超声波还能测风速、风向,好用是好用,但也好贵

又到了知识分享时间,之前我们分享过NPN型脉冲风速变送器,通过计算单位时间内的脉冲个数计算风速,还分享过RS485型的风速、风向变送器,不过之前分享的都是风杯或旋翼式风速仪,今天我给大家分享一个基于超声波技术的风速风向仪 QYCG-23,希望对你有所帮助。

超声波测风原理

超声测风是超声波检测技术在气体介质中的一种应用,利用超声波在空气中传播速度受空气流动(风)的影响测量风速的。

与常规的风杯或旋翼式风速仪相比,这种测量方法的最大特点在于整个测风系统没有任何机械转动部件,属于无惯性测量,故能准确地测量出自然风中阵风脉动的高频部分。

超声波风速风向传感器使用四个超声波探头,在二维平面内循环发送和接收超声波,通过超声波在空气中传播的时差来测量风速和风向。

图片来源于官方产品介绍

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的风速和风向测量。

技术参数

风速

  • 测量范围:0~60 m/s
  • 测量精度:±0.2 m/s

风向

  • 测量范围:1~360°
  • 测量精度:±1°

供电

12V ~ 24V DC

接线定义

注意:风速仪顶部一侧有一个 N 字标识,摆放的时候注意方向性。

通信

RS485型,Modbus-RTU

通讯速率:9600,n,8,1

默认出厂站号:2 (可修改)。

寄存器列表

风速仪与USB转485线连接

Modbus协议解析

读取传感器数值

发送02 03 00 00 00 02 C4 38

返回02 03 04 00 7E 00 94 A8 84

其中,00 7E 所在的第4、5两个字节的值为风速的值,00 94所在的第6、7两个字节为风向值。

风速=0x007E=126/100=1.26 m/s

风向=0x0094=148°

CRC值计算可以使用下面链接:http://www.ip33.com/crc.html

修改站号

记得原站号方式一

发送:02 10 10 00 00 01 02 00 03 E3 60

返回值:02 10 10 00 00 01 05 3A

方式二

或发送:02 06 10 00 00 03 CD 38

返回:02 06 10 00 00 03 CD 38

忘记原站站号

发送:00 06 10 00 00 03 CC DA

返回:00 06 10 00 00 03 CC DA

上面指令的含义为:将站号由2号修改为3号。

求得设备电压

发送:02 03 00 05 00 01 94 38

返回值:02 03 02 04 B1 3E F0

其中 04 B1 即为供电电压值,0x04B1=1201,所以供电电压即为:V=1201/100=12.01 V。

总结

有了上面的寄存器列表,根据Modbus协议,参考上面求得设备电压的数据帧格式,我们同样可以求得平均风速、最大风速、风级等信息。

利用我们之前分享的STM32串口通信的网文,就可以使用单片机获取实时的风速、风向等信息。

参考我们之前分享的基于Qt的Modbus上位机程序,我们也可以直接用上位机获得风速仪的信息并显示出来。

各位感兴趣的,可以自己翻翻历史网文,自己做一下哈。

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