风向风速传感器EIA-485接口模块的设计
实验五 485实验
基于EIA-485总线的多机数据通信实验一、实验目的1.理解RS485串口通讯原理2.掌握RS485串口通讯硬件连接3.掌握基本的主从式通讯网络的搭建4.理解协议的概念5.掌握简单的协议的收发原理6.学会在ARM开发板上编写程序实现简单协议的收发二、实验设备硬件：RS485通信模块、EasyArm2200开发套件、实验连接跳线软件：ADS1.2集成开发环境三、实验原理1.RS485原理RS485采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力，加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。
RS485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。
接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
RS485采用半双工工作方式，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输，数据最高传输速率为10Mbps。
任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。
RS485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。
应用RS485可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
EasyArm2200开发套件上自带有RS232串口，所以需要使用扩展模块。
选用MAX485芯片，其引脚图如下：图1：MAX485接口引脚图其中各个引脚的功能如下：图2 EIA-485接口模块引脚说明其典型的组网连接图如下：图3 典型组网连接示意图其中电阻为120欧姆，并且将RE与DE相连，是为了更好的控制串口的收发，当ARM 的GPIO输出高电平时，处于发送状态，此时接收被禁止；反之亦然。
2.通讯协议所谓通信协议是指通信双方的一种约定。
约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守。
超声波风速风向仪设计汇总
超声波风速风向仪设计汇总硬件设计方面，首先需要设计超声波传感器模块。
该模块由超声波发射器和接收器组成。
超声波发射器产生超声波信号，而接收器接收回波信号。
这两个模块之间的距离可以确定风速的大小。
接下来是信号处理模块的设计。
该模块将接收到的超声波信号进行放大和滤波处理，以减少噪声的干扰。
随后，模数转换器将模拟信号转换为数字信号。
为了确定风向，需要设计方位传感器模块。
该模块可以测量超声波传感器模块相对于北方的角度。
这将使我们能够确定风的方向。
算法设计方面，首先需要进行数据校准。
这个过程可以通过将风速仪放置在已知风速下进行校准。
通过比较已知的风速数据和测量的数据，我们可以确定校准系数。
这些系数将用于计算真实风速。
然后，需要设计算法来计算风速和风向。
这可以通过计算超声波传感器模块之间的距离差来实现。
距离差越大，风速越大。
同时，通过计算方位传感器模块相对于北方的角度，可以确定风的方向。
最后，还需要设计用户界面模块。
该模块用于显示风速和风向的数据。
可以使用LCD显示屏显示这些数据。
用户还可以通过按键来选择不同的功能和模式。
总结来说，超声波风速风向仪的设计包括硬件设计和算法设计两个方面。
硬件设计主要涉及超声波传感器模块和方位传感器模块的设计，以及信号处理模块和数据采集模块的设计。
算法设计主要涉及风速和风向的计算算法和数据校准算法。
同时，还需要设计用户界面模块来显示数据和提供用户交互。
这些设计可以使超声波风速风向仪准确地测量风速和风向，具有较高的实用性和可操作性。
基于RS485总线的远程数据采集模块的构建设计
基于RS485总线的远程数据采集模块的构建设计作者：***来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2022年第02期Construction and Design of Remote Data Acquisition Module Based on RS485 BusJIANG Xue-yun（School of Mechanical and Electrical Engineering， Qingdao Institute of Technology，Qingdao 266300， China）【摘要】论文设计了基于RS485总线的远程数据采集模块。
模拟信号经A/D转换芯片将模拟量转变为数字量传输到单片机中，单片机根据与上位机使用的ASCII协议，经RS485总线把测量的数据传送到上位机中，以便于上位机进行实时监控。
多个RS485数据采集模块可以和上位机构成一个一主多从的分散式采集网络。
整个数据采集模块以AT89C52为核心，由A/D转换电路和RS485电路组成。
每个数据采集模块可以采集8路标准模拟信号，具有接口简单、可靠性高、使用方便、传输距离远等特点，具有较高的使用价值和研究价值。
