简介

紫外线传感器采用光电测探器，接收紫外光波电信号，可以测量波长范围290-390nm的紫外线强度值和指数值。内部电路采用进口工业级微处理器芯片和高精度紫外线传感器，确保产品优异的可靠性、稳定性。
紫外线传感器采用标准Modbus-RTU 485通信协议，DC5-30V宽电压供电，可以搭配TTL转RS485扩展板（DFR0259）或Gravity: RS485转UART 有源隔离型 信号转换模块（DFR0845）在Arduino UNO R3上读取紫外线强度值和指数值，快速搭建测试环境，接线方式简单，使用方便。紫外线传感器防护等级IP67，采用金属铝壳材质，广泛用于环境监测、健康保护监测、农作物生长监测、光伏系统、实验室研究等领域。

什么是紫外线？

紫外线（UV）是⼀种不可见的电磁波，波长比可见光短，但比X射线长。紫外线波长范围通常从10纳米（nm）到400纳米之间。紫外线按波长可分为三种主要类型：UVA、UVB和UVC。

生物影响：

• UVA（320-400nm）：最常见，穿透力最强，能穿透皮肤的真皮层，长期暴露可能导致皮肤老化、皱纹和皮肤癌。
• UVB（280-320nm）：穿透力较弱，主要作用于皮肤的表皮层，是造成晒伤的主要原因，也是合成维生素D的重要源泉，但也能引起皮肤癌。
• UVC（100-280nm）：具有最强的杀菌作用，通常被地球的大气层吸收，未能到达地表。然而，人工UVC光源（如消毒灯）在工业和医疗中有广泛应用。

自然界的作用：

• 合成维生素D：紫外线帮助皮肤合成维生素D，对骨骼健康至关重要。
• 生态系统：UV光影响植物的光合作用及植物的是生长周期，对生态平衡有重要作用。

紫外线的危害：

• ⽪肤损伤：紫外线能破坏皮肤细胞的DNA，增加皮肤癌的风险。
• 眼睛损伤：长时间暴露于紫外线下可引发白内障、角膜炎等眼部疾病。
• 免疫系统抑制：紫外线过量可能会影响免疫系统的正常功能。

紫外线指数（UV Index）范围和健康建议

1. 0-2：低风险

• 健康影响：对⼤多数人来说，紫外线辐射对健康的影响非常小。
• 建议：即使在这类低风险情况下，也可以采取⼀些基本的防护措施，如佩戴太阳镜。

2. 3-5：中等风险

• 健康影响：紫外线辐射对健康的影响开始变得显著，特别是在长时间暴露下。
• 建议：在户外活动时，建议采取⼀些防护措施，如使⽤防晒霜、穿遮阳衣物和佩戴太阳镜。

3. 6-7：高风险

• 健康影响：紫外线辐射对健康的影响较大，可能导致皮肤晒伤和眼睛损伤。
• 建议：避免在中午时分（10:00AM到4:00PM）长时间暴露于阳光下。穿戴保护性衣物、使用高SPF防晒霜，并佩戴太阳镜。

4. 8-10：很高风险

• 健康影响：紫外线辐射对健康的影响非常显著，晒伤的风险很高。
• 建议：尽量避免在阳光下长时间活动。采取全面的防护措施，包括穿着遮阳衣物、涂抹高SPF防晒霜、佩戴帽⼦和太阳镜，尤其是在阳光强烈的时段。

5. 11+：极高风险

• 健康影响：紫外线辐射极其强烈，短时间内就能导致严重的晒伤。
• 建议：尽量避免在阳光下活动，特别是在中午时分。采取所有可能的防护措施，尽量待在阴凉处。

特性

• DC 5~30V宽电压供电
• 采用高精度感光元件，全光谱范围内吸收量高
• 自带水平仪及调节手轮，现场方便调节
• 采用RS485接口，标准Modbus-RTU协议
• 采用高品质余弦校正器，确保标准余弦响应
• 金属铝壳材质，IP67防护等级

应用场景

• 环境监测
• 健康保护监测
• 农作物生长监测
• 光伏系统
• 实验室研究

技术规格

• 供电电压：DC5~30V
• 工作电流：＜10mA
• 输出方式：RS485
• 紫外线强度测量范围：0~15mW/cm²
• 分辨率：0.01mW/cm²
• 精度：±10%FS（@365nm，60%RH，25°C）
• 紫外线指数测量范围：0-15
• 波长范围：290-390nm
• 响应时间：0.2s
• 工作温度：-25°C~+60°C
• 防护等级：IP67
• 传感器线长：20cm
• 转接线线长：70cm

引脚示意图

尺寸图

通讯协议

1、通讯基本参数

2、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 字节
功能码 = 1 字节
数据区 = N 字节
错误校验 = 16 位 CRC 码
结束结构 ≥4 字节的时间
地址码：为传感器的地址，在通讯网络中是唯一的（出厂默认 0x01）。
功能码：主机所发指令功能指示，本传感器读取寄存器功能码0x03，写入寄存器功能码0x06
数据区：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：

