【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
· 了解環(huán)境監(jiān)測(cè)幾大基本要素。
· 了解環(huán)境監(jiān)測(cè)幾個(gè)傳感器工作原理以及接口使用。
· 熟練掌握各傳感器程序編寫規(guī)范，使用控制。
2.1 二氧化碳傳感器
本教材選用的是工業(yè)級(jí)二氧化碳傳感器，廣泛適用于農(nóng)業(yè)大棚，花卉培養(yǎng)等需要二氧化碳及溫濕度監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合。傳感器內(nèi)輸入電源，感應(yīng)探頭，信號(hào)輸出三部分完全隔離。安全可靠，外觀美觀，安裝方便。設(shè)備采用高靈敏度的氣體檢測(cè)探頭，信號(hào)穩(wěn)定，精度高。具有測(cè)量范圍寬、線形度好、使用方便、便于安裝、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。2.1.1 傳感器參數(shù)
表2-1 二氧化碳傳感器參數(shù)表
2.1.2 探頭參數(shù)與選型
表2-2 二氧化碳傳感器探頭參數(shù)與選型
2.1.3 硬件連接
圖2-3 二氧化碳傳感器系統(tǒng)框架圖
寬電壓電源輸入12-24V均可。485信號(hào)線接線時(shí)注意A/B 兩條線不能接反，總線上多臺(tái)設(shè)備間地址不能沖突。
圖2-4 二氧化碳傳感器實(shí)物圖 圖2-5 二氧化碳傳感器實(shí)物接線圖
| 線色 | 說(shuō)明 | |
| 電源 | 紅色（12V） | 電源正（12V） |
| 黑色（GND） | 電源負(fù)（GND） | |
| 通信 | 黃色（S1） | 485_A |
| 藍(lán)色（S2） | 485_B |
使用時(shí)注意需將傳感器安置在避風(fēng)避雨的環(huán)境中，90 度垂直于地面度壁掛，保持將傳感器透氣孔朝向正前方，防止進(jìn)水。同時(shí)為了保證測(cè)量的準(zhǔn)度，請(qǐng)將二氧化碳變送器安裝在通風(fēng)較好的位置。
2.1.4 通訊協(xié)議
（1）通訊基本參數(shù)
| 編 碼 | 8位二進(jìn)制 |
| 數(shù)據(jù)位 | 8位 |
| 奇偶校驗(yàn)位 | 無(wú) |
| 停止位 | 1位 |
| 錯(cuò)誤校驗(yàn) | CRC（冗余循環(huán)碼） |
| 波特率 | 2400bps/4800bps/960bps可設(shè)，出廠默認(rèn)為9600bps |
（2）數(shù)據(jù)幀格式定義
采用 Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：初始結(jié)構(gòu)>=4 字節(jié)的時(shí)間
地址碼= 1 字節(jié)
功能碼= 1 字節(jié)
數(shù)據(jù)區(qū)= N 字節(jié)
錯(cuò)誤校驗(yàn)= 16 位 CRC 碼
結(jié)束結(jié)構(gòu)>=4 字節(jié)的時(shí)間
地址碼：為變送器的地址，在通訊網(wǎng)絡(luò)中是唯一的
（出廠默認(rèn) 0x01）。
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功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能提示，本變送器只用到
功能碼 0x03（讀取存器數(shù)據(jù)）。
數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)區(qū)，注意 16bits 數(shù)
據(jù)高字節(jié)在前
CRC 碼：二字節(jié)的校驗(yàn)碼。
（3）寄存器地址
（4）通訊協(xié)議示例及解釋
問(wèn)詢幀：| 地址碼 | 功能碼 | 起始地址 | 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 | 校驗(yàn)碼低位 | 校驗(yàn)碼高位 |
| 0x01 | 0x03 | 0x00 0x05 | 0x00 0x01 | 0x94 | 0x0B |
應(yīng)答幀：（例如讀到CO2值為451ppm）
| 地址碼 | 功能碼 | 有效字節(jié)數(shù) | CO2值 | 校驗(yàn)碼低位 | 校驗(yàn)碼高位 |
| 0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x01 0Xc3 | 0x78 | 0x35 |
CO2：
01C3H（十六進(jìn)制）=451≥CO2=451ppm