土壤水分/鹽分/溫度傳感器 GWSE10 用戶手冊(cè)

濟(jì)南森農(nóng)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司

1. 產(chǎn)品介紹 

GWSE10 是土壤水分鹽分溫度傳感器，采用高精度數(shù)字傳感芯片結(jié)合嵌入式處理與計(jì)算，采集測(cè)量土壤的水分含量、電導(dǎo)率（EC）和溫度。 傳感器基于 RS-485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)通信，抗干擾能力更強(qiáng)。

土壤濕度檢測(cè)是利用 FDR 頻域反射原理 （FrequencyDomainReflectometry），根據(jù)電磁波脈沖在介質(zhì)中傳播頻率來測(cè)量土壤的表觀介電常數(shù)（ε），再結(jié)合不同土質(zhì)的頻率－含水率轉(zhuǎn)換特性算法得到土壤含水量。電導(dǎo)率采用電極式電導(dǎo)測(cè)量方式，內(nèi)置跨導(dǎo)放大電路、數(shù)字補(bǔ)償電路提高精度。溫度傳感基于 CMOS 數(shù)字芯片，在探針的導(dǎo)熱方面做了優(yōu)化。

每個(gè)傳感器出廠前均進(jìn)行了溫度系數(shù)校準(zhǔn)以及土壤水分精度標(biāo)定，保證用戶應(yīng)用時(shí)可直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。具有靈敏度高、測(cè)量、運(yùn)行穩(wěn)定、功耗低、耐候性好、易于使用等特點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于科學(xué)試驗(yàn)、土壤墑情監(jiān)測(cè)、土壤野外長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、節(jié)水灌溉、水利建設(shè)、溫室大棚、草地牧場(chǎng)、植物培養(yǎng)、污水處理、精細(xì)農(nóng)業(yè)等場(chǎng)合。

功能特點(diǎn) 

土壤含水率、電導(dǎo)率以及溫度三參數(shù)合一

采用專門研發(fā)的射頻諧振電路，信號(hào)穩(wěn)定，穿透力強(qiáng)

針對(duì)不同土壤的嵌入式水分、電導(dǎo)率模型與補(bǔ)償計(jì)算，精度高

測(cè)量范圍寬、線形度好、適用性廣

電極采用特殊處理的 316 不銹鋼，可承受較強(qiáng)的外力沖擊，不易損壞。

密封，耐酸堿腐蝕，可埋入土壤或直接投入水中進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)檢測(cè)。

內(nèi)置存儲(chǔ)器，無需維護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)

節(jié)能省電模式支持，可以滿足低功耗測(cè)量場(chǎng)合對(duì)功耗的苛刻需求

主要技術(shù)指標(biāo) 

土壤水分含量測(cè)量

典型精度：0-50%內(nèi) 2%，50-內(nèi) 3%

分辨率：0.1% 

溫度測(cè)量

典型精度：0.5℃（或高配：0.1℃精度版本）

高精度范圍：0℃~+50℃ 

分辨率：0.1℃

量程：-70℃~+150℃ 

電導(dǎo)率鹽分測(cè)量

典型精度：3% 

分辨率：0.01mS/cm 

量程：0~20mS/cm 

工作溫度范圍：-40℃~+85℃

采集時(shí)間：< 0.2="">

平均功耗：26.82mA@5V 

供電電壓：3V~28V

接口：RS485(MODBUS 協(xié)議) 

探針材料： 316 不銹鋼特制電極

密封材料： 黑色阻燃環(huán)氧樹脂

安裝方式： 全部埋入或探針全部插入被測(cè)介質(zhì)

線纜長(zhǎng)度：默認(rèn) 2 米，線纜長(zhǎng)度可按要求定制

電極長(zhǎng)度： 70mm

外形尺寸： 45*15*145mm

2. 接口說明 

RS485 接口型 Modbus 協(xié)議

紅色(V+): 電源正（12-24V）

黑色(G): 電源地

黃色(T+): RS485+/A/T+

藍(lán)色(T-): RS485-/B/T

3、通信協(xié)議 

3.1 通訊基本參數(shù)

3.2 數(shù)據(jù)幀格式定義

采用 Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：

地址碼=1 字節(jié)

功能碼=1 字節(jié)

數(shù)據(jù)區(qū)=N 字節(jié)

錯(cuò)誤校驗(yàn)=16 位 CRC 碼（低字節(jié)在前）

地址碼：為傳感器的地址，在通訊網(wǎng)絡(luò)中是的（出廠默認(rèn) 0x01）。

功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能指示，功能碼 0x03 讀取寄存器數(shù)據(jù)，功能碼 0x06 

寫單個(gè)寄存器。

數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意 16bits 數(shù)據(jù)高字節(jié)在前。

CRC 碼：二字節(jié)校驗(yàn)碼，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。

3.3 寄存器定義

3.4 通訊協(xié)議示例

3.4.1 讀取傳感器地址 0x01 的土壤溫度、土壤水分和土壤鹽分值

問詢幀

例：01 03 00 0B 00 03 74 09 向 1 號(hào)節(jié)點(diǎn)查詢 4 字（8Byte）數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)起始地

址為 0x000A

注：（1）、溫度：當(dāng)溫度低于 0℃時(shí)以補(bǔ)碼形式上傳

0xFF9B (十六進(jìn)制)= -101 => 溫度 = -10.1℃

（2）、土壤水分：無符號(hào)數(shù)

0x009B (十六進(jìn)制)=155=> 土壤水分 = 15.5%

（3）、土壤鹽分值：無符號(hào)數(shù)

0x0064 (十六進(jìn)制)=100=>土壤鹽分值 = 1mS/cm

3.4.2 修改傳感器地址

將地址 01 修改為地址 02

注：修改地址時(shí)總線上只能接一臺(tái)傳感器

4、軟件安裝及配置使用 

5、Modbus Poll 使用說明 

5.1 初始化配置傳感器參數(shù) 

5.2 連接 485 串口

5.3 獲取傳感器數(shù)據(jù)

6、常見問題解答（FAQ） 

若傳感器無法連接到 485 主機(jī)或電腦，可以從如下幾方面分析，進(jìn)行故障排查： 

1、電腦有多個(gè) COM 口，選擇的 COM 口不正確。

2、傳感器地址錯(cuò)誤，或者存在地址重復(fù)的傳感器（出廠默認(rèn)全部為 1）。

3、波特率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位或停止位錯(cuò)誤。

4、主機(jī)輪詢間隔和等待應(yīng)答時(shí)間太短，需要都設(shè)置在200ms 以上。

5、485 總線有斷開，或者 A、B 線接反。

6、傳感器數(shù)量過多或布線太長(zhǎng)，應(yīng)就近供電，加 485 增強(qiáng)器，同時(shí)增加 120Ω終端電阻。

7、USB 轉(zhuǎn) 485（自配）驅(qū)動(dòng)未安裝或者損壞。

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