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资料简介

WS300有线CO2传感器-使用手册
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1.产品概述

WS30x是一系列带屏显示的RS485接口的传感器,同时支持测量温湿度、光照强度和大气压(可以根据场景选配五合一/四合一/三合一等型号)。支持标准Modbus-RTU通信,配置简单、使用方便。
外壳采用高密度铝壳,坚固、耐高温、耐腐蚀、使用寿命长。表面镂空设计,保证空气流通和测量的准确。体积小巧,支持挂耳安装。

1.1.产品特性

  • 电源:TI芯片,6~60V宽电压供电,防反防浪涌;
  • 接口:隔离RS485;
  • 通信:Modbus-RTU通信;
  • 配置方式:Modbus命令 / 芮捷AT指令 / 芮捷SensorTool桌面配置工具;
  • 固件升级方式:RS485口;
  • 安装:挂耳安装。

1.2. 产品规格

参数WS30x
接口类型RS485
供电电压宽压版:6~60V
定压版:5V
特性隔离型 RS485
A/B 电平 5V
NDIR检测原理
SENSIRION的SHT4x温湿度芯片
TI的光感芯片、博世的大气压芯片
CO2采集范围0~5000ppm(可定制到10000ppm)
CO2测量精度±(40ppm + 4% of reading ),25℃ +2℃,50%±10%RH 环境下
温湿度采集精度±0.2℃ , ±2%RH
长时间温漂温度<0.03℃/年,湿度<0.2%RH/年
光照强度量程0.01 lux ~ 83000 lux
光照强度精度0.2%
大气压量程300 ~ 1100 hPa
大气压精度±0.12 hPa @ 25℃
通信方式Modbus RTU
数据速率1200~ 115200 bps(可配置)
默认9600,无奇偶校验
推荐工作环境0~50℃,0~90%RH非凝露(针对WS300 / WS301 / WS303)
-40~85℃,0~99%RH非凝露(针对WS304)
产品尺寸64.8mm*68.99mm*15.70mm(含挂耳,不包含1m线长)
产品重量≈120g
引线说明红:VCC
黑:GND
黄:485A
白:485B

说明:供电电压默认为6~60V,如要单独5V供电的,需要联系销售人员。

2. 硬件特性

2.1.电气特性

参数WS300(五合一)整机单位
测试电压12V
待机功耗129.37mW
待机电流10.518mA
屏幕刷新电流169.77mA
屏幕刷新功耗833.53mW
屏幕刷新耗时0.248s
屏幕刷新间隔2s
读取功耗410.73mW
读取电流62.2mA
读取响应时间0.034s
说明:请确保传感器在推荐的工作条件下运行。

2.2.测试详情


图2.2.1 WS300(五合一)待机功耗的测量数据


图2.2.2 WS300(五合一)的屏幕刷新功耗的测量数据


图2.2.3 WS300(五合一)的RS485读取状态的测量数据

3.软件协议(芮捷标准:默认地址01)

WS30x采用通用的Modbus-RTU规约,RS-485串口通信。

3.1.寄存器地址

寄存器地址内容
示例说明
读写模式功能码
0000H故障标记bit15~bit5备用,bit4 大气压,bit3 光照强度,bit1 CO2,bit0 温湿度只读04H
03H
0000H故障标记针对bit0~bit4,0:正常
1:故障
只读同上
0001H温度int16有符号整型,单位0.1°只读同上
0002H湿度uint8 无符号整型,单位RH%只读同上
0003HCO2浓度uint16 无符号整型,单位ppm只读同上
0004H大气压uint16 无符号整型,单位hPa(百帕即0.1kPa)只读同上
0005H光照强度uint16 无符号整型,单位Lux只读同上
0010H从机地址默认从机地址为 1读写03H
06H
10H
0011H主动上报周期单位秒
0:标准Modbus问询式
>0:按此周期主动上报数据
读写同上
0012H波特率取值:0~7
0:1200bps
1:2400bps
2:4800bps
3:9600bps(默认)
4:19200bps
5:38400bps
6:57600bps
7:115200bps
读写同上

3.2.通讯协议示例

备注:下面各示例的数据都是十六进制字符格式。

3.2.1.读传感器数据(04H,03H)

支持Modbus RTU读数据指令04H,一般情况下,如果Modbus读取只读数据,应该使用04H功能码。同时支持指令03H(以方便部分混合使用03H和04H功能码的客户)。

