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土壤溫濕度傳感器

土壤溫濕度傳感器

土壤水分溫度傳感器適用于土壤溫度以及水分的測量,經與德國原裝高精度傳感器比較和土壤實際烘干稱重法標定,精度高,響應快,輸出穩定。受土壤含鹽量影響較小,適用于各種土質。可長期埋入土壤中,耐長期電解,耐腐蝕,抽真空灌封,完全防水。

直流供電:9-24VDC

平均功耗:50 mW

溫度測量范圍:-40°C-80°

濕度測量范圍:0-100%

溫度精度:±0.5°C

濕度精度:053%為±3%,53%-100%為±5%

溫度分辨率:01°C

濕度分辨率:01%

響應時間:<1S

防護等級:P68

輸出信號RS485:( Modbus協議)

土壤溫濕度傳感器

使用說明書

 型號:ZHY-EARTH-TM 文檔版本:V2.6

  1. 產品簡介

1.1 產品概述

土壤水分溫度傳感器適用于土壤溫度以及水分的測量,經與德國原裝高精度傳感器比較和土壤實際烘干稱重法標定,精度高,響應快,輸出穩定。受土壤含鹽量影響較小,適用于各種土質。可長期埋入土壤中,耐長期電解,耐腐蝕,抽真空灌封,完全防水。

1.2 適用范圍

廣泛適用于科學實驗、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、糧食倉儲及各種顆粒物含水量和溫度的測量。

1.3 主要參數

參數名稱

參數內容

直流供電

12–24V DC

平均功耗

48 mW

溫度測量范圍

-40℃- 80℃

濕度測量范圍

0-100%RH

溫度精度

±0.5℃

濕度精度

0-53%為±3%  53%-100%為±5%

溫度分辨率

0.1℃

濕度分辨率

0.1%RH

響應時間

<1S

 

參數名稱

參數內容

防護等級

IP68

輸出信號

RS485(Modbus協議)

注意安裝時需將傳感器全部埋入或探針全部插入被測介質中,測量結凍冰土層時,水分值會偏低不準確,需要用戶補償。

出廠默認產品適用于測量普通的黃土地、黑土地、紅土地。不適用于對于鹽分較大的鹽堿地、沙地、或者其他粉末狀物體的絕對水分測量,單仍可以表征相對水分差別,對于這類型的水分測量應聯系廠家做單獨校準。

1.4 土壤水分計算方式與含義

本傳感器計算的土壤水分為土壤含水量(watercontentofsoil)。是指土壤絕對含水量,即100g烘干土中含有若干克水分,也稱土壤含水率。土壤水分狀況又叫墑情。在農業生中,及時掌握封墑情情很重要。利用感官檢驗土壤墑情,具有簡便、快速度等特點。

飽墑含水量18.5%~20%,土色深暗發黑,用手捏之成團,拋之不散,可搓成條,手上有明顯的水跡。飽墑為適耕上限,土壤有效含水量最大。

適墑含水量15.5%~18.5%,土色深暗發暗,手捏成團,拋之破碎,手上留有濕印。適墑是播種耕作適宜的墑情,有效含水量較高。

黃墑含水量12%~15%,土色發黃,手捏成團,易碎,手有涼爽感覺。黃墑適宜耕作,有效含水量較少,播種出苗不齊,需要灌溉。

干土含水量在8%以下,土色灰白,土塊硬結,細土松散。干土無

作物可吸收的水分,不適宜耕作和播種。

 

以下是常見土壤的最優含水率(僅供參考):

砂壤土:12%—15%

輕黏壤土:15%—17%

黃土:19%—21%

中黏壤土:21%—23%

重黏壤土:22%—25%

黏土:25%—28%

黑土:22%—30% 

 

第2章 硬件連接

2.1 設備安裝前檢查

安裝設備前請檢查設備清單:

名稱

數量

傳感器

1臺

12V防水電源

1臺(選配)

USB轉485設備

1臺(選配)

 

