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產品介紹
土壤氮磷鉀傳感器適用于檢測土壤中氮磷鉀的含量，通過檢測土壤中氮磷鉀的含量來判斷土壤的肥沃程度，進而方便了客戶系統的評估土壤情況。
適用范圍
廣泛適用于稻田、大棚種植、水稻、蔬菜種植、果園苗圃、花卉以及土壤研究等。
測量參數
系統框架圖
本傳感器可以連接單獨使用，首先使用12V直流電源供電，設備可以直接連接帶有485接口的PLC，可以通過485接口芯片連接單片機。通過后文指定的modbus協議對單片機和PLC進行編程即可配合傳感器使用。同時使用USB轉485即可與電腦連接，使用我公司提供的傳感器配置工具進行配置和測試。
本產品也可以多個傳感器組合在一條485總線使用，在進行485總線組合時請遵守“485總線現場接線守則”（見附錄）。理論上一條總線可以接16個以上的485傳感器，如果需要接更多的485傳感器，可以使用485中繼器擴充更多的485設備，另一端接入帶有485接口的PLC、通過485接口芯片連接單片機，或者使用USB轉485即可與電腦連接，使用我公司提供的傳感器配置工具進行配置和測試。
使用方法
設備安裝前檢查
安裝設備前請檢查設備清單：
接口說明
電源接口為寬電壓電源輸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。
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1.25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色線，此時灰色線等價替換黃色線作用。
地表測量方法
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。
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。
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。
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。
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。
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，然后單擊自動獲取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，使用軟件自動獲取時需要保證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。
如果您的設備是氣體濃度傳感器，則請在傳感器類型處選擇“氣體濃度傳感器”，甲醛傳感器選擇“甲醛變送器”，模擬量變送器選擇“模擬量變送模塊”，大氣壓傳感器選擇“大氣壓力傳感器”，光照度傳感器選擇“光照度20W”，氧氣傳感器選擇“氧氣變送器”，其他的傳感器均選擇默認的“無其他傳感器”。
修改波特率和設備ID
在斷開設備的情況下點擊通信設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。
如果您需要使用modbus指令修改波特率和地址，您可以參見附錄“如何使用modbus指令修改波特率和地址”。
通信協議
通訊基本參數
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，在通訊網絡中是唯一的（出廠默認0x01）。
功能碼：主機所發指令功能指示，本變送器只用到功能碼0x03（讀取寄存器數據）。
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。
問詢幀
應答幀
寄存器地址
通訊協議示例以及解釋
讀取設備地址0x01的土壤氮磷鉀的數值
問詢幀
應答幀
氮磷鉀含量：
0020 H（16進制）=32=>氮=32mg/kg
0025 H（16進制）=37=>磷=37mg/kg
0030 H（16進制）=48=>鉀=48mg/kg
讀取設備地址0x01的土壤氮的數值
問詢幀
應答幀
氮含量：0020 H（16進制）=32=>氮=32mg/kg
讀取設備地址0x01的土壤磷的數值
問詢幀
應答幀
磷含量：0025 H（16進制）=37=>磷=37mg/kg
讀取設備地址0x01的土壤鉀的數值
問詢幀
應答幀
鉀含量：0030 H（16進制）=48=>磷=48mg/kg
土壤氮磷鉀傳感器適用于檢測土壤中氮磷鉀的含量，通過檢測土壤中氮磷鉀的含量來判斷土壤的肥沃程度，進而方便了客戶系統的評估土壤情況。
適用范圍
廣泛適用于稻田、大棚種植、水稻、蔬菜種植、果園苗圃、花卉以及土壤研究等。
測量參數
| 參數 | 技術指標 |
| 測量范圍 | 0-1999mg/kg |
| 測量精度 | ±2%F.s |
| 分辨率 | 1mg/kg（mg/l） |
| 響應時間（T90，秒） | 小于10 |
| 工作溫度 | 5至45℃ |
| 工作濕度 | 5至95%（相對濕度）、無凝結 |
| 質保期 | 主機質保2年，探頭質保1年 |
| 波特率 | 2400/4800/9600 |
| 通訊端口 | RS485 |
| 供電電源 | 12V-24V DC |
系統框架圖
本傳感器可以連接單獨使用，首先使用12V直流電源供電，設備可以直接連接帶有485接口的PLC，可以通過485接口芯片連接單片機。通過后文指定的modbus協議對單片機和PLC進行編程即可配合傳感器使用。同時使用USB轉485即可與電腦連接，使用我公司提供的傳感器配置工具進行配置和測試。
設備安裝前檢查
安裝設備前請檢查設備清單：
| 名稱 | 數量 |
| 高精度傳感器 | 1臺 |
| 12V防水電源 | 1臺（選配） |
| USB轉485設備 | 1臺（選配） |
| 保修卡/合格證 | 1份 |
