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SenseCAP ONE 紧凑型气象传感器入门指南

安装前准备

示意图​

安装

设备接口介绍​

设备底部有两个连接器。

  • USB Type-C 接口允许您使用普通的 USB Type-C 数据线将计算机连接到设备进行配置。

  • 主数据接口可以连接到 M12 8 针电缆，支持多种总线协议

使用 USB 数据线连接​

M12 电缆​

设备采用 M12 8 针连接器，不同颜色的引脚提供电源和数据通信（如上图所示）。

当使用 RS-485 工作时，您只需连接 4 根线（不使用加热功能），其余的可以单独用胶带包裹以防止短路

插入电缆时，电缆的孔和设备连接器的引脚必须对齐。

插入电缆并顺时针拧紧

注意：在将电缆插入底部之前，电缆应对准底部。否则，引脚偏斜可能导致通信异常。

当使用带有加热功能的设备时，需要单独的 24V（推荐 24V@1A）电源。灰色线 5 连接到电源的负极，粉色线 6 连接到电源的正极。

安装设备​

有两种主要的安装方法，要么用套筒安装在杆子上，要么用法兰盘安装在平台上。

套筒的尺寸如下所示。

建议杆子的直径应小于或等于 75cm。

法兰盘的尺寸如下所示。

设备的工作模式

安装完成后，您可以为设备通电、配置设备并从设备收集数据。

设备有两种工作模式，配置模式和 工作模式。

通过USB端口配置设备​

设备底部有一个防水圆形盖子。逆时针转动以取下此盖子，您可以看到一个USB Type-C连接器和一个配置按钮。

使用USB Type-C线缆将设备连接到您的计算机。计算机将自动安装设备驱动程序。驱动程序 成功安装后，您可以在设备管理器中看到一个串行端口。

如果驱动程序没有自动安装，请点击此链接手动 下载并安装驱动程序。（版本为CP210x Windows Drivers）

有两种方法配置设备：

  • SenseCAP ONE配置工具

  • 串行调试工具

SenseCAP ONE配置工具​

SenseCAP ONE配置工具为您提供图形界面来配置设备。您可以从下面的GitHub链接下载该工具：

<https://github.com/Seeed-Solution/SenseCAP-One-Configuration-Tool/releases>

根据您的需要，选择相应操作系统的软件，Windows、macOS或Linux。

下图显示了SenseCAP ONE配置工具的主界面。

  1. 打开软件，点击串行端口的下拉框，选择设备对应的串行端口。

  2. 将波特率设置为9600。

  3. 点击连接，如果连接成功，右侧的传感器数据区域将显示相应的测量值。

点击设置进入设备设置，点击"从设备读取"获取设备信息。

  1. 选择通信协议。在这个示例中我们选择RS-485 Modbus RTU。
  1. 修改Modbus地址：在Modbus地址中写入地址，然后点击"写入设备"。

在配置页面，您可以修改以下内容：设备名称、数据类型和数据上传间隔。任何修改后，您都需要点击"写入设备"使更改生效。

在应用程序设置中，您可以设置工具读取传感器数据的周期，最小为2S，以及曲线的点范围。

点击"固件更新"来更新设备固件。请联系销售或技术支持([email protected])获取固件。

在升级页面，您需要选择更新主板固件或驱动板固件。在本地存储库中选择固件文件，然后点击"立即更新"。如果在更新过程中出现意外断电，更新将不会执行。您需要重新执行相同的过程来更新固件。

