Contract

1.通讯协议

Modbus 是一种简单、开方式的通讯协议，常用于 PLC 与外围器件间的通讯，详细的通讯协议可在 xxx.xxxxxx.xxx 处获得，本文档内容均是基于该协议，并遵循该协议的规范 1。

1.1 主从模式说明

主机（也称为主站，为用户设备，如 PLC、工业机、触摸屏等）从机（也称为从站，为我司提供的 RE 系列无线接收器）

只有主机可开启一个会话，读取从机内部寄存器，进而获得各节点的传感器数值。

RE 系列无线接收器作为从机，任何时刻不会主动开启会话。

1.2 数据包长度说明

根据 Modbus 协议 1 规定，单次会话的数据包总长小于 256 字节（包括 1 字节从机地址及 2字节 CRC 校验）。

注1：MODBUS APPLICATION PROTOCOL SPECIFICATION V1.1b3 April 26, 2012

2.传输模式与参数

从机设备仅支持 Modbus RTU 传输模式。

2.1 串行通讯基本参数

参数

可选值

说明

Baud rate

xx率

1200/2400/4800/9600/

19200/38400/57600/115200

可选，默认：9600

Data bits

数据位

固定

Star bit

起始位

固定

Parity

校验位

None/Odd/Even

无/奇/偶

可选，默认：无

Stop bit(s)

停止位

1/2/1.5

可选，默认：1

表 2-1

2.2 串行通讯帧格式

帧格式

Address field

(1 byte)

Function code

(1 byte)

Data

(N bytes)

CRC Low

(1 byte)

CRC High

(1 byte)

从机地址 2

功能码 3

N 字节数据 4

CRC 校验低字节 5

CRC 校验高字节 5

表 2-2

注2：根据Modbus协议规定，从机地址范围为1～247，0为广播地址，其它为保留地址。注3：仅支持功能码03

注4：单次会话N≤253

注5：2字节CRC，低字节在前，高字节在后

3.寄存器预览

Modbus 寄存器映射于从机设备内部 RAM 或 EEPROM 中，访问限制如下：

1、位寻址的功能码不被支持（例如线圈、开关量）

2、所有的寄存器均为 16 位字长

3、受支持的功能码为 03

寄存器地址	高字节								低字节								说明	默认值
0x0000 — 0x0003	RESERVED																系统保留	-
0x0004	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	保留	0x0000
0x0004	RESERVED								RESERVED								保留	0x0000
0x0005	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点状态	0xFF00
0x0005	SENS								RESERVED					BAT			节点状态	0xFF00
0x0006	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x0006	DATA1								DATA2								节点数据	0x8000
0x0007	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x0007	DATA3								DATA4								节点数据	0x8000
0x0008	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	保留	0x0000
0x0008	RESERVED								RESERVED								保留	0x0000
0x0009	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点状态	0xFF00
0x0009	SENS								RESERVED					BAT			节点状态	0xFF00
0x000A	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x000A	DATA1								DATA2								节点数据	0x8000
0x000B	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x000B	DATA3								DATA4								节点数据	0x8000
0x000C	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	保留	0x0000
0x000C	RESERVED								RESERVED								保留	0x0000
0x000D	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点状态	0xFF00
0x000D	SENS								RESERVED					BAT			节点状态	0xFF00
0x000E	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x000E	DATA1								DATA2								节点数据	0x8000
0x000F	15	14	13	12	11	10	9	8	15	14	13	12	11	10	9	8	节点数据	0x8000
0x000F	DATA3								DATA4								节点数据	0x8000
......
......
......
......