请求帧:01 03 00 00 00 06 C5 C8

地址码功能码起始寄存器寄存器个数校验码
01H03H0000H0006HC5C8H

应答帧:01 03 0C 00 00 00 EC 00 19 03 00 03 FE 01 A7 A6 D8

地址码功能码字节数状态温度湿度CO2浓度大气压光照强度校验码
01H03H0CH0000H00ECH0019H0300H03FEH01A7HA6D8H

以上回复,0000为传感器状态,00EC为温度数据,0019为湿度数据,0300为CO2浓度数据,03FE为大气压数据,01A7为光照强度数据。

3.2.2.读传感器配置(03H)

例如,读取所有传感器配置数据
请求帧:01 03 00 10 00 03 04 0E

地址码功能码起始寄存器寄存器个数校验码
01H03H0010H0003H040EH

应答帧:01 03 06 00 01 00 00 00 03 5C B4

地址码功能码字节数从机地址主动周期波特率校验码
01H03H06H0001H0000H0003H5CB4H

说明:可读1个或多个寄存器。

3.2.3.修改单个传感器配置(06H)

请求与响应一致。例如,修改从机地址0x01为0x02
请求帧:01 06 00 10 00 02 09 CE

地址码功能码寄存器地址寄存器内容校验码
01H06H0010H0002H09CEH

应答帧:01 06 00 10 00 02 09 CE

地址码功能码寄存器地址寄存器内容校验码
01H06H0010H0002H09CEH

操作示例如下,从机地址修改后,旧从机地址则无回复,用新从机地址操作正常回复。

3.2.4.修改多个传感器配置(10H)

可以多1个或多个寄存器操作。

4.用户配置

为了方便用户配置,设备内置了芮捷的AT指令集,支持芮捷的通用AT指令操作或SensorTool桌面配置工具进行操作。

4.1.AT指令配置

使用串口调试工具,使用AT指令查询参数,如下所示:
查询设备地址(从机地址):

主要AT指令有(默认以回车换行结尾):

AT指令功能
AT+CFG?\r\n查询配置,如:
波特率参数
休眠周期
ATI\r\n查询设备版本信息
ATZ\r\n恢复出厂设置
AT+ADDR?查询从机地址
AT+ADDR=xxxxxxxx
示例AT+ADDR=00000001
配置从机地址
示例为配置从机为1

如果没有串口调试工具 ,可以下载芮捷推荐的串口调试工具,如图操作:


图4.1.1 串口驱动和串口调试工具的下载界面

4.2.配置工具配置

也可以使用芮捷桌面工具SensorTool,界面清晰易读,查询或配置更简单,主要配置从机地址DevAddr、可修改波特率、可查询固件版本号。
SensorTool的具体操作可参考芮捷官方的操作指南:SensorTool 操作手册

配置界面显示参数如下:

图4.2.1 SensorTool显示界面参考(以实际版本为准)

SensorTool桌面配置工具下载界面如下,选择最新版本(初次下载可能会被拦截,点击“保留”和“仍然运行”即可,无需安装,打开就能用):

图4.2.2 SensorTool配置工具下载界面

5.软件升级

设备支持串口升级,首先需要安装对应的RS-485转USB的串口驱动软件,以便电脑能够通过USB接口连接设备,然后使用SensorTool工具进行操作。

5.1.操作步骤

  1. 下载想要更新的固件版本 .bin 文件。
  2. 进行“串口选择”(即终端通过RS-485转USB连接电脑的串口号),选择波特率9600(默认),选择“全部”,打开串口。
  3. 点击“固件更新”,点击“打开文件”,选择之前下载的 .bin 固件文件。
  4. 点击“更新系统”,板子开始更新固件。

  5. 更新过程中,“下一包号”数字会增加,显示“设备固件更新成功!”的弹窗之前,不可断开连接。

  6. 显示“设备固件更新成功!”后,点击“OK”,重新点击“读配置”,验证固件版本号是否更新成功。

6.外形尺寸

四芯线线长默认为黑色1m(支持定制线长),线径5mm,屏幕显示尺寸为29mm*23mm,尺寸如下:

图6.1 WS30x的外形尺寸图

7.安装说明

本产品支持挂耳安装,可以用螺丝固定在墙上/木板上,按照屏幕显示规则,安装时四芯线应竖直向下,安装完毕后请确保传感器不易脱落。
按照如下所示的传感器的分布位置,选择适宜的安装环境。


图7.1 WS30x的安装示意图