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環(huán)境監(jiān)測（Environmental Monitoring），是科學管理環(huán)境和環(huán)境執(zhí)法監(jiān)督的基礎(chǔ)，是環(huán)境保護必不可少的基礎(chǔ)性工作。環(huán)境監(jiān)測的核心目標是提供環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及變化趨勢的數(shù)據(jù)，判斷環(huán)境質(zhì)量，評價當前主要環(huán)境問題，為環(huán)境管理服務(wù)。本教材就是運用化學、物理、生物、醫(yī)學、遙測、遙感、計算機等現(xiàn)代科技手段監(jiān)視、測定、監(jiān)控反映環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢的各種標志數(shù)據(jù)，從而對環(huán)境質(zhì)量作出綜合評價的學科。

【學習目標】
·     了解環(huán)境監(jiān)測幾大基本要素。
·     了解環(huán)境監(jiān)測幾個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)測的場合。傳感器內(nèi)輸入電源，感應(yīng)探頭，信號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探頭，信號穩(wěn)定，精度高。具有測量范圍寬、線形度好、使用方便、便于安裝、傳輸距離遠等特點。

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信號線接線時注意A/B 兩條線不能接反，總線上多臺設(shè)備間地址不能沖突。

圖2-4 二氧化碳傳感器實物圖圖2-5 二氧化碳傳感器實物接線圖

	線色	說明
電源	紅色（12V）	電源正（12V）
電源	黑色（GND）	電源負（GND）
通信	黃色（S1）	485_A
通信	藍色（S2）	485_B

使用時注意需將傳感器安置在避風避雨的環(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，防止進水。同時為了保證測量的準度，請將二氧化碳變送器安裝在通風較好的位置。

2.1.4 通訊協(xié)議

（1）通訊基本參數(shù)

編碼	8位二進制
數(shù)據(jù)位	8位
奇偶校驗位	無
停止位	1位
錯誤校驗	CRC（冗余循環(huán)碼）
波特率	2400bps/4800bps/960bps可設(shè)，出廠默認為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)
錯誤校驗= 16 位 CRC 碼
結(jié)束結(jié)構(gòu)>=4 字節(jié)的時間
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 0x01）。
第 10頁
功能碼：主機所發(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)長度	校驗碼低位	校驗碼高位
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	校驗碼低位	校驗碼高位
0x01	0x03	0x02	0x01 0Xc3	0x78	0x35

CO₂：
01C3H（十六進制）=451≥CO₂=451ppm

教學設(shè)備

產(chǎn)品分類

物聯(lián)網(wǎng)工程綜合應(yīng)用實訓(xùn)裝置環(huán)境監(jiān)測實驗