TVOC空气质量传感器

TVOC空气质量传感器采用专业进口半导体传感器探头作为核心检测器件；体积小巧功耗低，可以完成精确测量，本传感器可以集成温度、湿度、TVOC、等效二氧化碳浓度等参数。使用最新的英国剑桥大学光检测方式，通过微小加热分解有机物，通过测量二氧化碳产生量来计算TVOC浓度，相较于传统半导体测量方式，具有更高的精度和分辨率。国产空气质量传感器通过 VOC 传感器对空气中污染气体进行采样，并采用高性 能高速 MCU 进行 AD 采集，将采集数据按周期作傅里叶蝶形变换，转换后的频域数据通过与数据库中保存的各种漂移频域数据作分离处理，将采集的频域 数据中受温度湿度气压以及其他漂移的频域部分幅值移除，再将处理后的频域 及幅值合成为真实污染数据。
功能特点
本产品采用英国进口的高灵敏度的光学气体检测探头，信号稳定，精度高。具有测量范围宽、线形度好、使用方便、便于安装、传输距离远等特点。
主要参数

参数	技术指标
TVOC测量范围	0-1000ppb（进口）/30ppm（国产）
TVOC测量方式	光学检测方式
TVOC测量精度	5%F.s
eCO2测量范围	400-5000ppm
eCO2测量方式	气敏等效测量
eCO2测量精度	等效,数值仅具有参考意义
使用寿命	5年（正常环境）
质保期	整机2年(探头质保1年)
波特率	2400/4800/9600
通讯端口	RS485
供电电源	总线供电，12V-24V DC
耗电	≤0.15W（@12V DC , 25℃）
压力范围	标准大气压±10%
重复性	<2%输出值
响应时间	≤15S
运行温度	0-50℃
工作湿度环境	20-90%RH
工作压力范围	0.9-1.1atm
外形尺寸	110×85×44mm3
工作湿度	15-90%(无凝露)

系统框架图
    本传感器可以连接单独使用，首先使用12V直流电源供电，设备可以直接连接带有485接口的PLC，可以通过485接口芯片连接单片机。通过后文指定的modbus协议对单片机和PLC进行编程即可配合传感器使用。同时使用USB转485即可与电脑连接，使用我公司提供的传感器配置工具进行配置和测试。 本产品也可以多个传感器组合在一条485总线使用，在进行485总线组合时请遵守“485总线现场接线守则”（见附录）。理论上一条总线可以接16个以上的485传感器，如果需要接更多的485传感器，可以使用485中继器扩充更多的485设备，另一端接入带有485接口的PLC、通过485接口芯片连接单片机，或者使用USB转485即可与电脑连接，使用我公司提供的传感器配置工具进行配置和测试。 硬件连接
设备安装前检查
    安装设备前请检查设备清单：

名称	数量
空气质量变送器设备	1台
12V防水电源	1台（选配）
USB转485设备	1台（选配）
保修卡/合格证	1份

接口说明
电源接口为宽电压电源输入12-24V均可。485信号线接线时注意A\B两条线不能接反，总线上多台设备间地址不能冲突。

	线色	说明
电源	棕色	电源正(12-24VDC)
	黑色	电源负
通信	黄(灰)色	485-A
	蓝色	485-B

注意事项：请注意不要接错线序，错误的接线会导致设备烧毁。
    出厂默认提供0.6米长线材，客户可根据需要按需延长线材或者顺次接线。
    注意在某些出厂批次中可能提供的线序中没有黄色线，此时灰色线等价替换黄色线作用。
安装说明
需将传感器安置在避风避雨的环境中，90度垂直于地面壁挂，保持将传感器透气孔朝向正下方，防止进水。
同时为了保证测量的准度，请将空气质量变送器安装在通风较好的位置。壁挂王子壳为壁挂式安装，安装孔位于设备两侧中部位置，安装孔径小于4mm，孔距105mm，可使用3mm的自攻螺丝安装
    本产品为点型扩散性气体检测装置，顾名思义本产品只能检测探头位置的气体浓度，请将产品安置在通风良好位置，不要安装在角落中，这样会导致传感器响应速度变慢甚至影响读数准确性。
配置软件安装及使用
我司提供配套的“传感器监控软件”，可以方便的使用电脑读取传感器的参数，同时灵活的修改传感器的设备ID和地址。
传感器接入电脑
将传感器通过USB转485正确的连接电脑并提供供电后，可以在电脑中看到正确的COM口（“我的电脑—属性—设备管理器—端口”里面查看 COM 端口）。
。 如上图所示，此时您的串口号为COM10，请记住这个串口，需要在传感器监控软件中填入这个串口号。
如果在设备管理器中没有发现COM口，则意味您没有插入USB转485或者没有正确安装驱动，请联系技术人员取得帮助。
传感器监控软件的使用
配置界面如图所示，首先根据3.1章节的方法获取到串口号并选择正确的串口，然后单击自动获取当前波特率和地址即可自动探测到当前485总线上的所有设备和波特率。请注意，使用软件自动获取时需要保证485总线上只有一个传感器。
 