【Abstract】This paper designs a remote data acquisition module based on RS485 bus. After the analog signal passes through the A/D conversion chip， the analog quantity is transformed into digital quantity and transmitted to the single chip microcomputer. According to the ASCII protocol used with the host computer， the single chip computer transmits the measured data to the host computer through the RS485 bus， so that the host computer can monitor in real time. Multiple RS485 data acquisition modules can form a master-slave distributed acquisition network with the host computer. The whole data acquisition module takes AT89C52 as the core and is composed of A/D conversion circuit and RS485 circuit. Each data acquisition module can collect eight standard analog signals. It has the characteristics of simple interface， high reliability， convenient use and long transmission distance. It has high use value and research value.【关键词】AT89C52;数据采集;远程控制;RS485【Keywords】AT89C52; data acquisition; remote control; RS485【中图分类号】TP274+.2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2022）02-0159-061 引言随着现代工业不断向信息化和规模化的方向逐渐发展，工业控制系统需要采集的控制信息越来越多，对系统数据采集的速度和精度要求也越来越高。
485模块设置流程
485模块设置流程模块实物图:1：模块尺寸: 长70mmX宽44mmX高12mm；2：电源要求：DC6-12V 500mA3：本模块无线发射、接收频率为315MHZ，发送、接收距离约10米（电源电压低或放置屏蔽箱内距离会缩短），天线不可裁剪，不可放置密封的金属箱内，天线最好是竖直放置，如果安装条件限制可绕成环状。
4：用485接口接好模块，A接A、B接B，电源接6-9V直流电源，焊接在电路板A150和A90位置的两根线是无线接收、发送天线，I+、I-、O+、O-端口不用；5、准备一把带无线模块的锁，按照说明书设置好主智能钥匙、“00”、“80-89之间的一个”、“90-99之间的一个”编号的智能钥匙各一个；打开串口调试助手，设置串口（串口的设置：我的电脑单击右键--左键单击属性--左键单击设备管理器--左键单击端口--查看端口所在位置）；设置波特率；校验位NONE；数据位8；停止位1；勾选接收区和发送区的十六进制；6、按住485模块设置按钮3秒，串口调试助手收到：AA 07 C1 FF FF FF FF E7 BB，清除以前配对的门锁；7、按一下模块的设置按钮，红灯亮，按四下门锁的设置按钮，输入主智能钥匙，模块红灯灭，锁响设置成功音乐，串口助手收到门锁的序列号，如：AA 07 C0 14 00 00 00 91 BB；8、将收到的数据去掉空格（AA07C01400000091BB），再复制第二个字节到第七个字节（07C014000000）鼠标右键粘贴到CRC校验软件，将第三个字节C0改为24，得到的是开锁的校验码（如：54）；9、将收到的数据去掉空格（AA07C01400000091BB），再复制第二个字节到第七个字节（07C014000000）鼠标右键粘贴到CRC校验软件，将第三个字节C0改为26，得到的是关锁的校验码（如：D7）；10：其他命令的效验码如此类推；11、将收到的数据复制到发送窗口并且去掉空格（AA07C01400000091BB），命令码C0改为24，校验码91改为54，（AA07241400000054BB），点击手动发送，模块绿灯亮，锁有开锁动作，串口调试助手收到数据（AA 07 F1 14 00 00 00 D8 BB）；12、将收到的数据复制到发送窗口并且去掉空格（AA07C01400000091BB），命令码C0改为26，校验码91改为D7，（AA072614000000D7BB），点击手动发送，模块绿灯亮，锁有关锁动作，串口调试助手收到数据（AA 07 F0 14 00 00 00 15 BB），（注意：锁扣上的磁铁必须靠近锁芯的磁控开关即门是在关闭的情况下，否则收到的数据是（AA 