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湖南北斗星空自動化科技有限公司
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高靈敏度數字振動傳感器產品說明書用戶指南29聯系一、概述BD-WD數字式振動傳感器具有內置數字處理器（STM32F429）
高靈敏度數字振動傳感器產品說明書
用
戶
指
南
29
聯系
BD-WD數字式振動傳感器具有內置數字處理器（STM32F429），帶有 RS485 標準工業總線的振動傳感器，它能將機械振動信直接轉換為數字化波形數據， 并通過傳感器的RS485 接口傳送到計算機處理。具有耐腐蝕不銹鋼 316L 防水外殼，使傳感器適用于潮濕環境和腐蝕性比較強的環境種。
BD-WD是一個工業級振動傳感器，非常適用于發電廠、造紙廠、燃氣輪機和其它廣泛的工業應用。在這些要求嚴格的領域所獲得的知識和經驗同樣也應用在一些小型應用中，如柴油機、水泵、發電機等。
傳感器內置的 STM32F429 信處理器對振動數據進行 FFT（傅立葉變換）分析，并計算出加速度、速度、位移值。傳感器可直接輸出時域和頻域的振動波形數據。
多達 254 個振動傳感器可以連接成一個振動測量網絡，連接到這個網絡的主機（如 PC
計算機）可讀取振動數據，并對數據進行分析和處理。
內置 STM32F429 處理速度 180MHz、采集速率 4KHz、20 位精度，分析譜線數 1024
線，精度誤差小于 0.25%。內置加速度振動傳感器
帶有RS485 數字總線接口，軟件可升級，成本低、安裝簡便。
產品圖片
| 序 | 性能 | 參數 |
| 1 | 傳感器類型 | 加速度，速度，位移 |
| 2 | 振動測量范圍 | ±2/4/8g，0-100mm/s，0-3mm |
| 3 | 振動分辨率 | 20 位 |
| 4 | 頻率范圍 | 0~1kHz 加速度 1~1kHz 速度/位移 |
| 5 | 采樣速率 | 4kHz |
| 6 | 動態范圍 | >70dB |
| 7 | 非線性 | 0.2%（全量程） |
| 8 | 數據接口 | RS485 標準工業總線 |
| 9 | 最多聯網傳感器數量 | 254 個 |
| 10 | 電源 | 8-26Vdc |
| 11 | 運行環境 | -40℃～+85℃ |
| 12 | 重量 | ＜250g |
| 13 | 尺寸 | 詳細信息見下圖 |
| 14 | 材質 | 316L 不銹鋼 |
外形尺寸：
BD-WD振動傳感器采用抗振不銹鋼軟管引線結構，4 芯屏蔽電纜為傳感器提供電源和
RS485 通訊，信的定義通過不同的電纜顏色來區別（僅供參考，以出廠定義為準）
傳感器可根據主機端命令進入設置的工作模式，可啟動采集數據，存儲到本地存儲器，然后將采樣數據幀上傳到主機端。
傳感器節點一些參數可配置： 采樣頻率 1Hz～4kHz；
采樣點數 4096；（128，256, 512，1024，2048）采樣分辨率 16 位；
采集信類型：加速度值（±2,4,8G）；
設備工作狀態分為待機模式，工作模式，觸發模式；
發送數據的閾值（門檻值），采樣數據的值低于該閾值則通知主機端數據值低于閾值。讀取傳感器采集數據信類型：加速度值；
采樣頻率 1Hz～4kHz，這個是設置傳感器設備內采樣的頻率。采樣點數 4096；（1， 128，256, 512，1024，2048）
當采樣點數位 1，則相當于是普通的傳感器數據監測，采樣時間間隔可設置傳感器上報的周期。
RS485 通訊波特率缺省為 9600，數據位為 8，停止位 1，無校驗位、無硬流控制。
RTU 模式
|
地址 | 功 能代碼 | 數 據數量 | 數 據 1 |
... |
數據 n | CRC 低 字節 | CRC 高 字 |
傳感器設備缺省地址 1；
| 寄存器地址 | 功能 | 描述 | 備注 |
| 0x000c | 工作模式命令 | 可讀寫 |
|
| 0x000d | 采樣頻率 | 可讀寫 |
|
| 0x000e | 采樣長度 | 可讀寫 |
|
| 0x000f | 觸發閾值 | 可讀寫 |
|
| 0x0010 | 量程設置 | 可讀寫 |
|
| 0x0011 | 采集信輸出類型 | 可讀寫 | 當前版本：只支持加 速度 |
| 0x0020 | 設備地址 | 可讀寫 |
|
| 0x0030 | 設備通訊波特率 | 可讀寫 |
|
可通過功能代碼 0x03 實現寄存器讀取；
可通過功能代碼 0x06 實現寄存器單個寫入； 可通過功能代碼 0x10 實現寄存器多個寫入；
|
執行后從機返回的格式
| 1 字節 地址 | 1 字節 | 2 字節 | 數據 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 0x03 | 數據長度 |