寄存器地址	高字节								低字节								说明	默认值
0x0188	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	保留	0x0000
0x0188	RESERVED								RESERVED								保留	0x0000
0x0189	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点状态	0xFF00
0x0189	SENS								RESERVED					BAT			节点状态	0xFF00
0x018A	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x018A	DATA1								DATA2								节点数据	0x8000
0x018B	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x018B	DATA3								DATA4								节点数据	0x8000
0x018C	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	保留	0x0000
0x018C	RESERVED								RESERVED								保留	0x0000
0x018D	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点状态	0xFF00
0x018D	SENS								RESERVED					BAT			节点状态	0xFF00
0x018E	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x018E	DATA1								DATA2								节点数据	0x8000
0x018F	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x018F	DATA3								DATA4								节点数据	0x8000
0x0190	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	保留	0x0000
0x0190	RESERVED								RESERVED								保留	0x0000
0x0191	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点状态	0xFF00
0x0191	SENS								RESERVED					BAT			节点状态	0xFF00
0x0192	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	节点数据	0x8000
0x0192	DATA1								DATA2								节点数据	0x8000
0x0193	15	14	13	12	11	10	9	8	15	14	13	12	11	10	9	8	节点数据	0x8000
0x0193	DATA3								DATA4								节点数据	0x8000
0x0194 — 0xFFFF	非法地址

表 3-1

4.寄存器字段描述

字段	说明	备注
RESERVED	保留	用户应忽略
DATA1 DATA2 DATA3 DATA4	N 号节点，传感器数值	具体含义，详见后文传感器数值解析
SENS	N 号节点，传感器类型	具体含义，详见后文传感器类型
BAT	N 号节点，电池电量	0-6，值越大，电量越充足

表 4-1

结合表 3-1 与 4-1 不难得出规律，1 号节点使用地址 0x04 开头的 4 个寄存器，2 号节点使用地址 0x08 开头的 4 个寄存器，则 N 号节点使用地址 4×N 开头的 4 个寄存器。

例 1：用户主站期望获取 1～30 号节点的数据：

主站应发送：0x59 0x03 0x00 0x04 0x00 0x78 0x09 0x31，共计 8 字节。从站将回复：0x59 0x03 0xF8 .............. 0xXX 0xXX，共计 245 字节。

例 2：用户主站期望获取 1～100 号节点的数据（4 次会话，每次 25 个节点）：

由于 ModbusRTU 传输模式限制了单次会话（请求或回复）的字节量（不得超过 256 字节），故主站需向从站发起多次请求，以获得全部节点的数据。

第 1 次获取 1～25 号节点

主站应发送：0x59 0x03 0x00 0x04 0x00 0x64 0x08 0xF8，共计 8 字节。从站将回复：0x59 0x03 0xC8 .............. 0xXX 0xXX，共计 205 字节。

第 2 次获取 26～50 号节点

主站应发送：0x59 0x03 0x00 0x68 0x00 0x64 0xC8 0xE5，共计 8 字节。从站将回复：0x59 0x03 0xF0 .............. 0xXX 0xXX，共计 205 字节。

第 3 次获取 51～75 号节点

主站应发送：0x59 0x03 0x00 0xCC 0x00 0x64 0x89 0x06，共计 8 字节。从站将回复：0x59 0x03 0xF0 .............. 0xXX 0xXX，共计 205 字节。

第 4 次获取 76～100 号节点

主站应发送：0x59 0x03 0x01 0x30 0x00 0x64 0x48 0xCA，共计 8 字节。从站将回复：0x59 0x03 0x50 .............. 0xXX 0xXX，共计 205 字节。

5.传感器数值解析‌

5.1 温度传感器‌

温度传感器使用 DATA1、DATA2 字段，其中 DATA1 为高 8 位，DATA2 为低 8 位，温度值采用 2 进制补码形式表达，具体换算如下：

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DATA2 分别为 0x00，0xF3，

则实际的温度值 T＝0x00F3÷10＝24.3℃，T＝243÷10＝24.3℃，其中 0x00F3 为 16 进制表达形式，243 为 10 进制表达形式，

最后 T 除以 10，即为所求温度，1 位小数点有效。

例 2：用户主站读取到寄存器 DATA1、DATA2 分别为 0xFF，0xC8，

#include <stdint.h>

float get_temp(uint8_t data1, uint8_t data2)

