标记,其值必须保证大于等于“起始编号”。

B.设备返回数据帧:

01 03 0A xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx CRC16

数据长度:不含本身,仅表示数据域的字节数量。最大10,最小0。

根据读取指令序列的“起始编号”和“寄存器个数”来确定。

数据长度 = (结束编号 –寄存器个数)*2

通讯举例(获取5个传感器的数据,获取单个传感器依次类推):

发送:01 03 00 00 00 05 D4 09

返回:01 03 0A 01 10 00 B0 00 FA 02 8A 27 AC EA B3

01 10 为风速数据,是十六进制整数,换算成十进制是272,风速分辨率是0.01,即为2.72m/s

00 B0 为风向数据,是十六进制整数,换算成十进制是176,风向分辨率是1,即风向为176度。

00 FA 为温度数据,是十六进制整数,换算成十进制是250,温度分辨率是0.1,即为25.0℃;

温度是有负数的,返回的负数是以十六进制补码的形式表示,例如:如果温度为FF 65换算成十进制是-155,温度分辨率是0.1,即为-15.5℃。

02 8A 为湿度数据,是十六进制整数,换算成十进制是650,湿度分辨率是0.1,即为65.0%RH。

27 AC 即为气压,是十六进制整数,换算成十进制是10156,气压传感器分辨率是0.1,即为1015.6hPa(百帕)。

C.CRC16校验码的计算

  • 预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF(即全为1);称此寄存器为CRC寄存器;

  • 把第一个8位二进制数据(既通讯信息帧的第一个字节)与16位的CRC寄存器的低8位相异或,把结果放于CRC寄存器;

  • 把CRC寄存器的内容右移一位(朝低位)用0填补最高位,并检查右移后的移出位;

  • 如果移出位为0:重复第3步(再次右移一位);

如果移出位为1:CRC寄存器与多项式A001(1010 0000 0000 0001)进行异或;

  • 重复步骤3和4,直到右移8次,这样整个8位数据全部进行了处理;

  • 重复步骤2到步骤5,进行通讯信息帧下一个字节的处理;

  • 将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后,得到的16位CRC寄存器的高、低字节进行交换;

  • 最后得到的CRC寄存器内容即为CRC16码。(注意得到的CRC码即为低前高后顺序)

D.通道数据转换

例如温度十六进制编码为“00 C3”,换算成二进制为“0000000 11000011”,其二进制的第一位为“0”,所以它的值为正数,此时则可以用1中的的方法换算出十进制值“195”,最后将它乘以0.1后得到最终结果“19.5”。

又例如温度十六进制编码为“FF 3D”, 换算成二进制为“11111111 00111101” ,其二进制的第一位为“1”,所以它的值为负数。

其具体换算步骤如下:

(1)将其二进制的的第一位替换为“0” 得到:“01111111 00111101

(2)后15位取反后得到:“00000000 11000010

(3)加上“1”后得到:“00000000 11000011

(4)按照1中的正数表示方法得到十进制值“195

(5)因为是负值所以为“-195

(6)结果除以10,最终结果为“-19.5

所以:00 C3 → 19.5

         FF 3D → -19.5

安装注意事项

S-GSDA-S超声波一体化传感器能满足多项规格说明,能够在世界各地不同的环境下使用,现场不需要进行复杂的维护和校准。

  •     经常检查,确保传感器不要被其它正在运行的设备干扰,这些设备可能不完全遵循通用标准,例如无线电/雷达发射装置,轮船引擎,发动机等;

  •     不要与任何雷达扫描装置在一个平面安装,至少应该保持2M以上的距离;

  •     建议和周围一些无线电接收天线保持一段距离;

  •     使用本公司所推荐的电缆;

  •     如果电缆割断后没有正确的连接,或者电缆屏蔽线没有正确的连接,不需要创建接地回路,根据安装指导说明进行接线即可;

  •     保证设备在运行时持续电源供电;

  •     避免周围建筑物例如树,电线杆,高楼等所产生的絮流,这些可以对超声波风速风向仪精度产生影响;

世界气象组织给出以下建议:

  •     气象仪安装标准:在开阔地区超过地面10米以上;开阔地区的定义是气象仪在任何障碍物高度的10米以上;

  •     如果安装在建筑物上,理论上气象仪安装高度应该是建筑物高度的1.5倍;

  •     如果安装在桅杆上的吊杆上,塔或者桅杆的分支上,吊杆或者分支的长度必须是塔的最小直径或对角线的两倍。吊杆需要安装在盛行风的一侧;

安装方法

  定位:一般设备安装在一个垂直的安装管上,保证在同一个水平面上的测量;

  户内使用的话,传感器可以在任何需要的方向安装,气象仪测量不同风面上的风速风向;

  对准:检测器应该把指向点指向北方再进行固定安装。

  注意:安装时,使用一个标准的指北针确定地理北极方向,并将仪器指北方向与指北针方向保持一致为理想状态;

  安装:安装管需要3个等距孔,攻M5螺丝,位置离管顶端7.5mm,把线缆穿过安装管;

  注意:用户必须对线缆进行适当的应力消除。旋转插头并轻轻往里用力就可以把插头连接到设备的插头上。当插头连上后,顺时针旋转外面的套管,就可以锁定插头。利用3个不锈钢螺丝钉可以把设备固定在安装管上。客户必须保证把设备安装在一个开阔地区,以免周围建筑物对气流产生障碍或者导致絮流。不要把设备安装在雷达或者无线电发射装置的旁边。

风力(风速)等级表

等级 名称 陆地地面物体特征 风速(米/秒)
0 无风 静,烟直上 0~0.2
1 软风 烟能表示风向,树叶略有摇动 0.3~1.5
2 轻风 人面感觉有风,树叶微动 1.6~3.3
3 微风 树叶及小枝摇动不息,旗子展开,高的草摇动不息 3.4~5.4
4 和风 能吹起地面灰尘和纸张,树枝动摇,高的草呈波浪起伏 5.5~7.9
5 清劲风 有叶的小树摇摆,内陆的水面有小波,高的草波浪起伏明显 8.0~10.7
6 强风 大树枝摇动,电线呼呼有声,撑伞困难,高的草不时倾伏于地 10.8~13.8
7 疾风 全树摇动,大树枝弯下来,迎风步行感觉不便 13.9~17.l
8 大风 可折毁小树枝,人迎风前行感觉阻力很大 17.2~20.7
9 烈风 草房遭受破坏,屋瓦被掀起,大树枝可折断。 20.8~24.4
10 狂风 树木可被吹倒,一般建筑物遭破坏 24.5~28.4
11 暴风 大树可被吹倒,一般建筑物遭严重破坏 28.5~32.6
12 飓风 陆上绝少,其催毁力极大 >32.6

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  • S-USTP超声波一体化传感器

    S-USTP超声波一体化传感器

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