電源接口為寬電壓電源輸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。
| 線色 | 說明 | |
| 電源 | 棕色 | 電源正（12-24VDC） |
| 黑色 | 電源負 | |
| 通信 | 黃(灰)色 | 485-A |
| 藍色 | 485-B |
出廠默認提供1.25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色線，此時灰色線等價替換黃色線作用。
地表測量方法
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。
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。
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。
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。
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。
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，然后單擊自動獲取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，使用軟件自動獲取時需要保證485總線上只有一個傳感器。
如果您的設備是氣體濃度傳感器，則請在傳感器類型處選擇“氣體濃度傳感器”，甲醛傳感器選擇“甲醛變送器”，模擬量變送器選擇“模擬量變送模塊”，大氣壓傳感器選擇“大氣壓力傳感器”，光照度傳感器選擇“光照度20W”，氧氣傳感器選擇“氧氣變送器”，其他的傳感器均選擇默認的“無其他傳感器”。
修改波特率和設備ID
在斷開設備的情況下點擊通信設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。
如果您需要使用modbus指令修改波特率和地址，您可以參見附錄“如何使用modbus指令修改波特率和地址”。
通信協議
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 | 無 |
| 停止位 | 1位 |
| 錯誤校驗 | CRC(冗余循環碼) |
| 波特率 | 2400bps/4800bps/9600bps可設，出廠默認為9600bps |
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，在通訊網絡中是唯一的（出廠默認0x01）。
功能碼：主機所發指令功能指示，本變送器只用到功能碼0x03（讀取寄存器數據）。
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。
問詢幀
| 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 |
| 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 |
| 寄存器地址 | PLC或組態地址 | 內容 | 操作 |
| 001E H | 4001F（40021） | 氮含量(單位mg/kg) | 只讀 |
| 001F H | 40020（40022） | 磷含量(單位mg/kg) | 只讀 |
| 0020 H | 40021（40023） | 鉀含量(單位mg/kg) | 只讀 |
| 0100 H | 40101 | 設備地址(0-252) | 讀寫 |
| 0101 H | 40102 | 波特率(2400/4800/9600) | 讀寫 |
讀取設備地址0x01的土壤氮磷鉀的數值
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 0x1E | 0x00 0x03 | 0x34 | 0x0D |
| 地址碼 | 功能碼 | 有效字數 | 氮含量 | 磷含量 | 鉀含量 |
校驗碼 低位 |
校驗碼 高位 |
| 0x01 | 0x03 | 0x06 |
0x00 0x20 |
0x00 0x25 |
0x00 0x30 |
0x5A | 0x3D |
0020 H（16進制）=32=>氮=32mg/kg
0025 H（16進制）=37=>磷=37mg/kg
0030 H（16進制）=48=>鉀=48mg/kg
讀取設備地址0x01的土壤氮的數值
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 0x1e | 0x00 0x01 | 0xB5 | 0xCC |
| 地址碼 | 功能碼 | 有效字數 | 氮含量 |
校驗碼 低位 |
校驗碼 高位 |
| 0x01 | 0x03 | 0x02 |
0x00 0x20 |
0x5A | 0x3D |
讀取設備地址0x01的土壤磷的數值
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 0x1f | 0x00 0x01 | 0xE4 | 0x0C |
| 地址碼 | 功能碼 | 有效字數 | 磷含量 |
校驗碼 低位 |
校驗碼 高位 |
| 0x01 | 0x03 | 0x02 |
0x00 0x25 |
0x5A | 0x3D |
讀取設備地址0x01的土壤鉀的數值
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 0x20 | 0x00 0x01 | 0x85 | 0xC0 |
| 地址碼 | 功能碼 | 有效字數 | 鉀含量 |
校驗碼 低位 |
校驗碼 高位 |
| 0x01 | 0x03 | 0x02 |
0x00 0x30 |
0x5A | 0x3D |
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