温湿度类

资料简介

WS1xx 有线温湿度传感器-使用手册
立即下载

1.产品概述

WS1xx有线传感器系列分为6款高精度温湿度传感器,均采用SENSIRION第4代温湿度芯片,精确度高、体积小、功耗低,适用多种应用场景。
外壳采用烧结工艺,既能保证空气流通,还能有效过滤外部杂质,确保传感器的内部清洁和工作稳定,同时兼具防水、耐腐蚀、耐高温、抗压等特性。

1.1.产品特性

  • 电源:TI芯片,宽电压供电,防反防浪涌
  • 接口:隔离RS485 / UART / IIC
  • 通信:WS1x0 / WS1x1支持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 / 串口
  • 安装方式:可支架安装

1.2. 产品规格

参数
WS100
WS110WS101WS111WS102WS112
接口类型RS485同左UART同左IIC同左
供电电压宽压版:6~60V
定压版:5V
同左3.3 ~ 3.6V同左1.8 ~ 3.6V同左
特性隔离型 RS485
A/B 电平 5V
同左低功耗串口同左I2C直连同左
测量范围-40~85℃-40~85℃-40~85℃-40~85℃-40~125℃同左
测量精度±0.2℃, ±1.8%RH±0.1℃, ±1%RH±0.2℃, ±1.8%RH±0.1℃, ±1%RH±0.2℃, ±1.8%RH±0.1℃, ±1%RH
长时间温漂温度<0.03℃ @年
湿度<0.2%RH @年
同左同左同左同左同左
通信方式Modbus RTU同左同左同左I2CI2C
数据速率1200~ 115200 bps
默认9600,无奇偶校验
同左同左同左//
工作温度-40~85℃-40~85℃-40~85℃-40~85℃-40~125℃-40~125℃
适用环境0~99 %RH 非凝露同左同左同左同左同左
产品尺寸95mm*14mm同左83mm*14mm同左83mm*14mm同左
引线说明红:VCC
黑:GND
黄:485A
白:485B
同左红:VCC
黑:GND
黄:TXD
白:RXD
同左红:VCC
黑:GND
黄:SDA
白:SCL
同左

2. 硬件特性

2.1.电气特性

接口RS485RS485UARTUARTIICIIC单位
型号WS100整机WS110整机WS101整机WS111整机WS102整机WS112整机/
测试电压12123.33.33.33.3V
待机功耗91.983.90.0070.0090.00350.0043mW
待机电流7.56.940.00230.00280.0010.0013mA
读取功耗221.6220.35.860.4970.563mW
读取电流43423.840.33990.354mA
读取响应时间0.0360.0370.0620.0630.0160.015s
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 WS100待机的测试数据


图 WS100的RS485读取状态的测试数据


图 WS110待机的测试数据


图 WS110的RS485读取状态的测试数据


图 WS101待机的测试数据


图 WS101的UART读取状态的测试数据


图 WS111待机的测试数据


图 WS111的UART读取状态的测试数据


图 WS102待机的测试数据


图 WS102的IIC读取状态的测试数据


图 WS112待机的测试数据


图 WS112的IIC读取状态的测试数据

3.软件协议(电力行业:默认地址11)

由于RS485通信具有稳定、抗干扰的优点,在电力行业有广泛的应用,因此针对这一应用场景我们单独出一版协议。

3.1.通讯接口

接口标准:RS-485,Modbus-RTU模式
默认波特率:9600
数据格式:8位数据位,1停止位,无校验位

3.2.帧格式定义

数据获取帧:

设备地址
(类型+地址)
功能码寄存器起始地址
MSB
操作寄存器的数量
MSB
CRC16(Modbus)
LSB
1字节1字节2字节2字节2字节

控制命令帧:

设备地址
(类型+地址)
功能码寄存器起始地址
MSB
写入数据
MSB
CRC16(Modbus)
LSB
1字节1字节2字节2字节2字节

上表为协议总览,其中设备地址的高4位用于表示设备类型,低4位为地址,如下表所示:

Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0
00010001

Bit 4 ~ Bit 7为传感器类型,00010000为温湿度;
Bit 0 ~ Bit 3为传感器地址,0001 为地址;
如上表,表示的是当前设备是地址为11(十六进制)的温湿度传感器。

3.3.寄存器地址

温湿度的传感器的设备类型为0x10,寄存器详述如下:

寄存器地址内容示例说明读写模式功能码
0x04D9温度传输值=实际值*10+400只读03H
0x04DA湿度传输值=实际值*10只读03H
0x04DB传感器状态0:正常,1:故障只读03H
0x04DC设备地址默认设备地址为11读/写06H

说明:针对电力行业版本,WS1x0仍为主动问询式,波特率默认9600,如要更改请使用芮捷SensorTool桌面配置工具。

3.4.温湿度查询

主机发送:11 03 04 D9 00 03 D7 90

设备地址(默认)功能码寄存器起始地址读寄存器的数量CRC校验
110304 D900 03D7 90

设备回复:11 03 06 02 8A 02 58 00 00 F4 E3

设备地址(默认)功能码数据字节数数据1数据2数据3CRC校验
11030602 8A02 5800 00F4 E3

数据1为温度数据,数据2为湿度数据,数据3为传感器状态。

3.5.地址修改

主机发送:11 06 04 DC 00 12 CB 9D

设备地址(默认)功能码寄存器起始地址写入数据CRC校验
110604 DC00 12CB 9D

设备回复:11 06 04 DC 00 12 CB 9D(与发送数据相同)
地址修改后马上生效,并且断电保存。

4.软件协议(芮捷标准:默认地址01)

WS1x0和WS1x1采用通用的Modbus-RTU规约,RS-485串口通信。

4.1.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0:温湿度传感器正常
1:温湿度传感器异常
只读04H
03H
0001H温度int16 有符号整型,单位0.1°只读同上
0002H湿度无符号整型,单位RH%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
0013H校准值高字节温度校准(单位0.1°)
低字节湿度校准(单位0.1%RH)
读写同上

4.2.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。

4.2.1.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 03 05 CB

地址码功能码起始寄存器寄存器个数校验码
01H03H0000H0003H05CBH

应答帧:01 03 06 00 00 01 1D 00 4D 70 BA

地址码功能码字节数状态温度湿度校验码
01H03H06H0000H011DH004DH70BAH

上述回复,0000为传感器状态,011D为温度数据,004D为湿度数据。

4.2.2.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。

4.2.3.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。

4.2.4.修改多个传感器配置(10H)

可以多1个或多个寄存器操作。

5.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。

5.1.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:

5.2.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

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):

6.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。
然后下载 固件更新工具 进行操作。

6.1.操作步骤

  1. 选择端口(即终端通过RS-485转USB连接电脑的串口号),然后选择波特率9600,目标地址为0x1000。
  2. 固件地址选择对应版本的.bin固件,如升级某个版本WS100-1000.bin,操作示意如下。

  3. 点击连接,连接成功后,下载按钮将可用。

  4. 最后点击下载按钮,设备将开启串口升级。升级完成(100%进度)后,可断开连接。

  5. 通过串口配置工具SensorTool查询更新版本号是否更新成功。

固件升级工具的下载界面如下:

7.外形尺寸

四芯线线长默认为1m(支持定制),连接处采用航插头,使用起来更牢固,尺寸如下:


图 WS100/WS110的外形尺寸图


图 WS101/WS111和WS102/WS112的外形尺寸图

8.安装说明

本产品可支持支架安装,支架为不锈钢材质,可以用螺丝固定在墙上/木板上,确保测量位置的准确和测量环境的稳定。