风向变送器有8方位风向和360度风向两种;
外壳分为铝合金和聚碳两种;
风向传感器/变速器测量方式分为:
由于风速和风向变送器是分开得,所以我们选择了RS485总线得测量方式,这样我们将两个模块并到一起,设为不同得地址,这样就可以只占用一个串口资源就可以获取风速和风向得数据了。
应用场景广泛适用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域得风速和风向测量。
数据帧格式定义采用Modbus-RTU 通讯规约,格式如下:
初始结构 ≥4 字节得时间
地址码 = 1 字节
功能码 = 1 字节
数据区 = N 字节
错误校验 = 16 位CRC 码
结束结构 ≥4 字节得时间
地址码:为变送器得地址,在通讯网络中是唯一得(出厂默认0x01)。
功能码:主机所发指令功能指示,本变送器只用到功能码0x03(读取寄存器数据)。
数据区:数据区是具体通讯数据,注意16bits数据高字节在前!
CRC码:二字节得校验码。
主机问询帧结构:注意:此通讯协议只适用于我购买过得那款风速风向仪,不同厂家协议不同。
地址码 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 1字节 | 1字节 |
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 数据一区 | 第二数据区 | 第N数据区 | 校验码 |
1字节 | 1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 2字节 | 2字节 |
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | CRC低位 | CRC高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x00 | 0x00 0x02 | 0xC4 | 0x0B |
地址码 | 功能码 | 返回字节数 | 风向(0-7档) | 风向(0-360°) | CRC低位 | CRC高位 |
0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x00 0x02 | 0x00 0x5A | 0xDB | 0xC8 |
(0-7档):0002H(十六进制)= 2=> 风向 = 东风
(0-360°):005AH (十六进制)= 90=> 风向= 东风
读取设备地址0x01得风速值问询帧:地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | CRC低位 | CRC高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x00 | 0x00 0x01 | 0x84 | 0x0A |
地址码 | 功能码 | 返回字节数 | 当前风速值 | CRC低位 | CRC高位 |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0x56 | 0x38 | 0x7A |
当前风速:0056H(十六进制)= 86=> 风速 = 8.6m/s
硬件连接RS485总线参考电路由于RS485得子设备之间得设备地址不能相同,所以我们将风速仪得地址设为了1,风向仪得地址设为了2。
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要想获取风速或风向值,我们要经过如下三步操作:
(1)发送问询帧:if(times%10==1){ times2++; if(times2%10==0) { //求风速 sprintf(dtbuf, "%c%c%c%c%c%c%c%c", 0x01,0x03,0x00,0x00,0x00,0x01,0x84,0x0A); MAX485DE=1; USART2_OUT((u8 *)dtbuf, 8); MAX485DE=0; } else if(times2%10==5) { //求风向 sprintf(dtbuf, "%c%c%c%c%c%c%c%c", 0x02,0x03,0x00,0x00,0x00,0x02,0xC4,0x38); MAX485DE=1; USART2_OUT((u8 *)dtbuf, 8); MAX485DE=0; }}
(2)接收串口数据:
u16 USART2_RX_STA=0; void USART2_IRQHandler(void){ u8 res; if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) { res =USART_ReceiveData(USART2); if(USART2_RX_STA<USART2_MAX_RECV_LEN) { TIM_SetCounter(TIM2,0); if(USART2_RX_STA==0) TIM2_Set(1); USART2_RX_BUF[USART2_RX_STA++]=res; } else { USART2_RX_STA|=1<<15; } } }
(3)解析数据帧:
//解析RS485信息if(USART2_RX_STA&0x8000){ uart2Len=USART2_RX_STA&0x3f; if(uart2Len==7) { nCRC16 = crc16(USART2_RX_BUF,5); checkBitHig=(nCRC16>>8)&0xFF; checkBitLow=nCRC16&0xFF; if(checkBitHig==USART2_RX_BUF[5]&&checkBitLow==USART2_RX_BUF[6]) { printf("收到风速数据包\r\n"); u16Value = USART2_RX_BUF[3] * 256 + USART2_RX_BUF[4]; stuAliOSIoT.WindSpeed = u16Value/10.0; } } else if(uart2Len==9) { nCRC16 = crc16(USART2_RX_BUF,7); checkBitHig=(nCRC16>>8)&0xFF; checkBitLow=nCRC16&0xFF; if(checkBitHig==USART2_RX_BUF[7]&&checkBitLow==USART2_RX_BUF[8]) { printf("收到风向数据包\r\n"); stuAliOSIoT.WindDirection = USART2_RX_BUF[4]; } } USART2_RX_STA=0; memset(USART2_RX_BUF, 0, sizeof(USART2_RX_BUF)); }
上面函数返回得数据帧,首先要对返回得数据进行CRC校验,只有合法得数据帧我们才会对数据帧进行解析,防止出现脏包。
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感谢自:嵌入式从0到1 ,感谢分享程序员XiaoHa
文章链接:485型风速和风向变送器数据包解析