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環(huán)境監(jiān)測(cè)（Environmental Monitoring），是科學(xué)管理環(huán)境和環(huán)境執(zhí)法監(jiān)督的基礎(chǔ)，是環(huán)境保護(hù)必不可少的基礎(chǔ)性工作。環(huán)境監(jiān)測(cè)的核心目標(biāo)是提供環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)的數(shù)據(jù)，判斷環(huán)境質(zhì)量，評(píng)價(jià)當(dāng)前主要環(huán)境問題，為環(huán)境管理服務(wù)。本教材就是運(yùn)用化學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、遙測(cè)、遙感、計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代科技手段監(jiān)視、測(cè)定、監(jiān)控反映環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢(shì)的各種標(biāo)志數(shù)據(jù)，從而對(duì)環(huán)境質(zhì)量作出綜合評(píng)價(jià)的學(xué)科。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
·     了解環(huán)境監(jiān)測(cè)幾大基本要素。
·     了解環(huán)境監(jiān)測(cè)幾個(gè)傳感器工作原理以及接口使用。
·     熟練掌握各傳感器程序編寫規(guī)范，使用控制。

2.1 二氧化碳傳感器

本教材選用的是工業(yè)級(jí)二氧化碳傳感器，廣泛適用于農(nóng)業(yè)大棚，花卉培養(yǎng)等需要二氧化碳及溫濕度監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合。傳感器內(nèi)輸入電源，感應(yīng)探頭，信號(hào)輸出三部分完全隔離。安全可靠，外觀美觀，安裝方便。設(shè)備采用高靈敏度的氣體檢測(cè)探頭，信號(hào)穩(wěn)定，精度高。具有測(cè)量范圍寬、線形度好、使用方便、便于安裝、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。

2.1.1 傳感器參數(shù)

表2-1 二氧化碳傳感器參數(shù)表

2.1.2 探頭參數(shù)與選型

表2-2 二氧化碳傳感器探頭參數(shù)與選型

2.1.3 硬件連接

圖2-3 二氧化碳傳感器系統(tǒng)框架圖
寬電壓電源輸入12-24V均可。485信號(hào)線接線時(shí)注意A/B 兩條線不能接反，總線上多臺(tái)設(shè)備間地址不能沖突。

圖2-4 二氧化碳傳感器實(shí)物圖圖2-5 二氧化碳傳感器實(shí)物接線圖

	線色	說明
電源	紅色（12V）	電源正（12V）
電源	黑色（GND）	電源負(fù)（GND）
通信	黃色（S1）	485_A
通信	藍(lán)色（S2）	485_B

使用時(shí)注意需將傳感器安置在避風(fēng)避雨的環(huán)境中，90 度垂直于地面度壁掛，保持將傳感器透氣孔朝向正前方，防止進(jìn)水。同時(shí)為了保證測(cè)量的準(zhǔn)度，請(qǐng)將二氧化碳變送器安裝在通風(fēng)較好的位置。

2.1.4 通訊協(xié)議

（1）通訊基本參數(shù)

編碼	8位二進(jìn)制
數(shù)據(jù)位	8位
奇偶校驗(yàn)位	無
停止位	1位
錯(cuò)誤校驗(yàn)	CRC（冗余循環(huán)碼）
波特率	2400bps/4800bps/960bps可設(shè)，出廠默認(rèn)為9600bps

（2）數(shù)據(jù)幀格式定義

采用 Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：
初始結(jié)構(gòu)>=4 字節(jié)的時(shí)間
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
結(jié)束結(jié)構(gòu)>=4 字節(jié)的時(shí)間
地址碼：為變送器的地址，在通訊網(wǎng)絡(luò)中是唯一的
（出廠默認(rèn) 0x01）。
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功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能提示，本變送器只用到
功能碼 0x03（讀取存器數(shù)據(jù)）。
數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)區(qū)，注意 16bits 數(shù)
據(jù)高字節(jié)在前
CRC 碼：二字節(jié)的校驗(yàn)碼。

（3）寄存器地址

（4）通訊協(xié)議示例及解釋

問詢幀：

地址碼	功能碼	起始地址	數(shù)據(jù)長(zhǎng)度	校驗(yàn)碼低位	校驗(yàn)碼高位
0x01	0x03	0x00 0x05	0x00 0x01	0x94	0x0B

應(yīng)答幀：（例如讀到CO₂值為451ppm）

地址碼	功能碼	有效字節(jié)數(shù)	CO₂值	校驗(yàn)碼低位	校驗(yàn)碼高位
0x01	0x03	0x02	0x01 0Xc3	0x78	0x35

CO₂：
01C3H（十六進(jìn)制）=451≥CO₂=451ppm

教學(xué)設(shè)備

產(chǎn)品分類

物聯(lián)網(wǎng)工程綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)裝置環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)