RS485 Wind Direction Transmitter

简介

风向传感器是用于测量风的水平风向的专业气象仪器。其内部采用霍尔角度传感器，传感器壳体和风向标采用铝合金材料，使用特种模具精密压铸工艺，尺寸公差甚小表面精度甚高，内部电路均经过防护处理，整个传感器具有很高的强度、耐候性、防腐蚀和防水性。电缆接插件为军工插头，具有良好的防腐、防侵蚀性能，能够保证仪器长期使用。选用低惯性风向标感应风向，当风向发生变化，尾翼转动通过轴杆带动轴芯磁铁转动，从而得到准确的风向信息。可以测量以标签北为起点的16个方位的自然界风向，具有很高的性价比，可广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域。

特性

  • 测量精度高，响应速度快、互换性好
  • 安装方便，操作简单
  • 灵敏度高：启动风速≤0.3m/s
  • 适用于各种恶劣环境 、抗风强度大

技术规格

  • 测量范围：16方位和360度风向值
  • 启动风速：0.3m/s
  • 引线长度：2.5m
  • 供电电压：7-24V
  • 通讯协议：RS485接口Modbus协议

尺寸

使用说明书

1、线色说明

颜色 功能
红色 电源正
黑色 电源负
黄色 RS485+/A/T+
绿色 RS485-/B/T-

2、安装说明

安装时传感器上白点必须朝向正北。

3、Modbus协议

  • **通讯参数默认值为：**波特率9600bps，一个起始位，8个数据位，无校验，一个停止位。

  • Modbus 寄存器

参数名称 寄存器地址 功能类型 功能号 参数范围及说明 默认值
360°风向值 0x0000 INT16
只读		 0x03/读 0x00-0xE10(16进制) 无
16方位风向值 0x0001 INT16
只读		 0x03/读 0x00-0x0F(16进制) 无
Modbus从机地址 0x1000 INT16
读写		 0x03/读
0x10/写		 0x00-0xFF(16进制) 2
  • Modbus 寄存器参数说明
360°风向值
参数范围 0x00-0xE10(16进制) 默认值:无
参数存储 无

意义：360°风向值

举例：如果返回的值是02 8F(16进制)=655(十进制)÷10=65.5°，该角度是与正北方向（即0°）的夹角。

16方位风向值
参数范围 0x00-0x0F(16进制) 默认值:无
参数存储 无

意义：16方位风向值

举例：如果返回的值是00 04 (16进制，原码)，则第一字节高字节为00，第二字节低字节为04，那么风向测量值为（00*256+04）=4，0对应的是正北方向，顺时针4表示正东。

Modbus从机地址(ADDRESS)
参数范围 0-255 默认值:2
参数存储 立即存储

Modbus地址，可设置为0-255。使用0地址可以设置任何地址。

  • 举例说明

  1. 读取设备（Modbus从机地址0x02）的360度风向值

    主机查询帧(16进制)：02 03 00 00 00 01 84 39（8byt）

    设备地址 功能码 寄存器起始地址 寄存器长度 校验码高位 校验码低位
    1byt 1byt 2byt 2byt 1byt 1byt
    0x02 0x03 0x00 0x00 0x00 0x01 0x84 0x39

    从机应答帧(16进制)：02 03 02 02 8F BC 80（7byt）

    从机地址 功能码 有效字节数 数据区 校验码高位 校验码低位
    1byt 1byt 1byt 2byt 1byt 1byt
    0x02 0x03 0x02 0x02 0x8F 0xBC 0x80

    风向角度值计算 = 02 8F(16进制)=655(十进制)÷10=65.5°，该角度是与正北方向（即0°）的夹角。

  2. 读取设备（Modbus从机地址0x02）的16方位风向

    主机查询帧(16进制)：02 03 00 01 00 01 D5 F9（8byt）

    从机地址 功能码 寄存器起始地址 寄存器长度 校验码高位 校验码低位
    1byt 1byt 2byt 2byt 1byt 1byt
    0x02 0x03 0x00 0x01 0x00 0x01 0xD5 0xF9

    从机应答帧(16进制)：02 03 02 00 03 BC 45（7byt）

    从机地址 功能码 有效字节数 数据区 校验码高位 校验码低位
    1byt 1byt 1byt 2byt 1byt 1byt
    0x02 0x03 0x02 0x00 0x03 0xBC 0x45

    16方位值=00 03=3，对应下表得到方位为东北偏东。

    数值对照关系

    方向 16方位值 360度
    北 0 0° ~ 11.2°
    东北偏北 1 11.3° ~ 33.7°
    东北 2 33.8° ~ 56.2°
    东北偏东 3 56.3° ~ 78.7°
    东 4 78.8° ~ 101.2°
    东南偏东 5 101.3° ~ 123.7°
    东南 6 123.8° ~ 146.2°
    东南偏南 7 146.3° ~ 168.7°
    南 8 168.8° ~ 191.2°
    西南偏南 9 191.3° ~ 213.7°
    西南 10 213.8° ~ 236.2°
    西南偏西 11 236.3° ~ 258.7°
    西 12 258.8° ~ 281.2°
    西北偏西 13 281.3° ~ 303.7°
    西北 14 303.8° ~ 326.2°
    西北偏北 15 326.3° ~ 348.7°
    北 16 348.8° ~ 360°

