485型风速和风向变送器数据包解析

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：

• 模拟量（4-20mA/0-5V/0-10V）
• RS485

由于风速和风向变送器是分开的，所以我们选择了RS485总线的测量方式，这样我们将两个模块并到一起，设为不同的地址，这样就可以只占用一个串口资源就可以获取风速和风向的数据了。

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的风速和风向测量。

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：二字节的校验码。

注意：此通讯协议只适用于我购买过的那款风速风向仪，不同厂家协议不同。

主机问询帧结构：

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

从机应答帧结构：

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

通讯实例：

读取设备地址0x01的风向

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 0x02	0xC4	0x0B

应答帧：（例如读到风向值（0-7档）为2，（0-360°）为90°）

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

风向计算：

（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的风速值

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

应答帧：（例如读到当前风速为8.6m/s）

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

风速计算：

当前风速：0056H(十六进制)= 86=> 风速 = 8.6m/s

硬件连接

• 风速和风向变速器12V供电；
• 我们使用一个485接口，将风速和风向变速器并联到了一起。

由于RS485的子设备之间的设备地址不能相同，所以我们将风速仪的地址设为了1，风向仪的地址设为了2。

RS485总线参考电路

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 { 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)); }

上面函数返回的数据帧，首先要对返回的数据进行CRC校验，只有合法的数据帧我们才会对数据帧进行解析，防止出现脏包。