2.2 接口說明

寬電壓電源輸入12-24V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。 

2.2.1 傳感器接線說明

線序對應的顏色如下表所示

線色

說明

紅色

電源正(12-24V DC)

黑/藍色

電源負

黃色

485-A

綠色

485-B

注意事項:請注意不要接錯線序,錯誤的接線會導致設備燒毀。

出廠默認提供 1.0 米長線材,客戶可根據需要按需延長線材或者順次接線。注意在某些出廠批次中可能提供的線序中沒有黃線,此時灰色線等價替換黃色線作用。

 

2.3 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。 

2.4 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。 

2.5 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。

 

 

第3章 配置軟件安裝及使用

我司提供配套的“傳感器監控軟件”,可以方便的使用電腦讀取傳感器的參數,同時靈活的修改傳感器的設備ID和地址。

3.1 傳感器接入電腦

將傳感器通過USB轉485正確的連接電腦并提供供電后,可以在電腦中看到正確的COM口(“我的電腦屬性設備管理器端口”里面查看COM端口)。


如上圖所示,此時您的串口號為COM10,請記住這個串口,需要在傳感器監控軟件中填入這個串口號。如果在設備管理器中沒有發現COM口,則意味您沒有插入USB轉485或者沒有正確安裝驅動,請聯系技術人員取得幫助。 

3.2 傳感器監控軟件的使用

配置界面如圖所示,首先根據3.1章節的方法獲取到串口號并選擇正確的串口,然后單擊自動連接當前波特率和地址即可自動探測到當前485總線上的所有設備和波特率。請注意,使用軟件自動連接時需要保證485總線上只有一個傳感器。然后單擊連接設備后即可實時獲取傳感器數據信息。


 

3.3 修改波特率和設備ID

在設備已連接的情況下在傳感器參數配置中的設備波特率和設置地址即可完成相關的設置,請注意設置過后請重啟設備,然后“自動獲取當前的波特率和地址”后可以發現地址和波特率已經改成您需要的地址和波特率。

第4章 通信協議

4.1 通訊基本參數

參數

內容

編碼

8位二進制

數據位

8位

奇偶校驗位

停止位

1位

錯誤校驗

CRC-16(Modbus)

波特率

2400/ 4800/9600bps可設,出廠默認9600bps

4.2 數據幀格式定義

采用 Modbus-RTU 通訊規約,格式如下:

問詢幀

地址碼

功能碼

起始地址

請求寄存器數量

校驗碼

1字節

1字節

2字節

2字節

2字節

應答幀

地址碼

功能碼

數據長度

回傳數據內容

校驗碼

1字節

1字節

1字節

N字節

2字節

地址碼,即設備地址,在通訊網絡中是唯一的(出廠默認 0x01)。本變送器只用到功能碼0x03。注意數據高位在前,CRC低位在前。

 

4.3 寄存器地址

寄存器地址

PLC組態地址

內容

操作

0004 H

40005

土壤濕度(單位為0.1%RH)

只讀

0005 H

40006

土壤溫度(單位為0.1℃)

只讀

4.4 通訊協議示例以及解釋

4.4.1 讀取設備地址 0x01 的土壤溫濕度值

問詢幀

地址碼

功能碼

起始地址

請求寄存器數量

校驗碼

0x01

0x03

0x00 0x04

0x00 0x02

0x85 0xCA

應答幀

地址碼

功能碼

數據長度

濕度值

溫度值

校驗碼

0x01

0x03

0x04

0x02 0x92

0x00 0xFB

0x1B 0xE5

數據換算:

0292 H(十六進制)= 658 =>土壤濕度值 = 65.8%RH

00FB H(十六進制)= 251 =>土壤濕度值 = 25.1℃ 

 

第5章 常見問題及解決辦法

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1)。
  3. 波特率,校驗方式,數據位,停止位錯誤。
  4. 主機輪詢間隔和等待應答時間太短,需要設置在200ms以上
  5. 485總線有斷開,或者A、B線接反。
  6. 設備數量過多或布線太長,應就近供電。
  7. USB 轉 485 驅動未安裝或者損壞。
  8. 設備損壞。
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