然后单击连接设备后即可实时获取传感器数据信息。
如果您的设备是气体浓度传感器，则请在传感器类型处选择“气体浓度传感器”，甲醛传感器选择“甲醛变送器”，模拟量变送器选择“模拟量变送模块”，大气压传感器选择“大气压力传感器”，光照度传感器选择“光照度20W”，氧气传感器选择“氧气变送器”，其他的传感器均选择默认的“无其他传感器”。
修改波特率和设备ID
在断开设备的情况下点击通信设置中的设备波特率和设置地址即可完成相关的设置，请注意设置过后请重启设备，然后“自动获取当前的波特率和地址”后可以发现地址和波特率已经改成您需要的地址和波特率。
通信协议
通讯基本参数

参数	内容
编码	8位二进制
数据位	8位
奇偶校验位	无
停止位	1位
错误校准	CRC冗长循环码
波特率	2400bps/4800bps/9600bps可设，出厂默认为9600bps

数据帧格式定义
采用Modbus-RTU通讯规约，格式如下：
初始结构≥4字节的时间
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字节的时间
地址码：为变送器的功能指示，本变送器只用到功能码 0x03(读取寄存器数据)。
数据区：数据区是具体地址，在通讯网络中是唯一的(出厂默认0x01)。
功能码：主机所发指令通讯数据，注意16bits数据高字节在前！
CRC码：二字节的校验码。
问询帧

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

    应答帧

地址码	功能码	有效 字节数	第一 数据区	第二 数据区	第N 数据区
1字节	1字节	1字节	2字节	2字节	2字节

寄存器地址

寄存器地址	PLC组态地址	内容	操作
0000H	40001	湿度(0.1%RH)	只读
0001H	40002	温度(0.1℃)	只读
0004H	40005	PM2.5（单位1ug/m3）	只读
0009H	4000a	PM10（单位1ug/m3）	只读
0005H	40006	CO2浓度（单位1ppm）	只读
0006H	40007	TVOC浓度(单位1ppb)	只读
0100H	40101	设备地址(0-252)	读写
0101H	40102	波特率(2400/4800/9600)	读写

通讯协议示例以及解释
读取设备地址0x01的TVOC浓度值：
问询帧

地址码	功能码	起始地址	数据长度	校验码低位	校验码高位
0x01	0x03	0x00,0x06	0x00,0x01	0x64	0x0B

应答帧（例如读到TVOC浓度值为209ppb）

地址码	功能码	有效字节数	TVOC值	校验码 低位	校验码 高位
0x01	0x03	0x02	0x00 0xD1	0x78	0x18

    TVOC2：
 00D1 H(十六进制)=209=> TVOC =209ppb
读取设备地址0x01的CO2值
    问询帧

地址码	功能码	起始地址	数据长度	校验码低位	校验码高位
0x01	0x03	0x00,0x05	0x00,0x01	0x94	0x0B

    应答帧(例如读到CO2值为18.9ppm)

地址码	功能码	有效字节数	CO2值	校验码低位	校验码 高位
0x01	0x03	0x02	0x01 0xC3	0x78	0x35

CO2：
01C3 H(十六进制)=451=>CO2=451ppm
读取设备地址0x01的温湿度值：
问询帧

地址码	功能码	起始地址	数据长度	校验码低位	校验码高位
0x01	0x03	0x00,0x00	0x00,0x02	0xC4	0x0B

应答帧

地址码	功能码	有效字节数	湿度值	温度值	校验码 低位	校验码 高位
0x01	0x03	0x04	0x00 0xFE	0x00 0xAF	0xDB	0xBF

温度：
00AF H(十六进制)=175=>温度=17.5℃
湿度：
00FE H(十六进制)=254=>湿度=25.4%RH
读取设备地址0x01温湿度、CO2、TVOC浓度值
问询帧

地址码	功能码	起始地址	数据长度	校验码低位	校验码高位
0x01	0x03	0x00,0x00	0x00,0x07	0x04	0x08

应答帧

地址码	功能码	有效字节数	湿度值	温度值
0x01	0x03	0x0C	0x03 0x14	0x01 0x1B
6个无用字节		CO2值	TVOC	校验码
0x00…		0x01 0xC3	0x00 0xD1	0x50 0x3B

温度：
011B H(十六进制)=283=>温度=28.3℃
湿度：
0314 H(十六进制)=788=>湿度=78.8%RH
CO2：
01C3 H(十六进制)=451=>CO2=451ppm
    TVOC2：
00D1 H(十六进制)=209=>TVOC=209ppb