電導率土壤溫度水分三合一傳感器485型
電導率土壤溫度水分三合一傳感器485型
1. 產品介紹
1.1 產品概述
該傳感器性能穩定靈敏度高，是觀測和研究鹽漬土的發生、演變、改良以及水鹽動態的重要工具。通過測量土壤的介電常數，能直接穩定地反映各種土壤的真實水分含量。可測量土壤水分的質量百分比，是符合目前標準的土壤水分測量方法。
1.2 適用范圍
適用于土壤墑情監測、科學試驗、節水灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場、土壤速測、植物培養、污水處理、精細農業等場合。
1.3 技術參數
直流供電（默認） | DC3.6-30V |
功耗 | 0.2W |
工作溫度 | -40 - +80℃ |
電導率參數 | 量程：0-20000us/cm 分辨率：0-10000us/cm內10us/cm；100000-20000us/cm內50us/cm 精度：0-10000us/cm范圍內為±3%；10000-20000us/cm范圍內為±5% |
土壤水分參數 | 量程：0-100% 分辨率：0-50%內0.03%，50-100%內1% 精度：0-50%內2%，50-100%內3% |
土壤溫度參數 | 量程：-40~80℃，分辨率：0.1℃，精度：±0.5℃（25℃） |
電導率溫度補償 | 內置溫度補償傳感器，補償范圍0-50℃ |
防護等級 | IP68 |
探針材料 | 防腐特制電極 |
密封材料 | 黑色阻燃環氧樹脂 |
默認線纜長度 | 2米，線纜長度可按要求定制 |
外形尺寸 | 45*14*135mm |
電極長度 | 70mm |
輸出信號 | RS485(Modbus協議) |
1.4產品選型
RS- | 公司代號 | |||
| ECTH- | 溫度水分電導率三合一 | ||
ECH- | 水分電導率二合一 | |||
| N01- | 485型 | ||
| A |
| ||
B | 默認發貨此型號 | |||
1.5產品特點
1）土壤含水率、電導率以及溫度三參數合一。
2）也可用于水肥一體溶液、以及其他營養液與基質的電導率。
3）電極采用特殊處理的合金材料，可承受較強的外力沖擊，不易損壞。
4）*密封，耐酸堿腐蝕，可埋入土壤或直接投入水中進行長期動態檢測。
5）精度高，響應快，互換性好，探針插入式設計保證測量精確，性能可靠。
2. 使用方法
由于電極直接測定土壤中的可溶鹽離子的電導率，因此土壤體積含水率需高于約20%時土壤中的可溶離子才能正確反映土壤的電導率。在長期觀測時，灌溉或者降雨后的測量值更接近真實水平。如果進行速測，可先在被測土壤處澆水，待水分充分滲透后進行測量。
如果在較堅硬的地表測量時，應先鉆孔（孔徑應小于探針直徑），再插入土壤中并將土壓實然后測量；傳感器應防止劇烈振動和沖擊，更不能用硬物敲擊。由于傳感器為黑色封裝，在強烈陽光的照射下會使傳感器使急劇升溫（可達50℃以上），為了防止過高溫度對傳感器的溫度測量產生影響，請在田間或野外使用時注意遮陽與防護。
2.1 速測方法：
選定合適的測量地點，避開石塊，確保鋼針不會碰到堅硬的物體，按照所需測量深度拋開表層土，保持下面土壤原有的松緊程度，緊握傳感器垂直插入土壤，插入時不可左右晃動，一個測點的小范圍內建議多次測量求平均值。
2.2 埋地測量法：
垂直挖直徑>20cm的坑，在既定的深度將傳感器鋼針水平插入坑壁，將坑填埋嚴實，穩定一段時間后，即可進行連續數天，數月乃至更長時間的測量和記錄。
2.3 注意事項：
1、測量時鋼針必須全部插入土壤里。
2、避免強烈陽光直接照射到傳感器上而導致溫度過高。野外使用注意防雷擊。
3、勿暴力折彎鋼針，勿用力拉拽傳感器引出線，勿摔打或猛烈撞擊傳感器。
4、傳感器防護等級IP68，可以將傳感器整個泡在水中。
5、由于在空氣中存在射頻電磁輻射，不宜長時間在空氣中處于通電狀態。
3. 設備安裝說明
3.1 設備安裝前檢查
設備清單：
■傳感器設備1臺
■合格證、保修卡、接線說明等
■USB轉485（選配）
■終端電阻（多臺設備贈送）
3.2 接口說明
寬電壓電源輸入3.6~30V均可。485信號線接線時注意AB兩條線不能接反，總線上多臺設備間地址不能沖突。
3.3 接線說明
線色 | 說明 | 備注 |
紅色 | 電源正 | 3.6~30V DC |
黑色 | 電源地 | GND |
黃色 | 485-A | 485-A |
白色 | 485-B | 485-B |
屏蔽層（綠色） | 接電源負極為采集模式，接電源正極為設置模式 | |
4. 配置軟件安裝及使用
4.1 軟件選擇
打開資料包，選擇“調試軟件”---“土壤溫濕度電導率配置軟件”，安裝，安裝完成
。
4.2 參數設置
①、選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設備管理器—端口”里面查看COM端口），下圖列舉出幾種不同的485轉換器的驅動名稱。
②、單獨只接一臺設備并上電，傳感器的屏蔽層（綠色）接電源正為設置模式。
③、點擊工具欄中的“搜索設備”按鈕，彈出“搜索在線設備-選擇搜索參數”對話框。
④在“通信參數選擇”對話框中選擇合適的通訊參數。并點擊“搜索”按鈕。搜索到的設備會列在相應的串口下。如下圖。
⑤雙擊窗口左側串口下列出的設備“MEC10-設備地址……”，其通訊參數會自動列到右側的“電腦通訊設置”中。點擊右側的“開始”按鈕，軟件開始于模塊進行通訊。
⑥如需再次搜索模塊，請先點擊“停止”按鈕，然后再次進行搜索。
⑦通信成功后，用戶可修改各參數的值（通信參數改變后需要重新對傳感器進行上電方可生效）。
5. 通信協議
5.1 通訊基本參數
編 碼 | 8位二進制 |
數據位 | 8位 |
奇偶校驗位 | 無 |
停止位 | 1位 |
錯誤校驗 | CRC（冗余循環碼） |
波特率 | 可設，出廠默認為4800bit/s |
5.2 數據幀格式定義
采用Modbus-RTU 通訊規約，格式如下：
初始結構 ≥4 字節的時間
地址碼 = 1 字節
功能碼 = 1 字節
數據區 = N 字節
錯誤校驗 = 16 位CRC 碼
結束結構 ≥4 字節的時間
地址碼：為變送器的地址
功能碼：主機所發指令功能指示。
數據區：數據區是具體通訊數據，注意16bits數據高字節在前！
CRC碼：二字節的校驗碼。
主機問詢幀結構：
地址碼 | 功能碼 | 寄存器起始地址 | 寄存器長度 | 校驗碼低位 | 校驗碼高位 |
1字節 | 1字節 | 2字節 | 2字節 | 1字節 | 1字節 |
從機應答幀結構：
地址碼 | 功能碼 | 有效字節數 | 數據一區 | 第二數據區 | 第N數據區 | 校驗碼 |
1字節 | 1字節 | 1字節 | 2字節 | 2字節 | 2字節 | 2字節 |
5.3 寄存器地址
RS-ECTH-N01-A款寄存器說明如下