| CRC 低字 節 | CRC 高字節 |
MODBUS RTU 應答幀包括：
| 1 字節 地址 | 1 字節 | 2 字節 | 數據值 2 字節 | … | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 | 數據長度 |
|
| CRC 低 字節 | CRC 高字節 |
如果是異常情況，則應答幀里面功能代碼字節的位為 1；
| 1 字節 地址 | 1 字節 | 1 字節 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 值|0x80 | 錯誤代碼 | CRC 低 字 | CRC 高字節 |
|
|
|
| 節 |
|
錯誤代碼 1：不支持的功能碼 2：寄存器地址錯誤 3：數據值域錯誤 4：寫入失敗
從機對主機的功能代碼為 0x06 的正確應答幀格式：
| 1 字節 地址 | 1 字節 | 寄存器地址 2 字節 | 寄存器值 2 字節 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 0x06 |
|
| CRC 低字節 | CRC 高字 節 |
從機對主機的功能代碼為 0x10 的正確應答幀格式：
| 1 字節 地址 | 1 字節 | 寄存器開始 地址 2 字節 | 寄存器數量 2 字節 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 0x10 |
|
| CRC 低字節 | CRC 高字 節 |
模式：
0 –> 停止采集模式 1-> 單次采集工作模式 2->觸發閾值采集
停止采集模式：設備進入待機模式；
單次采集工作模式：根據設置的數據采樣率上傳一幀采樣數據；
觸發閾值上傳模式：設備待機狀態下，當有振動值超過設定的閾值，上傳一次特征值，如果持續觸發，則按上傳間隔參數設定的時間處理；
可通過 功能代碼 0x06 實現
| 1 字節 地址 | 1 字節 | 寄存器地址 2 字節 | 寄存器值 2 字節 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 0x06 | 0x000c | 命令模式 | CRC 低 字節 | CRC 高字節 |
數據長度，寄存器地址，寄存器值的數據格式都是按高字節在前，低字節在后；
參數 16 位值（2 個字節）傳輸幀中格式按照高字節在前低字節在后。
采樣頻率參數：這個是設置傳感器設備內采樣的頻率。可選擇有 6 種采樣頻率值類型
4000,2000,1000,500,250,125 單位赫茲。
| 采樣頻率參數 | 對應采樣頻率 |
|
| 0 | 4000 |
|
| 1 | 2000 |
|
| 2 | 1000 |
|
| 3 | 500 |
|
| 4 | 250 |
|
| 5 | 125 |
|
采樣長度：也可用采樣點數表示，一個點數據長度兩個字節；采樣點數 4096；（1，128， 256, 512，1024，2048， 4096）當采樣點數位 1，則相當于是普通的傳感器數據監測。
采集信輸出類型： 0：加速度值；
振動值數據格式：
加速度類型的，其按 16 位采樣，2 個字節，高字節在前低字節在后，16 位有符值， 實際的加速度值= 16 位值/32768 * 加速度量程值（實際量程值）;
觸發閾值參數: 格式是 16 位無符值，是 16 位采樣值格式；
以加速度為例，16 位有符值 = 加速度觸發閾值/加速度量程值* 32768 ;
例如：加速度量程 2g ， 觸發加速度閾值 10m/s^2 ， 則設置的觸發閾值參數 = 10/(2*9.8)*32768 = 16716；
量程設置參數：加速類型的量程參數，參數為 0 表示+-2g, 參數為 1 表示+-4g, 參數 2
表示+-8g;
| 量程設置參數 | 對應值 |
|
| 0 | +-2g |
|
| 1 | +-4g |
|
| 2 | +-8g |
|
| 保留 |
|
|
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|
|
|
|
|
|
可通過功能代碼 0x06 實現
| 1 字節 | 1 字節 | 寄存器地址 2 字節 | 寄存器值 2 字節 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 0x06 |
|
| CRC 低字節 | CRC 高字節 |
或可通過功能代碼 0x10 實現一次對多個寄存器寫入；
| 1 字節 | 1 字節 | 寄存器開始 地址 2 字節 | 寄存器數量 2 字節 | 數據量 1 字節 | 數據 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 0x10 |
