485型風(fēng)速和風(fēng)向變送器數(shù)據(jù)包解析
風(fēng)向變送器有8方位風(fēng)向和360度風(fēng)向兩種；
外殼分為鋁合金和聚碳兩種；
風(fēng)向傳感器/變速器測(cè)量方式分為：
-
模擬量（4-20mA/0-5V/0-10V） -
RS485
由于風(fēng)速和風(fēng)向變送器是分開(kāi)的，所以我們選擇了RS485總線(xiàn)的測(cè)量方式，這樣我們將兩個(gè)模塊并到一起，設(shè)為不同的地址，這樣就可以只占用一個(gè)串口資源就可以獲取風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)了。
應(yīng)用場(chǎng)景
廣泛適用于氣象、海洋、環(huán)境、機(jī)場(chǎng)、港口、實(shí)驗(yàn)室、工農(nóng)業(yè)及交通等領(lǐng)域的風(fēng)速和風(fēng)向測(cè)量。
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(chǎng)默認(rèn)0x01）。
功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能指示，本變送器只用到功能碼0x03（讀取寄存器數(shù)據(jù)）。
數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意16bits數(shù)據(jù)高字節(jié)在前！
CRC碼：二字節(jié)的校驗(yàn)碼。
注意：此通訊協(xié)議只適用于我購(gòu)買(mǎi)過(guò)的那款風(fēng)速風(fēng)向儀，不同廠(chǎng)家協(xié)議不同。
主機(jī)問(wèn)詢(xún)幀結(jié)構(gòu)：
| 地址碼 | 功能碼 | 寄存器起始地址 | 寄存器長(zhǎng)度 | 校驗(yàn)碼低位 | 校驗(yàn)碼高位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) |
從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)：
| 地址碼 | 功能碼 | 有效字節(jié)數(shù) | 數(shù)據(jù)一區(qū) | 第二數(shù)據(jù)區(qū) | 第N數(shù)據(jù)區(qū) | 校驗(yàn)碼 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) |
通訊實(shí)例：
讀取設(shè)備地址0x01的風(fēng)向
問(wèn)詢(xún)幀：
| 地址碼 | 功能碼 | 起始地址 | 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 | CRC低位 | CRC高位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x00 0x00 | 0x00 0x02 | 0xC4 | 0x0B |
應(yīng)答幀：（例如讀到風(fēng)向值（0-7檔）為2，（0-360°）為90°）
| 地址碼 | 功能碼 | 返回字節(jié)數(shù) | 風(fēng)向(0-7檔) | 風(fēng)向(0-360°) | CRC低位 | CRC高位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x00 0x02 | 0x00 0x5A | 0xDB | 0xC8 |
風(fēng)向計(jì)算：
（0-7檔）：0002H(十六進(jìn)制)= 2=> 風(fēng)向 = 東風(fēng)
（0-360°）：005AH (十六進(jìn)制)= 90=> 風(fēng)向= 東風(fēng)
讀取設(shè)備地址0x01的風(fēng)速值
問(wèn)詢(xún)幀：
| 地址碼 | 功能碼 | 起始地址 | 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 | CRC低位 | CRC高位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x00 0x00 | 0x00 0x01 | 0x84 | 0x0A |
應(yīng)答幀：（例如讀到當(dāng)前風(fēng)速為8.6m/s）
| 地址碼 | 功能碼 | 返回字節(jié)數(shù) | 當(dāng)前風(fēng)速值 | CRC低位 | CRC高位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0x56 | 0x38 | 0x7A |
風(fēng)速計(jì)算：
當(dāng)前風(fēng)速：0056H(十六進(jìn)制)= 86=> 風(fēng)速 = 8.6m/s
硬件連接
-
風(fēng)速和風(fēng)向變速器12V供電； -
我們使用一個(gè)485接口，將風(fēng)速和風(fēng)向變速器并聯(lián)到了一起。
由于RS485的子設(shè)備之間的設(shè)備地址不能相同，所以我們將風(fēng)速儀的地址設(shè)為了1，風(fēng)向儀的地址設(shè)為了2。
RS485總線(xiàn)參考電路
要想獲取風(fēng)速或風(fēng)向值，我們要經(jīng)過(guò)如下三步操作：
（1）發(fā)送問(wèn)詢(xún)幀：
if(times%10==1){times2++;if(times2%10==0){//求風(fēng)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){//求風(fēng)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）接收串口數(shù)據(jù)：
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）解析數(shù)據(jù)幀：
//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("收到風(fēng)速數(shù)據(jù)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("收到風(fēng)向數(shù)據(jù)包\r\n");stuAliOSIoT.WindDirection = USART2_RX_BUF[4];}}USART2_RX_STA=0;memset(USART2_RX_BUF, 0, sizeof(USART2_RX_BUF));}
上面函數(shù)返回的數(shù)據(jù)幀，首先要對(duì)返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，只有合法的數(shù)據(jù)幀我們才會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析，防止出現(xiàn)臟包。
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