车载气象站:高精度自动气象观测设备插图1

产品概述

车载气象站是一款专为车辆、船舶等移动交通工具设计的高精度自动气象观测设备。由手提箱式采集仪和车载气象站采集设备组成,具有低功耗、随时随地采集环境数据的特点。其一体式设计集成风速、风向、温湿度、噪声、PM2.5、PM10、CO2、大气压力等多种功能,支持ModBus-RTU通信协议,RS485信号输出,通信距离最远可达2000米,便于上传数据至监控软件或PLC组态屏。内置电子指南针消除安装方向要求,适用于海运船舶、汽车运输等移动场合。

功能特点

  1. 多采集装置一体式设计: 方便安装,集成风速、风向、温湿度、噪声、PM2.5、PM10、CO2、大气压力等多种功能。
  2. 超声波原理测量风速风向: 无启动风速限制,零风速工作,360°全方位,可同时获得风速和风向数据。
  3. 噪声采集: 高精度噪声测量,量程高达30dB~120dB。
  4. PM2.5和PM10采集: 独有双频数据采集及自动标定技术,一致性可达±10%。
  5. CO2测量: 范围0-5000ppm,高分辨率1ppm。
  6. 温湿度测量: 瑞士进口测量单元,高准确度。
  7. 大气压力范围广泛: 0-120kPa,适用于各种海拔高度。
  8. 稳定的485通信: 采用专用的485电路,通信稳定。
  9. 内置电子指南针: 安装时无方向要求,水平安装即可。

主要技术参数

  • 供电: 直流供电(10-30VDC)
  • 最大功耗: 1.2W(RS485输出)
  • 精度:
  • 风速:±(0.2m/s±0.02*v)(v为真实风速)
  • 风向:±3°
  • 湿度:±3%RH(60%RH,25℃)
  • 温度:±0.5℃(25℃)
  • 大气压力:±0.15kPa@25℃ 101kPa
  • 噪声:±0.5dB(参考音准,94dB@1kHz)
  • PM2.5:±3%FS(@100μg/m3,25℃,50%RH)
  • CO2:±(50ppm+3%F·S)(25℃)
  • 光照强度:±7%(25℃)
  • 量程:
  • 风速:0-60m/s
  • 风向:0-359°
  • 湿度:0%RH~99%RH
  • 温度:-40℃~+80℃
  • 大气压力:0-120kPa
  • 噪声:30dB~120dB
  • PM10 PM2.5:0-1000μg/m3
  • CO2:0-5000ppm
  • 光照强度:0~20万Lux
  • 长期稳定性:
  • 温度:≤0.1℃/年
  • 湿度:≤1%/年
  • 大气压力:-0.1kPa/年
  • 噪声:≤3dB/年
  • PM10 PM2.5:≤1%/年
  • CO2:≤1%/年
  • 光照强度:≤5%/年
  • 响应时间:
  • 风速:1s
  • 风向:1s
  • 温湿度:≤1s
  • 大气压力:≤1s
  • 噪声:≤1s
  • PM10 PM2.5:≤90s
  • CO2:≤90s
  • 光照强度:≤0.1s
  • 通讯: RS485输出,标准ModBus通信协议

产品选型

  • RS-CZQXZ-1-CX:一体式壳体,磁吸式安装

系统框架图

车载气象站:高精度自动气象观测设备插图3

尺寸说明

车载气象站:高精度自动气象观测设备插图5

安装说明

车载气象站:高精度自动气象观测设备插图7

接口说明

车载气象站:高精度自动气象观测设备插图9

采集仪与车载气象站通讯

  • RS485输出,标准ModBus通信协议

通讯基本参数

编 码8 位二进制
数据位8 位
奇偶校验位
停止位1 位
错误校验CRC(冗余循环码)
波特率2400bit/s 、4800bit/s 、9600  bit/s 可设,出厂默认为 4800bit/s

数据帧格式定义

采用 ModBus-RTU  通讯规约,格式如下:

初始结构 ≥4  字节的时间

地址码 = 1  字节

功能码 = 1  字节

数据区 =N  字节

错误校验 = 16  位 CRC  码

结束结构 ≥4  字节的时间

地址码:为变送器的起始地址,在通讯网络中是唯一的(出厂默认 0x01)。

功能码:主机所发指令功能指示,本变送器只用到功能码 0x03(读取寄存器数据)。

数据区:数据区是具体通讯数据,注意 16bits 数据高字节在前!