|
|
|
| CRC 低字節 | CRC 高字節 |
寄存器數據格式是：16 位字，高字節在前，低字節在后；
數據量：是要寫入寄存器的數據的字節和；
從機根據采樣率，傳輸采集數據幀到主機；
| 1 字節 | 1 字節 | 2 字節 | X 軸振動值 | y 軸振動值 | z 軸振動值 | 合成振動 值 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功 能代碼 0x04 | 數據長度 |
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|
|
| CRC 低字節 | CR C 高 |
|
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|
|
| 字 | ||||
|
|
|
|
| 節 |
功能代碼 0x04： 表示傳輸采集數據到主機； 數據長度： 該參數是采樣數據的字節和。
XYZ 軸振動數據：數據 2 個字節，格式是高字節在前，低字節在后, 16 位有符值。
實際的振動加速度值= 16 位值/32768 * 加速度量程值（實際量程值）;
合成振動值：表示XYZ 的空間振動合成量，數據 2 個字節，格式是高字節在前，低字節在后, 16 位無符值。運算公式：合成量= SQRT(X*X + Y*Y + Z* Z);
備注：如果 RS485 通訊誤碼率高，可嘗試降低 RS485 通訊波特率；
一般默認傳感器設備地址位 0x01，用戶一般不要去修改，修改后必須按新的地址才能通訊。
可通過 功能代碼 0x06 實現
| 1 字節 地址 | 1 字節 | 寄存器地址 2 字節 | 寄存器值 2 字節 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 0x06 | 0x0020 | 地址 | CRC 低 字節 | CRC 高字節 |
地址數據格式是高字節在前，低字節在后。高字節必須為 00，地址按照 一個字節有效，范圍 1~255。
舉例：
發送命令：01 06 00 20 00 02 09 C1 （寄存器地址 0x20，寫入新地址為 02）
返回： 01 06 00 20 00 02 09 C1 （01 為原設備地址，更新地址為 02）
繼續發送命令： 00 06 00 20 00 01 49 C0 （寄存器地址 0x20，寫入新地址為 01）
返回： 02 06 00 20 00 01 49 C0 （設備 02 地址，更新地址為 01）
可通過 功能代碼 0x06 實現
| 1 字節 地址 | 1 字節 | 寄存器地址 2 字節 | 寄存器值 2 字節 | 1 字節 | 1 字節 |
| 0X01 | 功能代碼 0x06 | 0x0030 | 波特率索引值 | CRC 低 字節 | CRC 高字節 |
波特率索引值： 0 表示 9600， 1 表示 19200， 2 表示 38400， 3 表示 57600， 4
表示 115200，其他值保留。
舉例：（例子中最后兩個字節是 CRC 校驗）
發送命令：01 06 00 30 00 00 89 C5 （設置波特率 9600）
返回： 01 06 00 30 00 00 89 C5
發送命令：01 06 00 30 00 01 48 05 （設置波特率 19200）
返回： 01 06 00 30 00 01 48 05
發送命令：01 06 00 30 00 02 08 04 （設置波特率 38400）
返回： 01 06 00 30 00 02 08 04
傳感器設置的缺省工作量程為+-2g;
PC 端用 USB 轉 485 接口，使用串口工具打開相應串口：設置波特率 115200，根據要求格式建立連接；
16 進制格式發送數據幀：
設置傳感器觸發閾值命令： 01 06 00 0f 00 60 b9 e1 (此命令設閾值參數 96)
設置傳感器工作在觸發模式： 01 06 00 0c 00 02 c8 08
當傳感器檢測到振動值超過閾值，PC 端串口可接收到有對應數據幀：
01 04 00 08 FF CC FF F3 01 B9 01 BC 68 1B
01 04 00 08 00 67 00 05 FF DC 00 6D 01 F4
01 04 00 08 FF EB 00 06 FF 87 00 7A 76 E5
用功能碼 0X03 讀取寄存器數據，寄存器開始地址 0X0D，寄存器數量 5;
發送命令：01 03 00 0D 00 05 14 0A
返回數據：01 03 00 0A 00 04 00 80 00 60 00 00 00 00 BC DB
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