{

uint16_t u_temp = (data1 << 8) + data2;

int16_t s_temp = (int16_t) u_temp;

float

f_temp = s_temp / 10.0f;

return f_temp;

}

则实际的温度值 T＝0xFFC8÷10＝ -5.6℃，T＝ -56÷10＝ -5.6℃，即零下 5.6℃为便于用户主站设备编程，提供如下 C 代码作为参考：

5.2 温、湿度传感器

温、湿度传感器使用 DATA1、DATA2、DATA3 和 DATA4 字段， DATA1、DATA2 为温度值（DATA1 为高 8 位，DATA2 为低 8 位）， DATA3、DATA4 为湿度值（DATA3 为高 8 位，DATA4 为低 8 位）。

温度值换算方式与上述温度传感器方式一致，不再赘述，

湿度与温度换算基本相同，但湿度值并不会出现负数，即小于 0 的情况。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA3、DATA4 分别为 0x00，0xC3，

则实际的湿度值 H＝0x00C3÷10＝19.5%，H＝195÷10＝19.5%，其中 0x00C3 为 16 进制表达形式，195 为 10 进制表达形式，

最后 H 除以 10，即为所求湿度，1 位小数点有效。

例 2：用户主站读取到寄存器 DTA3、DATA4 分别为 0x03，0xE7，则实际的湿度值 H＝0x03E7÷10＝99.9%，H＝999÷10＝99.9%

5.3 照度传感器

照度传感器使用 DATA1、DATA2、DATA3 和 DATA4 字段。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2、DATA3、DATA4 分别为 0x00，0x01，0xA9，0x40，则实际的照度值 L＝0x0001A940÷1000＝108864÷1000＝108.864Lux，

其中 0x0001A940 为 16 进制表达形式，108864 为 10 进制表达形式，最后 L 除以 1000，即为所求照度，3 位小数点有效。

例 2：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2、DATA3、DATA4 分别为 0x0B，0x34，0xA7，0x00，则实际的照度值 L＝0x0B34A700÷1000＝188000000÷1000＝188000.000Lux。

5.4 水浸传感器（非定位型）

非定位型水浸传感器只能检测出线缆上是否有水，其量程范围为 0～4095，以传感器 ADC 原始读数作为测量结果，测量值由 DATA1、DATA2 字段构成。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2 分别为 0x07，0x2E，则实际的水浸值 W＝0x072E＝1838，

其中 0x072E 为 16 进制表达形式，1838 为 10 进制表达形式。

例 2：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2 分别为 0x0F，0xFF，则实际的水浸值 W＝0x0FFF＝4095。

用户应根据现场环境、液体化学特性，自行规定浸水的阈值（上下限）。

环境温度 TA＝25℃，液体为自来水（6.5≤pH≤8.5）时，推荐阈值设为 0x0DAC（3500）。例如，当传感器测量值 W≤3500，则可视为线缆浸水。

注：其它工况，阈值须按现场环境及液体化学特性而定。

5.5 压力传感器（表压）

表压传感器使用 DATA1、DATA2、DATA3 和 DATA4 字段。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2、DATA3、DATA4 分别为 0x00，0x1E，0x84，0x80，则实际的压力值 P＝0x001E8480＝2000000Pa＝2MPa，

其中 0x001E8480 为 16 进制表达形式，2000000 为 10 进制表达形式。

5.6 压力传感器（大气压）

气压传感器使用 DATA1、DATA2、DATA3 和 DATA4 字段。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2、DATA3、DATA4 分别为 0x00，0x01，0x5F，0x90，则实际的压力值 P＝0x00015F90＝90000Pa＝900hPa＝900mbar，

其中 0x00015F90 为 16 进制表达形式，90000 为 10 进制表达形式。

5.7 二氧化碳传感器（CO2）

二氧化碳传感器使用 DATA1、DATA2 字段。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2 分别为 0x03，0xE0，则实际的二氧化碳浓度 C＝0x03E0＝992ppm，

