多土層土壤參數監測儀-4系列
多土層土壤參數監測儀-4系列
1.產品簡介
1.1產品概述
多土層土壤參數監測儀是我司研發的一款能夠測量多土層土壤參數的傳感器。能夠針對不同層次的土壤電導率、水分含量以及溫度狀態進行動態觀測，此檢測儀下限可檢測3層土壤電導率溫濕度狀態，上限可檢測5層土壤電導率溫濕度狀態，可快速、全面的了解集土壤參數信息。產品采用標準的Modbus-RTU485通信，通信上限可達2000米，支持二次開發。
產品外殼采用不銹鋼，黑色阻燃環氧樹脂*密封，耐酸堿腐蝕，可埋入土壤進行長期動態檢測。
該產品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。
1.2產品特點
- 能夠針對不同層次的土壤電導率、水分含量以及溫度狀態進行動態觀測。
- *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。
- 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。
- 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。
- 支持10-30V寬電壓充電。
1.3技術參數
直流供電（默認） | DC 5-30V | |
上限功耗 | 1.1W（12V DC供電） | |
工作溫度 | -40℃~+80℃ | |
電導率參數 | 量程 | 0-20000us/cm |
分辨率 | 10us/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 | ||
分辨率 | 0.1% | |
精度 | 0-50%內2% | |
1.4產品選型
RS- |
| 公司代號 | ||
| 3S |
| 檢測3層土壤水分 | |
5S |
| 檢測5層土壤水分 | ||
3W3S |
| 檢測3層土壤溫度水分 | ||
5W5S |
| 檢測5層土壤溫度水分 | ||
3EC3S |
| 檢測3層土壤電導率水分 | ||
5EC5S |
| 檢測5層土壤電導率水分 | ||
3EC3W3S |
| 檢測3層土壤電導率溫度水分 | ||
5EC5W5S |
| 檢測5層土壤電導率溫度水分 | ||
| N01- |
| 標準Modbus-RTU485通信 | |
| TR-4 | 多土層土壤參數監測儀 | ||
2.設備安裝說明
2.1設備尺寸與檢測高度
產品采用分層設點的檢測結構，地下土壤每隔10cm配置一個土壤參數測點，觀測相對應范圍內的土壤參數。如下圖所示：
2.2設備安裝前檢查
設備清單：
多土層土壤參數監測儀一臺
合格證、保修卡等一份
2.3安裝方式
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產品接線說明
寬電壓電源輸入5~30V均可。485信號線接線時注意A/B兩條線不能接反，總線上多臺設備間地址不能沖突。
| 線色 | 說明 |
電源 | 棕色 | 電源正（5~30V DC） |
黑色 | 電源負 | |
通信 | 黃色 | 485-A |
藍色 | 485-B |
3. 通信協議
3.1 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 | 2400bit/s、4800bit/s、9600 bit/s可設，出廠默認為4800bit/s |
3.2 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（出廠默認0x01）。
功能碼：主機所發指令功能指示，本變送器用到功能碼0x03（讀取寄存器數據）、0x06（寫入寄存器數據）。
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 | 數據二區 | 數據N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 |
3.3 寄存器地址
根據設備安裝方式，不同的土層為不同的ModBus地址，分別為1-5號地址，頂層設備地址為1號，下一層設備地址為2號……以此類推，第五層設備地址為5號。
寄存器地址 | PLC或組態地址 | 內容 | 操作 | 定義說明 |
0000 H | 40001 (十進制) | 含水率 | 只讀 | 含水率實時值（擴大10倍） |
0001 H | 40002 (十進制) | 溫度值 | 只讀 | 溫度實時值（擴大10倍） |
0002 H | 40003 (十進制) | 電導率 | 只讀 | 電導率實時值 |
0003 H | 40004 (十進制) | 鹽度 | 只讀 | 鹽度實時值 |
0004 H | 40005 (十進制) | 總溶解固體 TDS | 只讀 | TDS實時值 |
0022 H | 40035 (十進制) | 電導溫度系數 | 讀寫 | 0-100對應0.0%-10.0% 默認0.0% |
0023 H | 40036 (十進制) | 鹽度系數 | 讀寫 | 0-100 對應 0.00-1.00 默認55（0.55） |
0024 H | 40037 (十進制) | TDS 系數 | 讀寫 | 0-100 對應 0.00-1.00 默認50（0.5） |
0050 H | 40081 (十進制) | 溫度校準值 | 讀寫 | 整數（擴大10倍） |
0051 H | 40082 (十進制) | 含水率校準值 | 讀寫 | 整數（擴大10倍） |
0052 H | 40083 (十進制) | 電導率校準值 | 讀寫 | 整數 |
07D0 H | 42001 (十進制) | 設備地址 | 讀寫 | 1~254（出廠默認1） |
07D1 H | 42002 (十進制) | 設備波特率 | 讀寫 | 0代表2400 1代表4800 2代表9600 |
3.4 通訊協議示例以及解釋
舉例：讀取設備地址0x01的溫度水分值
問詢幀（16進制）：
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（16進制）：（例如讀到溫度為-10.1℃，水分為65.8%）
地址碼 | 功能碼 | 返回有效 字節數 | 水分值 | 溫度值 | 校驗碼低位 | 校驗碼高位 |
0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x00 0xEB | 0xFF 0x9B | 0x8A | 0x5C |
溫度水分值計算：
水分值：00EB H = 235 => 水分 = 23.5%
當溫度低于 0 ℃ 時溫度數據以補碼的形式上傳。
溫度：FF9B H(十六進制)= -101 => 溫度 = -10.1℃