CRC 码:二字节的校验码。

车载气象站使用说明书 V1.0

主机问询帧结构:

地址码功能码寄存器起始地址寄存器长度校验码低字节校验码高字节
1 字节1 字节2 字节2 字节1 字节1 字节

从机应答帧结构:

地址码功能码有效字节数数据一区数据二区数据N 区校验码低字节校验码高字节
1 字节1 字节1 字节2 字节2 字节2 字节1 字节1 字节

通讯寄存器地址说明

寄存器中的内容如下表所示(支持03/04功能码):

寄存器地址PLC 或组态地址内容操作定义说明
50040501风速值只读实际值的 100 倍
 501 40502 风力 只读实际值(当前风速对应的风级值)
 502 40503 风向(0-7 档) 只读实际值(正北方向为 0,顺时针增加数值,正东方为 2)
 503 40504 风向(0-360 ° ) 只读实际值(正北方向为 0 °顺时针增加度数,正东方为 90 ° )
50440505湿度值只读实际值的 10 倍
50540506温度值只读实际值的 10 倍
50640507噪声值只读实际值的 10 倍
 507 40508PM2.5 值(若选 CO2 类型设备则此寄存器为 CO2 值) 只读 实际值
 508 40509PM10 值(若选 CO2 类型设备则此寄存器为空) 只读 实际值
50940510大气压值(单位 kPa,)只读实际值的 10 倍
5104051120W 的 Lux 值高 16 位值只读实际值
5114051220W 的 Lux 值低 16 位值只读实际值

通讯协议示例以及解释

举例:读取变送器设备(地址 0x01)的实时风速值

问询帧

地址码功能码起始地址数据长度校验码低字节校验码高字节
0x010x030x01    0xF40x00    0x010x C40x04

应答帧

地址码功能码返回有效字节数风速值校验码低字节校验码高字节
0x010x030x020x00    0x7D0x780x65

车载气象站使用说明书 V1.0

实时风速计算:

风速:007D (十六进制)= 125 =>  风速 = 1.25 m/s

举例:读取变送器设备(地址 0x01)的风向值

问询帧

地址码功能码起始地址数据长度校验码低字节校验码高字节
0x010x030x01    0xF60x00    0x010x650xC4

应答帧

地址码功能码返回有效字节数风向值校验码低字节校验码高字节
0x010x030x020x00    0x020x390x85

风向计算:

风向:0002 (十六进制)= 2 =>  风向 =  东风

举例:读取变送器设备(地址 0x01)的温湿度值

问询帧

地址码功能码起始地址数据长度校验码低位校验码高位
0x010x030x01  0xF80x00  0x020x440x06

应答帧(例如读到温度为- 10. 1℃ , 湿度为65.8%RH)

地址码功能码有效字节数湿度值温度值校验码低位校验码高位
0x010x030x040x02  0x920xFF  0x9B0x5A0x3D

温度:当温度低于0℃时以补码形式上传

0xFF9B (十六进制)= – 101 =>  温度 = – 10. 1℃

湿度:

0x0292(十六进制)=658=>  湿度 = 65.8%RH

结语

车载气象站是一款多功能、高精度的气象观测设备,适用于移动交通工具,具有广泛的应用前景。其一体式设计、稳定的通信协议以及丰富的气象数据采集功能使其成为环境检测的理想选择。安装简便,操作便捷,长期稳定性强,是移动场合气象监测的可靠伙伴。

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