其中 0x03E0 为 16 进制表达形式，992 为 10 进制表达形式。

5.8 颗粒物传感器（PM2.5）

颗粒物传感器使用 DATA1、DATA2 字段。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2 分别为 0x03，0x75，则实际的颗粒物浓度 L＝0x0375＝885μg/m3，

其中 0x0375 为 16 进制表达形式，885 为 10 进制表达形式。

5.9 甲醛传感器（HCHO）

甲醛传感器使用 DATA1、DATA2 字段。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2 分别为 0x03，0xE0，则实际的甲醛浓度 F＝0x03E0＝992ppb＝0.992ppm，

其中 0x03E0 为 16 进制表达形式，992 为 10 进制表达形式。

5.10 液位传感器

液位传感器使用 DATA3、DATA4 字段。 DATA1、DATA2 为预留

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA3、DTA4 分别为 0x03，0xE0，则实际的液位深度 DP＝0x03E0÷100＝992÷100＝9.92 mH20，其中 0x03E0 为 16 进制表达形式，992 为 10 进制表达形式。最后 DP 除以 100，即为所求深度，2 位小数点有效。

5.11 TVOC 传感器

TVOC 传感器使用字段 DATA1、DATA2、DATA3、DATA4。其中，DATA1、DATA2 为 TVOC 浓度值。

DATA3、DATA4 分别为 TVOC 污染等级、传感器工作的状态字。

例 1：用户主站读取到寄存器 DATA1、DTA2 分别为 0x03，0xE0，则实际的 TVOC 浓度 CON＝0x03E0＝992μg/m³，

其中 0x03E0 为 16 进制表达形式，992 为 10 进制表达形式。 DATA3 为污染等级，分为四级（0～3），如下表所示：

值	污染等级	TVOC 浓度(μg/m³)
0	优	<360
1	良	360～900
2	中	900～1800
3	差	>1800

表 5-11a

在很多新风及净化类应用中，并不需要获取 TVOC 浓度的具体值，仅需 TVOC 质量评估的结果，DATA3 正是为便于此类评估应用而考虑，可直接使用 DATA3，而不必进行复杂判断。当然用户也可根据 TVOC 浓度，自行划分区间进行判别。

DATA4 为传感器工作的状态字，如下表所示：

值	状态字	描述
0x00	OK	正常
0x01	Heating	预热中 1
0x02-0xFF	Error	未知错误

表 5-11b

注1：TVOC传感器为MEMS金属氧化物半导体传感器，内部以间歇式加热的工作方式检测目标气体，因此需要预热阶段，一般冷上电180秒后，测量结果方为可用。

用户应读取工作状态字，区分出加热阶段的始末。

6.传感器类型‌

传感器类型	分类描述	类型值
-	-	0xFF1
DST	温度传感器	0x00/0x01
NTC		0x03
NTC-W		0x02
KT		0x08
PT100/1000		0x10
TC55_B		0x60
TC55_K		0x63
TC55_S		0x66
XM24		0x24
HT	温、湿度传感器	0x04
HT-A		0x80
HT-AH		0x84
MX	照度传感器	0x70
SK	水浸传感器	0x25
BMP	压力传感器（气压）	0x39
SPL	压力传感器（气压）	0x06
SMP11	压力传感器（表压）	0x11
SMP46	液位传感器	0x46
MS-VOC-V4	TVOC	0x43
HCHO-V4C	甲醛传感器	0x44
HCHO	甲醛传感器	0x45
PMS7	颗粒物传感器	0x40
PM12	颗粒物传感器	0x12
CM6L	二氧化碳传感器	0x16
CM7		0x17
DS20		0x20
Z19		0x19
S8L2/CM6S		0x18

表 6-1

注1：当类型值为0xFF时，表示设备初上电，暂未收到该节点数据，或该节点已离线。注2：S8L并未实际量产。

附录 I—CRC16 Modbus

#include <stdint.h>

#include <stdio.h>

uint16_t crc16_calc_modbus(const uint8_t* buff, uint32_t length)