參數名稱 | 寄存器地址 (16進制/10進制) | 參數 類型 | Modbus 功能號 | 參數范圍及說明 | 默認值 |
溫度值 TEMPRATURE | 0x0000 /0 | INT16 只讀 | 3/4 | -4000-8000對應-40.00~80.00℃。 | N/A |
含水率 WC | 0x0001 /1 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-10000對應0-100% | N/A |
電導率 EC | 0x0002 /2 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-20000對應0-20000us/cm | N/A |
鹽度 SALINITY | 0x0003 /3 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-20000對應0-20000mg/L | N/A |
總溶解固體 TDS | 0x0004 /4 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-20000對應0-20000mg/L | N/A |
介電常數 EPSILON | 0x0005 /5 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-8200對應 0.00~82.00 | N/A |
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土壤類型 SOILTYPE | 0x0020 /32 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-3 0:礦物土 1:沙土 2:粘土 3:有機質土 | 0:礦物土
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溫度單位 TEMPUNIT | 0x0021 /33 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0: 攝氏度℃ 1: 華氏度℉ | 0 |
電導溫度系數 ECTEMPCOFF | 0x0022 /34 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-100對應0.0%-10.0% | 20（2%） |
鹽度系數 SALINITYCOFF | 0x0023 /35 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-100對應0.00-1.00 | 55（0.55） |
TDS系數 TDSCOFF | 0x0024 /36 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-100對應0.00-1.00 | 50（0.5） |
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Modbus從機地址(ADDRESS) | 0x0200 /512 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 1-255 | 1 |
串行通信波特率(BAUDRATE) | 0x0201 /513 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-5 0:1200bps 1:2400bps 2:4800bps 3:9600bps 4:19200bps 5:38400bps | 3:9600bps
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串行通信協議(PROTOCOL) | 0x0202 /514 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0~1 0:Modbus RTU 1:Modbus ASCii | 0:Modbus RTU
|
串行通信校驗位(PARITY) | 0x0203 /515 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-2 0:無校驗 1:偶校驗 2:奇校驗 | 0:無校驗
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串行通信數據位(DATABITS) | 0x0204 /516 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 1 1:8個數據位 | 1:8個數據位 |
串行通信停止位(STOPBITS) | 0x0205 /517 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-1 0:1個停止位 1:2個停止位 | 0:1個停止位
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串行通信延時響應(RESPONSEDELAY) | 0x0206 /518 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-255對應0-2550毫秒 傳感器接受到主機請求命令后延時一段時間然后響應。延時時間為設置值*10毫秒。設置為0時不延時。 | 0 |
串行通信主動輸出時間間隔(ACTIVEOUTPUTINTERVAL) | 0x0207 /519 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-255對應0-255秒 不需要主機進行請求，傳感器以固定的時間間隔自動發送數據。時間間隔為設置值*1秒。設置為0時禁止主動輸出功能。 | 0 |
UINT16:16位無符號整數寄存器
INT16:16位有符號整數寄存器
RS-ECTH-N01-B（默認發貨此款）款寄存器說明
參數名稱 | 寄存器地址 (16進制/10進制) | 參數 類型 | Modbus 功能號 | 參數范圍及說明 | 默認值 |
含水率 WC | 0x0000 /0 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-10000對應0-100% | N/A |
溫度值 TEMPRATURE | 0x0001 /1 | INT16 只讀 | 3/4 | -4000-8000對應-40.00~80.00℃ | N/A |
