- 1. 通信协议
- 2. 总结
介绍
一体式气象站是一款多功能的环境监测解决方案，旨在提供各种天气参数的准确数据。这款先进的设备无缝地将风速、风向、temperature、湿度、噪声水平、PM2.5和PM10颗粒浓度、Carbon Dioxide（CO2）水平以及大气压力的测量融合成一个整体系统。设备采用标准的ModBus-RTU通信协议和RS485信号输出，具有长达2000米的出色通信范围。用户可以轻松地将数据传输到监控软件、PLC配置屏幕或进行二次开发。
广泛的应用领域
这款产品在需要精确环境数据的各种场景中都有广泛的应用。无论您需要测量温度和湿度、监测噪声污染、评估空气质量、测量CO2水平还是跟踪大气压力，C型一体式气象站都是一个可靠、安全、外观美观的解决方案。其简单的安装和坚固的结构确保了长时间的性能稳定性。
主要特点
一体式气象站提供了一系列卓越的特点：
- 小巧轻便： 尽管功能强大，该气象站体积小巧且重量轻。采用高质量的抗紫外线材料，具有长寿命。
- 高灵敏度传感器： 该气象站采用高灵敏度传感器，确保信号稳定且精度高。
- 优质组件： 重要组件采用知名供应商的产品，确保了产品的稳定性和可靠性。
- 宽测量范围： 该气象站的特点是宽广的测量范围、出色的线性特性、优越的防水性能、Easy to Use、简便的安装以及远距离通信能力。
- 多传感器一体化设计： 一体化的多传感器设计简化了安装，使其用户友好。
- 风速和风向： 风速和风向组件经过精心设计和分配，转动惯量小，响应迅速。
- 精确的噪声采集： 范围高达30dB至120dB的精确噪声测量。
- CO2测量： CO2范围为0-5000ppm，分辨率为1ppm。
- 温度和湿度测量： 使用瑞士进口传感器精确测量环境温度和湿度。
- 宽大气压范围： 该气象站适用于0-120kPa的广泛大气压力范围，适用于各种海拔高度。
- 专用485电路： 通过专用的485电路实现稳定通信，电压范围为10-30V。
主要技术参数
一体式气象站的技术规格如下：
- 电源供应（默认）： 直流电源（DC），10-30VDC
- 最大功耗： 0.8W（RS485输出）
- 精度：
- 风速：±（0.2+0.03V）m/s（V代表风速，60%相对湿度，25℃）
- 湿度：±3%相对湿度（60%相对湿度，25℃）
- temperature：±0.5℃（25℃）
- Atmospheric Pressure：±0.15kPa @ 25℃ 101kPa
- Noise：±0.5dB（参考音准，94dB @ 1kHz）
- PM2.5：颗粒计数效率：0.3μm处50%，0.5μm处98%。PM2.5精度：±3%FS（@100μg/m3，25℃，50%相对湿度）
- CO2：±(50ppm+3%F·S)（25℃）
- 测量范围：
- 风速：0-70m/s
- 风向：8个指示方向
- 湿度：0%相对湿度 – 99%相对湿度
- temperature：-40℃至+80℃
- Atmospheric Pressure：0-120kPa
- Noise：30dB至120dB
- PM10 PM2.5：0-1000μg/m3
- CO2：0-5000ppm
- 长期稳定性：
- temperature：≤0.1℃/year
- 湿度：≤1%/year
- Atmospheric Pressure：-0.1kPa/year
- Noise：≤3dB/year
- PM10 PM2.5：≤1%/year
- CO2：≤1%/year
- 响应时间：
- 风速：≤0.5秒
- 风向：≤0.5秒
- 温度和湿度：≤1秒
- 光照强度：≤0.1秒
- Atmospheric Pressure：≤1秒
- Noise：≤1秒
- PM10 PM2.5：≤90秒
- CO2：≤90秒
- 输出信号： RS485输出，支持标准ModBus通信协议。
系统框架
尺寸说明
安装说明
接口细节
该设备接受10-30V的宽电压输入以供电。在连接485信号线时，确保A和B线正确连接，总线上多个设备的地址不发生冲突至关重要。
- 电源：
- 棕色：电源正极（10-30V DC）
- 黑色：电源负极
- Communication：
- 绿色：485-A
- 蓝色：485-B
请注意，此处提到的性能数据是在使用我们的测试系统和软件进行测试的条件下获得的。为了不断改进产品，我们保留更改设计特性和规格的权利。有关最新的技术参数，请参考我们的官方文档。在此提供的信息与最新产品规格之间存在差异时，将不会另行通知。
通信协议
通讯基本参数
| 编 码 | 8 位二进制 |
| data bit | 8 位 |
| 奇偶校验位 | 无 |
| stop bit | 1 位 |
| 错误校验 | CRC（冗余循环码） |
| Baud rate | 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 byte
function code = 1 byte
data area =N byte
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）。