  3. 读取设备Modbus从机地址

    使用0x00地址（广播地址）可以查询任何地址的设备。

    主机查询帧（16进制）：00 03 10 00 00 01 81 1B（8byt）

    从机地址 功能码 寄存器起始地址 寄存器长度 校验码高位 校验码低位
    1byt 1byt 2byt 2byt 1byt 1byt
    0x00 0x03 0x10 0x00 0x00 0x01 0x81 0x1B

    从机应答帧（16进制）：00 03 02 00 15 8C D8（7byt）

    从机地址 功能码 有效字节数 数据区 校验码高位 校验码低位
    1byt 1byt 1byt 2byt 1byt 1byt
    0x00 0x03 0x02 0x00 0x15 0x8C 0xD8

    当前设备Modbus从机地址=00 15（16进制），即当前设备Modbus从机地址为0x15。

  4. 修改寄存器0x1000，即修改Modbus从机地址(ADDRESS)

    将即Modbus从机地址修改为03

    使用0x00地址（广播地址）可以设置任何地址的设备。

    主机查询帧(16进制)：00 10 10 00 00 01 02 00 03 FA 00（11byt）

    从机地址 功能码 寄存器起始地址 寄存器长度 有效字节数 写入的从机地址 校验码高位 校验码低位
    1byt 1byt 2byt 2byt 1byt 2byt 1byt 1byt
    0x00 0x10 0x10 0x00 0x00 0x01 0x02 0x00 0x03 FA 00

    从机应答帧(16进制)：00 10 10 00 00 01 04 D8（7byt），即为修改成功。

    从机地址 功能码 寄存器地址 寄存器长度 校验码高位 校验码低位
    1byt 1byt 2byt 2byt 1byt 1byt
    0x00 0X10 0x10 0x00 0x00 0x01 0x04 0xD8

使用教程

准备

  • 硬件

RS485风向变送器

Gravity: RS485转UART 有源隔离型 信号转换模块

Arduino Uno

  • 软件

Arduino IDE，点击下载Arduino IDE

RS485_Wind_Direction_Transmitter_V2库，点击下载RS485_Wind_Direction_Transmitter_V2库

如何安装库文件，点击链接

接线图

图片介绍

样例代码

复制以下代码到您的Arduino IDE中并上传。

#include "RS485_Wind_Direction_Transmitter_V2.h"


/**
   @brief RS485_Wind_Direction_Transmitter_V2 constructor
   @param serial - serial ports for communication, supporting hard and soft serial ports
   @param rx - UART 接收数据的引脚
   @param tx - UART 发送数据的引脚
*/
#if defined(ARDUINO_AVR_UNO)||defined(ESP8266)   // 使用软串口
SoftwareSerial softSerial(/*rx =*/2, /*tx =*/3);
RS485_Wind_Direction_Transmitter_V2 windDirection(/*softSerial =*/&softSerial);
#elif defined(ESP32)   // 使用 可重映射引脚的 硬串口 : Serial1
RS485_Wind_Direction_Transmitter_V2 windDirection(/*hardSerial =*/&Serial1, /*rx =*/D3, /*tx =*/D2);
#else   // 使用硬串口 : Serial1
RS485_Wind_Direction_Transmitter_V2 windDirection(/*hardSerial =*/&Serial1);
#endif

uint8_t Address = 0x02;

const char* Orientation[17] = {
  "北", "东北偏北", "东北", "东北偏东", "东", "东南偏东", "东南", "东南偏南", "南",
  "西南偏南", "西南", "西南偏西", "西", "西北偏西", "西北", "西北偏北", "北"
};

void setup()
{
  Serial.begin(115200);

  // Init the sensor
  while ( !( windDirection.begin() ) ) {
    Serial.println("Communication with device failed, please check connection");
    delay(3000);
  }
  Serial.println("Begin ok!");
//修改modbus从机的地址，若忘记现在的地址可以使用0x00广播地址修改。
//  windDirection.SetSlaveAddress(/*现在modbus从机地址*/0x00, /*修改后的地址*/0x02);
//获取modbus从机的地址。
//  Address = windDirection.GetSlaveAddress();
}

void loop()
{
  //获取16方位风向
  int Direction = windDirection.GetWindDirection(/*modbus从机的地址*/Address);
  //获取360°风向
  float Angle = windDirection.GetWindAngle(/*modbus从机的地址*/Address);
  Serial.println(Orientation[Direction]);
  Serial.print(Angle); Serial.println("°");
  Serial.println();
  delay(1000);
}

结果

图片介绍

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