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环境监测

S-SPTI土壤内水分的钾离子含量传感器土壤监测园林灌溉

关键词:S-SPTI土壤钾离子传感器,土壤监测,园林灌溉
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:0.04ppm ~ 39000ppm 3%
传输协议功能码:支持 03 04 06
自定义定地址:支持 1 ~ 254 地址范围
预热时间:≤ 1s

产品简介

  欣仰邦S-SPTI智能数字传感器采用高精度钾离子电极, RS-485 接口输出,支持标准 Modbus RTU 工业数据总线协议,能够完成钾离子浓度数据采集、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。配合传感器保护罩可用于土壤在线监测,原理是检测土壤内水分的钾离子含量。

智能数字传感器参数

型号:S-SPTI

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:0.04ppm ~ 39000ppm 3%

分 辨 率 :全数字输出(浮点)

输出接口:接口 RS-485 Modbus RTU

传输协议功能码: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

补偿器件自动识别:PT100/PT1000 铂热电阻特 征 码 查 询 识 别

工作电压:5V±0.2V DC

预热时间:≤ 1s

系统功耗:≤ 80 mW

ESD 人体静电防护:支持

防护等级:IP54

接线说明

(1) 四芯接线端子连接示意图
若您手中的传感器的接口端使用如下的四芯接线端子,则连线规则如图所示:
连线说明:
(2) 线缆连接说明
若您手中的传感器的接口端使用引线的方式,则连线规则如表 所示:

传感器协议与传感器通讯

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
 

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。

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
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)

寄存器数据与波特率关系
 
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:
 

  (8 Bit) (8 Bit)  
0x01 0x06 0x00 0x01 0x00 0x06 0x58 0x08
               
 
传感器正常应答:


  (8 Bit) (8 Bit)  
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。

 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

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)
 
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。子地址寄存器

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。
 

4.3.1   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:
 

  (8 Bit) (8 Bit)  
0x01 0x06 0x00 0x02 0x00 0x08 0x29 0xCC
 
传感器正常应答:

  (8 Bit) (8 Bit)  
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。

获取钾离子浓度

通过 Modbus RTU 协议可以访问钾离子(K+)值寄存器来获取当前所测量的 K+ 值
数据,K+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。4.4.1 K+ 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
K+ 值 1 3X 16 Bit 0x0001 0x04 - -2^128 ~ +2^128 单精度浮点数
K+ 值 2 3X 16 Bit 0x0002 0x04 -    

 

4.4.1 读取 K+ 值寄存器示例

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

  (8 Bit) (8 Bit) (8 Bit) (8 Bit)  
0x01 0x04 0x00 0x01 0x00 0x02 0x20 0x0B
               

 
传感器正常应答:
 

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


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

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