从机应答帧结构：

寄存器地址

3、通讯协议示例及解释

3.1、读取当前紫外线强度值

问询帧：

应答帧：

紫外线强度值：
0143(16进制) =323=> 紫外线强度=3.23mW/ cm2

3.2、读取当前紫外线指数值

问询帧：

应答帧：

紫外线指数：
0003（16进制） =3 =>紫外线指数= 3

3.3、修改当前地址

问询帧：（修改当前地址为 0x02 ）

应答帧：

3.4、修改当前波特率

问询帧：（修改当前波特率为9600 ）

应答帧：

3.5、查询当前地址、波特率

问询帧：

应答帧：

读取到设备的真实地址为 01，波特率为 0x01，即 4800。

使用教程

硬件准备

• Arduino UNO x1
• RS485紫外线传感器 x1
• Gravity: RS485转UART 有源隔离型 信号转换模块 x1

软件准备

• 下载Arduino IDE： 点击下载Arduino IDE

硬件连接

若RS485设备的功率较小，需求电流小于12V-160mA，RS485转UART信号转换模块则无需12V外部供电，接线更方便。

演示代码

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(2,3);//定义软串口，3号端口为TX，2号端口为RX
uint8_t Com[8] = { 0x01, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x84, 0x0A };   //紫外线强度
uint8_t Com1[8] = { 0x01, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0xD5, 0xCA };  //紫外线指数
void setup() {
  Serial.begin(9600);  //初始化串口
  mySerial.begin(4800);
}
void loop() {
  float UV = readUV();
  Serial.print("UV = ");
  Serial.print(UV);
  Serial.print(" mW/cm² ");
  uint16_t UVI = readUVI();
  Serial.print("UVI = ");
  Serial.println(UVI);
  delay(1000);
}

float readUV(void) {
  uint8_t Data[10] = { 0 };
  uint8_t ch = 0;
  float data;
  bool flag = 1;
  while (flag) {
    delay(100);
    mySerial.write(Com, 8);
    delay(10);
    if (readN(&ch, 1) == 1) {
      if (ch == 0x01) {
        Data[0] = ch;
        if (readN(&ch, 1) == 1) {
          if (ch == 0x03) {
            Data[1] = ch;
            if (readN(&ch, 1) == 1) {
              if (ch == 0x02) {
                Data[2] = ch;
                if (readN(&Data[3], 4) == 4) {
                  if (CRC16_2(Data, 5) == (Data[5] * 256 + Data[6])) {
                    data= (Data[3] * 256 + Data[4]) / 100.00;
                    flag = 0;
                  }
                }
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    mySerial.flush();
  }
  return data;
}

int readUVI(void) {
  uint8_t Data1[10] = { 0 };
  int16_t data1;
  uint8_t ch1 = 0;
  bool flag1 = 1;
  while (flag1) {
    delay(100);
    mySerial.write(Com1, 8);
    delay(10);
    if (readN(&ch1, 1) == 1) {
      if (ch1 == 0x01) {
        Data1[0] = ch1;
        if (readN(&ch1, 1) == 1) {
          if (ch1 == 0x03) {
            Data1[1] = ch1;
            if (readN(&ch1, 1) == 1) {
              if (ch1 == 0x02) {
                Data1[2] = ch1;
                if (readN(&Data1[3], 4) == 4) {
                  if (CRC16_2(Data1, 5) == (Data1[5] * 256 + Data1[6])) {
                    data1 = Data1[3] * 256 + Data1[4];
                    flag1 = 0;
                  }
                }
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    mySerial.flush();
  }
  return data1;
}

uint8_t readN(uint8_t *buf, size_t len) {
  size_t offset = 0, left = len;
  int16_t Tineout = 500;
  uint8_t *buffer = buf;
  long curr = millis();
  while (left) {
    if (mySerial.available()) {
      buffer[offset] = mySerial.read();
      offset++;
      left--;
    }
    if (millis() - curr > Tineout) {
      break;
    }
  }
  return offset;
}

unsigned int CRC16_2(unsigned char *buf, int len) {
  unsigned int crc = 0xFFFF;
  for (int pos = 0; pos < len; pos++) {
    crc ^= (unsigned int)buf[pos];
    for (int i = 8; i != 0; i--) {
      if ((crc & 0x0001) != 0) {
        crc >>= 1;
        crc ^= 0xA001;
      } else {
        crc >>= 1;
      }
    }
  }

  crc = ((crc & 0x00ff) << 8) | ((crc & 0xff00) >> 8);
  return crc;
}

结果

打印采集到的紫外线强度值、指数值，室内普通光源无法采集。

常见问题

1.传感器属于精密器件，使用时请不要自行拆解，以免造成产品损坏
2.若读取数值显示为 0，检查是否有光源，检查产品保护盖是否取下
3.485 总线有断开，或者 A、B 线接反
4.检查电源是否符合标注

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