开始使用 SenseCAP ONE 紧凑型气象传感器

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安装前准备

示意图

安装

设备接口介绍

设备底部有两个接口。

• USB Type-C 接口允许您使用普通的 USB Type-C 数据线将设备连接到计算机进行配置。

• 主数据接口可以连接 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，不同颜色的针脚提供电源和数据通信（如上图所示）。

在使用 RS-485 时，您可以仅连接 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针脚必须对齐。

插入电缆并顺时针拧紧。

注意：插入电缆前，电缆应对准底部。否则，针脚倾斜可能导致通信异常。

当设备使用加热功能时，需要单独的 24V（建议 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

设备有两种主要的安装方式，可以通过套筒安装在杆上，或者通过法兰盘安装在平台上。

套筒的尺寸如下所示。

建议杆的直径应小于或等于 75cm。

法兰盘的尺寸如下所示。

设备的运行模式

安装完成后，您可以开启设备，配置它并从设备中收集数据。

设备有两种运行模式，配置模式和工作模式。

通过 USB 接口配置设备

设备底部有一个防水圆形盖子。逆时针旋转以移除该盖子，您将看到一个 USB Type-C 接口和一个配置按钮。

使用 USB Type-C 数据线将设备连接到您的计算机。计算机会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口。

如果驱动程序未自动安装，请点击此链接手动下载并安装该驱动程序。（版本为 CP210x Windows Drivers）

有两种方法可以配置设备：

• SenseCAP ONE 配置工具

• 串口调试工具

SenseCAP ONE 配置工具

SenseCAP ONE 配置工具提供了一个图形界面，供您配置设备。您可以从以下 GitHub 链接下载该工具：

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

根据您的需求选择适用于 Windows、macOS 或 Linux 的软件。

下图显示了 SenseCAP ONE 配置工具的主界面。

1. 打开软件，点击串口下拉框，选择设备对应的串口。

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。

点击设置以进入设备设置页面，并点击“Read From Device”以获取设备信息。

1. 选择通信协议。在此示例中，我们选择 RS-485 Modbus RTU。

2. 修改 Modbus 地址：在 Modbus 地址中输入地址，然后点击“Write to Device”。

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，您需要点击“Write to Device”以使更改生效。

在应用设置中，您可以设置工具读取传感器数据的周期，最小为 2 秒，并设置曲线的点范围。

点击“Firmware Update”以更新设备固件。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。选择本地存储库中的固件文件，然后点击“Update Now”。如果在更新过程中意外断电，更新将不会执行。您需要按照相同的流程重新更新固件。

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 Enter 开始新行”复选框。

• 将波特率设置为 9,600。

• 在发送区域发送数据。

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

请在下一章节查看详细的 ASCII 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，并且是只读的。

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。

读取和写入保持寄存器。

寄存器地址定义

Modbus-RTU 读取

以下是 Modbus Poll 工具 的示例

（下载地址：https://www.modbustools.com/download.html）。

配置连接参数：波特率 9600bps，8 数据位，无校验位，1 停止位。

读取空气温度寄存器 0x0000 到 0x0001，点击 Setup，并选择 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，可以查看原始发送和接收的数据包。

当温度为正时：

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 得到对应的空气温度，空气温度 = 28300/1000 = 28.3 °C

当温度为负时：

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（累计降雨时长）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）

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（累计降雨时长）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 和 PM10 需要分别读取：

发送指令：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。

发送指令：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(累计降雨时长) 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：

发送指令：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。

发送指令：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

噪声传感器作为独立的 RS485 传感器，与其他测量单元并联在同一 RS-485 总线上，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：

查询噪声传感器数据（地址：40，0x28）：

如果查询成功，将返回以下信息：

实际分贝值 = 寄存器值 / 100

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

ASCII 协议

指令定义

查询指令格式

指令有两种格式：

1. 不带 = 的指令 表示基本查询方法。

示例：?<CR><LF> 表示查询设备地址

2. 带 = 的指令 表示带参数的查询

示例：0XA;BD=?<CR><LF> 表示查询设备的波特率

设置指令格式

设置指定参数，例如设置波特率。

示例：0XA;BD=96<CR><LF> 表示设置设备的波特率为 9600

指令列表

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

SDI-12

SDI-12 通信采用三根线，其中两根是传感器电源线，另一根是 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将在下一章节中展示，每条指令均符合 SDI-12 v1.4 标准。

传感器由 3.6~16V 的直流电源供电。传感器上电后会立即进入休眠模式，等待数据采集设备发送指令。SDI-12 使用 9600bps 的波特率，1 个起始位（高电平）、7 个数据位（高电平表示 0，低电平表示 1，反逻辑）、1 个偶校验位和 1 个停止位。

每个字节发送的顺序如下图所示：

SDI-12 指令与响应

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：

将绿色线（GND 数据）和黄色线（SDI-12 数据）连接到 USB 转 SDI-12 调试器。

将红色线（Vin+ 电源正极）和棕色线（Vin- 电源地）连接到 12V 电源。

下载串口调试助手： https://github.com/Neutree/COMTool，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。

• 发送查询设备地址指令 "?!", 如果可以看到响应 "0"，则表示连接正常。

开始测量

读取空气温度、空气湿度、大气压力、光照强度

发送 "开始测量指令 0M!"，传感器首先响应 "00024"，表示 "0M!" 指令需要 2 秒进行测量并返回 4 个测量值。2 秒后，传感器响应其自身地址 "0"，表示测量已完成。

然后发送 "读取测量值指令 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 和光照强度 10Lux。

使用扩展测量指令 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!" 指令需要 5 秒进行测量并返回 6 个测量值。5 秒后，设备响应其自身地址 "0"，表示测量已完成。

然后发送 "读取测量值指令 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 和平均风速 2.8m/s。

然后发送 "连续测量指令 0R2!"，设备返回 4 个测量值：累计降雨量 1.2mm、累计降雨时长 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