function code：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）。
data area：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。
主机问询帧结构：
| 地址码 | function code | 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 byte | 1 byte | 2 byte | 2 byte | 1 byte | 1 byte |
从机应答帧结构：
| 地址码 | function code | 有效字节数 | 数据一区 | 数据二区 | dataN 区 | 校验码低字节 | 校验码高字节 |
| 1 byte | 1 byte | 1 byte | 2 byte | 2 byte | 2 byte | 1 byte | 1 byte |
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）：
| register address | PLC 或组态地址 | 内容 | Operation | 定义说明 |
| 500 | 40501 | 风速值 | 只读 | 实际值的 10 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 ° ) |
| 504 | 40505 | 湿度值 | 只读 | 实际值的 10 倍 |
| 505 | 40506 | 温度值 | 只读 | 实际值的 10 倍 |
| 506 | 40507 | 噪声值 | 只读 | 实际值的 10 倍 |
| 507 | 40508 | PM2.5 值（若选 CO2 类型设备则此寄存器为 CO2 值） | 只读 | 实际值 |
| 508 | 40509 | PM10 值（若选 CO2 类型设备则此寄存器为空） | 只读 | 实际值 |
| 509 | 40510 | 大气压值（单位 kPa,） | 只读 | 实际值的 10 倍 |
通讯协议示例以及解释
举例：读取变送器设备（address 0x01）的实时风速值
问询帧
| 地址码 | function code | starting address | 数据长度 | 校验码低字节 | 校验码高字节 |
| 0x01 | 0x03 | 0x01 0xF4 | 0x00 0x01 | 0x C4 | 0x04 |
应答帧
| 地址码 | function code | 返回有效字节数 | 风速值 | 校验码低字节 | 校验码高字节 |
| 0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0x7D | 0x78 | 0x65 |
实时风速计算：
风速：007D (hexadecimal)= 125 => 风速 = 12.5 m/s
举例：读取变送器设备（address 0x01）的风向值
问询帧
| 地址码 | function code | starting address | 数据长度 | 校验码低字节 | 校验码高字节 |
| 0x01 | 0x03 | 0x01 0xF6 | 0x00 0x01 | 0x65 | 0xC4 |
应答帧
| 地址码 | function code | 返回有效字节数 | 风向值 | 校验码低字节 | 校验码高字节 |
| 0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0x02 | 0x39 | 0x85 |
风向计算：
风向：0002 (hexadecimal)= 2 => 风向 = 东风
举例：读取变送器设备（address 0x01）的温湿度值
问询帧
| 地址码 | function code | starting address | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
| 0x01 | 0x03 | 0x01 0xF8 | 0x00 0x02 | 0x44 | 0x06 |
应答帧（例如读到温度为- 10. 1℃ , 湿度为65.8%RH）
| 地址码 | function code | 有效字节数 | 湿度值 | 温度值 | 校验码低位 | 校验码高位 |
| 0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x02 0x92 | 0xFF 0x9B | 0x5A | 0x3D |
temperature：当温度低于0℃时以补码形式上传
0xFF9B (hexadecimal)= – 101 => temperature = – 10. 1℃
湿度：
0x0292(hexadecimal)=658=> 湿度 = 65.8%RH
总结
一体式气象站代表了高精度、多功能的气象观测系统，适用于各种环境监测需求。其稳定性和便利性使其成为移动环境监测的首选之一。
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