{

uint32_t i, mask, crc = 0xFFFF;

for (i = 0; i < length; i++)

{

for (mask = 1; mask <= 0xFF; mask <<= 1)

{

if ((crc & 1) > 0)

crc = (crc >> 1) ^ 0xA001; else

crc = crc >> 1;

if ((buff[i] & mask) > 0)

crc ^= 0xA001;

}

//LSB

return (uint16_t)(crc << 8 | (uint8_t)(crc >> 8));

//MSB

//return (uint16_t)(crc);

}

int main()

{

uint8_t buff[] = { 1, 2, 3, 4 };

uint16_t crc = crc16_calc_modbus(buff, sizeof(buff));

printf("%d (0x%.4X)", crc, crc); //41259 (0xA12B)

}

附录 II—修改记录

日期

版本

原因

修改人

审核人

17-09-05

0.1

1、初始发布

17-10-19

0.2

1、添加表 1-1

17-11-08

0.3

1、修改串口默认参数

17-11-24

0.4

1、修改引脚说明

17-12-07

0.5

1、修改表 2-1，删除 ROM Version=0x12 的描述

2、修改表 2-1，删除 ROM Version=0x13 的描述

3、修改参数寄存器 1 的默认值为 0x7875

4、修改参数寄存器 4 的默认值为 0x0014

19-01-22

0.6

1、弱化射频型号，合并文档

2、修改 0x00-0x03 寄存器为系统保留寄存器，删除其说明

22-11-02

0.7

1、优化文档结构

2、删除章节 5—引脚说明

3、添加多种传感器换算

4、开放传感器类型字段

5、增加表 6-1

6、增加附表 CRC16 Modbus

23-04-18

0.8

1、删除页眉

23-05-24

0.9a

1、增加章节 5.10

2、表 6-1 增加液位传感器

3、表 6-1 中，删除传感器 SCD4

4、表 6-1 中，增加传感器 MS-VOC-V4

5、表 6-1 中，增加传感器 TC55_B

6、表 6-1 中，增加传感器 TC55_K

7、表 6-1 中，增加传感器 TC55_S

8、表 6-1 中，兼容 S8L 与 CM6S

9、增加章节 5.11

23-07-05

1.0

1、表 6-1 中，重命名 SMP -> SMP11

2、修改水浸传感器推荐阈值的描述

附表 1

Document Metadata

Table of Contents

Contract

Document Metadata

Contract

注1：MODBUS APPLICATION PROTOCOL SPECIFICATION V1.1b3 April 26, 2012

注2：根据Modbus协议规定，从机地址范围为1～247，0为广播地址，其它为保留地址。 注3：仅支持功能码03

注4：单次会话N≤253

注5：2字节CRC，低字节在前，高字节在后

注：其它工况，阈值须按现场环境及液体化学特性而定。

5.7 二氧化碳传感器（CO2）

注1：TVOC传感器为MEMS金属氧化物半导体传感器，内部以间歇式加热的工作方式检测目 标气体，因此需要预热阶段，一般冷上电180秒后，测量结果方为可用。

用户应读取工作状态字，区分出加热阶段的始末。

注1：当类型值为0xFF时，表示设备初上电，暂未收到该节点数据，或该节点已离线。 注2：S8L并未实际量产。

附录 I—CRC16 Modbus

附录 II—修改记录

Document Metadata

注2：根据Modbus协议规定，从机地址范围为1～247，0为广播地址，其它为保留地址。注3：仅支持功能码03

注1：TVOC传感器为MEMS金属氧化物半导体传感器，内部以间歇式加热的工作方式检测目标气体，因此需要预热阶段，一般冷上电180秒后，测量结果方为可用。

注1：当类型值为0xFF时，表示设备初上电，暂未收到该节点数据，或该节点已离线。注2：S8L并未实际量产。