電導率 EC | 0x0002 /2 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-20000對應0-20000us/cm | N/A |
鹽度 SALINITY | 0x0003 /3 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-20000對應0-20000mg/L | N/A |
總溶解固體 TDS | 0x0004 /4 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-20000對應0-20000mg/L | N/A |
介電常數 EPSILON | 0x0005 /5 | UINT16 只讀 | 3/4 | 0-8200對應 0.00~82.00 | N/A |
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土壤類型 SOILTYPE | 0x0020 /32 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-3 0:礦物土 1:沙土 2:粘土 3:有機質土 | 0:礦物土
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溫度單位 TEMPUNIT | 0x0021 /33 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0: 攝氏度℃ 1: 華氏度℉ | 0 |
電導溫度系數 ECTEMPCOFF | 0x0022 /34 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-100對應0.0%-10.0% | 20（2%） |
鹽度系數 SALINITYCOFF | 0x0023 /35 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-100對應0.00-1.00 | 55（0.55） |
TDS系數 TDSCOFF | 0x0024 /36 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-100對應0.00-1.00 | 50（0.5） |
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Modbus從機地址(ADDRESS) | 0x0200 /512 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 1-255 | 1 |
串行通信波特率(BAUDRATE) | 0x0201 /513 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-5 0:1200bps 1:2400bps 2:4800bps 3:9600bps 4:19200bps 5:38400bps | 3:9600bps
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串行通信協議(PROTOCOL) | 0x0202 /514 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0~1 0:Modbus RTU 1:Modbus ASCii | 0:Modbus RTU
|
串行通信校驗位(PARITY) | 0x0203 /515 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-2 0:無校驗 1:偶校驗 2:奇校驗 | 0:無校驗
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串行通信數據位(DATABITS) | 0x0204 /516 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 1 1:8個數據位 | 1:8個數據位 |
串行通信停止位(STOPBITS) | 0x0205 /517 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-1 0:1個停止位 1:2個停止位 | 0:1個停止位
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串行通信延時響應(RESPONSEDELAY) | 0x0206 /518 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-255對應0-2550毫秒 傳感器接受到主機請求命令后延時一段時間然后響應。延時時間為設置值*10毫秒。設置為0時不延時。 | 0 |
串行通信主動輸出時間間隔(ACTIVEOUTPUTINTERVAL) | 0x0207 /519 | UINT16 讀寫 | 3/6/16 | 0-255對應0-255秒 不需要主機進行請求，傳感器以固定的時間間隔自動發送數據。時間間隔為設置值*1秒。設置為0時禁止主動輸出功能。 | 0 |
UINT16:16位無符號整數寄存器
INT16:16位有符號整數寄存器
5.4 通訊協議示例以及解釋
5.4.1 讀取設備地址0xFE的溫濕度值
此問詢幀以RS-ECTH-N01-A設備為例
問詢幀
地址碼 | 功能碼 | 起始地址 | 數據長度 | 校驗碼低位 | 校驗碼高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x00 | 0x00 0x02 | 0xC4 | 0x0B |
應答幀（例如讀到溫度為-1.01℃，濕度為6.58%RH）
地址碼 | 功能碼 | 字節數 | 濕度值 | 溫度值 | 校驗碼低位 | 校驗碼高位 |
0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x02 0x92 | 0xFF 0x9B | 0x5A | 0x3D |
溫度：當溫度低于零度時以補碼形式上傳
FF9B H(十六進制)= -101 => 溫度= -1.01℃
濕度：
292 H (十六進制) = 658 => 濕度 = 6.58%RH
6. 常見問題及解決辦法
6.1 設備無法連接到PLC或電腦
可能的原因：
1)電腦有多個COM口，選擇的口不正確。
2)設備地址錯誤，或者存在地址重復的設備（出廠默認全部為0x01）。
3)波特率，校驗方式，數據位，停止位錯誤。
4)485總線有斷開，或者A、B線接反。
5)設備數量過多或布線太長，應就近供電，加485增強器，同時增加120Ω終端電阻。
6)USB轉485驅動未安裝或者損壞。
7)設備損壞。