串口调试工具​

通信设置如下：

  • 在串口调试助手中，选择对应的COM端口。

  • 勾选"点击回车开始新行"复选框。

  • 将波特率设置为9,600。

  • 在发送区域发送。

  • 如果在串口接收窗口收到相应的0XA消息，则配置成功。如果没有，请检查COM端口和波特率。

请查看下一章节中的详细ASIIC命令。

通信协议

设备支持以下通信协议：

Modbus-RTU协议​

协议通信参数

Modbus-RTU协议消息格式​

传感器数据存储在输入寄存器中，为只读。

RS-485的设备地址和通信波特率存储在保持寄存器中，可以修改。

每个寄存器为16位，占用2字节。

从输入寄存器读取消息。

读写保持寄存器。

寄存器地址定义​

Modbus-RTU读取​

这里是Modbus Poll工具的示例

（从<https://www.modbustools.com/download.html&gt;下载）。

配置连接参数：波特率9600bps，8数据位， 无奇偶校验，1停止位。

读取空气温度寄存器0x0000到0x0001，点击Setup，选择Read/Write Definition

设置默认从机ID（5合1为10，7合1为20，9合1为38），功能码04，起始地址0，数量（5合1为6，7合1为 28，9合1为32）；

现在计算机每1秒读取一次传感器数据，测量值（第0行和第1行）如下图所示，将测量值除以1000后，即为真实温度值，28300/1000 = 28.3 °C

在右侧，您可以查看原始发送和接收的数据包。

当温度为正值时：

  1. 主机发送 01 04 00 00 00 02 71 CB

  2. 从机响应 01 04 04 00 00 6E 8C D6 41

  3. 返回温度数据 0x00006E8C（十六进制），转换为十进制 = 28300，通过除以1000得到相应的空气温度，空气温度 = 28300/1000 = 28.3 °C

当温度为负值时：

需要通过补码计算获得温度。

  1. 主机发送 01 04 00 00 00 02 71 CB

  2. 从机响应 01 04 04 FF FF FC 18 D6 41

  3. 返回温度数据 FFFFFC18H（十六进制补码）。

  4. 原码为 - (FF FF FC 18-1 = FF FF FC 17) = 80 00 03 E8（十六进制）= -1000（十进制）。

  5. 然后温度测量值为 -1000/1000 = -1°

S500解码：

读取寄存器0x0000~0x0005。

发送命令：0A 04 00 00 00 06 71 73（校验码）；

返回：26 04 40 00 00 70 80（温度）00 00 95 10（湿度） 06 07 94 40（气压）99 09（校验码）；读取寄存器0x0008~0x0013。发送命令：0A 04 00 08 00 0C 70 B6（校验码）；

返回：0A 04 0C 00 00 00 00（最小风向）00 03 6E 84（最大风向）00 03 C8 C0（平均风向）00 00 00 00（最小风速）00 00 04 BC（最大风速）00 00 02 10（平均风速）BC 78（校验码）

S700解码：

读取寄存器0x00000x001F和0x00300x0033。

发送命令：14 04 00 00 00 20 F3 06

返回：14 04 40 00 00 70 80（温度） 00 00 95 10（湿度） 06 07 94 40（气压） 00 00 00 00（光照） 00 00 00 00（最小风向） 00 00 00 00（最大风向） 00 00 00 00（平均风向） 00 00 00 00 （最小风速）00 00 00 00（最大风速) 00 00 00 00（平均风速） 00 00 00 00（累计降雨量） 00 00 00 00（累计降雨持续时间） 00 00 00 00（雨强） 00 00 00 00（最大雨强） 00 00 6A 7C（加热温度） 00 00 00 00（倾倒状态） 99 09（校验码）

S900解码：

读取寄存器0x00000x001F和0x00300x0033。

发送命令：26 04 00 00 00 20 F7 05

返回：26 04 40 00 00 70 80 (温度) 00 00 95 10(湿度) 06 07 94 40(气压) 00 00 00 00(光照) 00 00 00 00(最小风向) 00 00 00 00(最大风向) 00 00 00 00(平均风向) 00 00 00 00 (最小风速) 00 00 00 00(最大风速) 00 00 00 00(平均风 速) 00 00 00 00(累计降雨量) 00 00 00 00(累计降雨持续时间) 00 00 00 00(雨强) 00 00 00 00(最大雨强)00 00 6A 7C(加热温度) 00 00 00 00(倾倒状态) 99 09(校验码)

PM2.5 和 PM10 需要分别读取：

发送命令：26 04 00 30 00 04 F7 11

返回：26 04 08 00 00 90 88(PM2.5) 00 00 A4 10(PM10) 13 FA(校验码)

S1000 解码：

读取寄存器 0x00000x001F 和 0x00300x0033。

发送命令：2B 04 00 00 00 20 F6 18

返回：2B 04 40 00 00 70 80 (温度) 00 00 95 10(湿度) 06 07 94 40(气压) 00 00 00 00(光照) 00 00 00 00(最小风向) 00 00 00 00(最大风向) 00 00 00 00(平均风向) 00 00 00 00 (最小风速) 00 00 00 00(最大风速) 00 00 00 00(平均风速) 00 00 00 00(累计降雨量) 00 00 00 00(累计降雨持续时间) 00 00 00 00(降雨强度) 00 00 00 00(最大降雨强度)00 00 6A 7C(加热温度) 00 00 00 00(倾倒状态) 99 09(校验码)

PM2.5、PM10 和 CO2 需要分别读取：

发送命令：2B 04 00 30 00 04 F6 0C

返回：2B 04 08 00 00 90 88(PM2.5) 00 00 A4 10(PM10) 13 FA(校验码)

读取寄存器 0x0040~0x0041。

发送命令：2B 04 00 40 00 02 77 D5

返回：2B 04 04 00 0C EC 98 （CO2） FD 2F （校验码）；

噪声传感器​

噪声传感器用作独立的 RS485 传感器，与同一 RS-485 总线上的其他测量单元并联，因此需要单独读取和配置。

规格：

数据读取协议和配置：

通信协议采用标准 RS485 Modbus-RTU 协议，协议通信参数如下：

查询噪声传感器的数据（地址：40，0x28）：

如果查询成功，返回以下信息：

实际 DB = 寄存器值 /100

噪声寄存器值为 0x128E=4750，值为 =4750/100=47.5dB

ASCII 协议​

命令定义​

查询命令格式​

命令有两种格式：

1. 不带 = 的命令指基本查询方法。

示例：?<CR><LF> 表示查询设备地址

2. 带 = 的命令指带参数的查询

示例：0XA;BD=?<CR><LF> 表示查询设备波特率

设置命令格式​

设置指定参数，例如设置波特率。

示例：0XA;BD=96<CR><LF> 表示查询设备波特率

命令列表​

请参考： <https://files.seeedstudio.com/products/101990784/SenseCAP%20ONE%20Compact%20Weather%20Sensor%20User%20Guide-v2.0.pdf>

SDI-12​

SDI-12 通信采用三线制，其中两根为传感器电源线，另一根为 SDI-12 信号线。

SDI-12 总线上的每个传感器都有一个唯一的地址，可以设置为 '0'、'1' ~ '9'、'A' ~ 'Z'、'a' ~ 'z'。SenseCAP ONE 的 SDI-12 地址默认为 '0'。该传感器支持的指令如下一章所示，每个指令都符合 SDI-12 v1.4 标准。

传感器由 3.6~16V 直流电源供电。传感器上电后，会立即进入睡眠模式，等待数据采集设备发出指令。SDI-12 使用 9600bps 波特率，1 个起始位（高电平），7 个数据位（高 0 低 1，反逻辑），1 个偶校验位，1 个停止位。

每个字节发送的时序如下图所示：

SDI-12 命令和响应​

请参考： <https://files.seeedstudio.com/products/101990784/SenseCAP%20ONE%20Compact%20Weather%20Sensor%20User%20Guide-v2.0.pdf>

SDI-12 读取​

SDI-12 接线

使用 USB 转 SDI-12 调试器与设备通信

通信设置：

将绿线（GND 数据）和黄线（SDI-12 数据）连接到 USB 转 SDI-12 调试器。

将红线（Vin+ 电源正极）和棕线（Vin- 电源地）连接到 12V 电源。

下载串口调试助手： <https://github.com/Neutree/COMTool&gt;，然后打开串口调试工具。

  • 选择正确的端口号

  • 将波特率设置为 USB 转 SDI-12 调试器的波特率（注意这不是 SDI-12 协议的波特率）

  • 勾选 "CRLF"

  • 点击打开串口。

  • 发送查询设备地址命令 "?!"，如果能看到响应 "0"，说明连接正常。

开始测量

读取空气温度、空气湿度、大气压力、光照强度

发送"开始测量命令 0M!"，传感器首先响应 "00024"，表示 "0M!" 命令需要 2 秒进行测量并返回 4 个测量值。2 秒后，传感器响应自己的地址 "0"，表示测量已完成。

然后发送"读取测量值命令 0D0!"获取本次测量的 4 个测量值，分别是空气温度 +27.01℃、空气湿度 64.74%、大气压力 100720Pa、光照强度 10Lux。

使用扩展测量命令 0M1! 读取最小风向、最大风向、平均风向、最小风速、最大风速和平均风速。设备响应 "00056"，表示 "0M1!" 命令需要 5 秒进行测量并返回 6 个测量值。5 秒后，设备响应自己的地址 "0"，表示测量已完成。

然后发送"读取测量值命令 0D0!"获取本次测量的 6 个测量值，分别是最小风向 345.9 度、最大风向 347.5 度、平均风向 346.3 度、最小风速 2.8m/s、最大风速 2.8m/s、平均风速 2.8m/s。

然后发送"连续测量命令 0R2!"，设备返回 4 个测量值：累计降雨量 1.2mm、累计降雨持续时间 20 秒、降雨强度 1.2mm/h、最大降雨强度 72.0mm/h。

错误代码

Modbus 错误代码​

ASCII 错误代码​

SDI-12 错误代码​

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