07 F1 14 00 00 00 D8 BB））；13、触发门锁撬门报警信号（关锁后，大锁芯的大锁舌打出来的情况下，锁扣盒上的磁铁与锁芯上的磁控开关分开，磁控开关在锁芯的斜舌旁边的小圆孔内），串口调试助手收到数据（AA 07 33 14 00 00 00 79 BB）；14、查询门锁状态：将收到的数据复制到发送窗口并且去掉空格（AA07C01400000091BB），命令码C0改为27，校验码91改为1A，（AA0727140000001ABB），点击手动发送，模块绿灯亮，锁无动作，串口调试助手收到数据（AA 07 F1 14 00 00 00 D8 BB），锁是在开的状态；锁在开门状态，电量不足，串口调试助手收到数据（AA 07 F3 14 00 00 00 5B BB）；点击手动发送，模块绿灯亮，锁无动作，串口调试助手收到数据（AA 07 F0 14 00 00 00 15 BB），锁是在关的状态；（注意：锁扣上的磁铁必须靠近锁芯的磁控开关即门是在关闭的情况下，否则收到的数据是（AA 07 F1 14 00 00 00 D8 BB））锁在关门状态，电量不足，串口调试助手收到数据（AA 07 F2 14 00 00 00 96 BB）；15、挟持开锁：用编号为“00”的智能钥匙开门，串口调试助手收到两帧数据（AA 07 F1 14 00 00 00 D8 BB）开锁成功，和（AA 07 32 14 00 00 00 B4 BB）挟持开锁；16、指定编号钥匙开锁：用90编号的智能钥匙开锁后，串口调试助手收到两帧数据（AA 07 F1 14 00 00 00 D8 BB）开锁成功，和（AA 07 90 14 00 00 00 04 BB）90号钥匙开锁；17、门锁布防：上锁后，输入编号为80的智能钥匙，串口调试助手收到数据（AA 07 34 14 00 00 00 28 BB）；撤防：输入正确的智能钥匙即可；。
rs485接口设计要点和调试方法
rs485接口设计要点和调试方法一、RS485接口设计要点：1.基本电气参数：RS485接口是一种基于差分传输的串行通信接口，能够实现远距离和高速传输。
在设计RS485接口时，需要考虑以下基本电气参数：a.差分电平：RS485采用差分信号传输，所以需要在接口电路中设置一个电平变换器，将逻辑电平转换为差分电平。
通常差分电平为正负两个电平，例如：+5V和-5V。
b.带宽：RS485接口的带宽决定了其传输速率和信号质量。
在设计时需要根据实际需求选择合适的带宽。
c.驱动能力：RS485接口通常需要驱动一定数量的设备，因此需要考虑驱动电流和输出功率等参数，以确保信号传输稳定和可靠。
2.线路特性：a.线路长度：RS485接口支持较长的通信距离，但实际可靠距离受到多种因素的影响，如传输速率、电缆类型和环境干扰等。
因此，在设计RS485接口时需要考虑通信距离的限制，并根据需求选择合适的电缆类型和衰减补偿方法。
b.终端电阻：RS485通信线路需要在两端分别加上120欧姆的终端电阻，以确保信号有效的传输和防止信号反射。
c.屏蔽和抗干扰措施：RS485接口在电气环境中可能会受到较强的干扰，如电磁辐射和电磁感应等。
为了提高信号质量和抗干扰能力，可以采用屏蔽电缆、引入滤波电路和设置适当的接地措施。
3.通信协议：a.数据格式：RS485接口支持多种数据格式，包括：ASCII码、二进制码和Modbus等。
在设计接口时需要根据实际应用场景选择合适的数据格式。
b.通信速率：RS485接口支持多种通信速率，通常为几百kbps至几Mbps。
在设计接口时，需要根据实际需求选择合适的通信速率，并确保接口电路的传输带宽足够以支持所选择的速率。
c.错误检测和纠正：RS485接口在数据传输过程中可能会出现错误，例如位错误、校验错误和帧错误等。
为了提高通信的可靠性，可以采用差错检测和纠正机制，如CRC校验等。
二、RS485接口调试方法：1.硬件调试：a.接线检查：首先需要检查接线是否正确连接，包括数据传输线、终端电阻和供电电路等。
毕业设计(论文)-基于RS-485的多路数据采集模块的设计
1 绪论1.1基于RS-485的多路数据采集模块的设计综述1.1.1基于RS-485的多路数据采集模块的意义和任务“基于RS-485的多路数据采集模块”完成的任务是测得电压、电流、温度等模拟量信号，经过模块内部处理，通过RS-485总线传给计算机。
自然界所存在的一些物理量和大量的是模拟量，例如压力、流量、温度、轴角、光通量、位移等，它们是非电模拟量。
这些模拟量不能送进数字计算机进行处理，必须先经传感器件将其转换成模拟电信号，经过放大后送至模拟/数字转换器，将模拟信号转换成数字信号。
数字信号经过数字计算机分析处理后，其输出仍是数字信号，所以必须经过数字/模拟转换器，将数字信号转换成模拟信号，将数字信号转换成模拟信号后，才能送去控制执行元件，例如科研和生产中常常遇到程序升温、降温的问题，为了保证生产过程正常安全的进行，提高产品的质量和数量，减轻工人的劳动强度，节约能源，常常要求加热对象的温度按照某种指定的规律变化。
选择合适的ADC设计高速高精度采集系统提供了一个较好的解决方案。
该设计的意义在于:电流、电压、温度是工业、农业对象中主要的被控参数之一，像电子、冶命、机械、食品、化工等各类工农业业中，广泛使用的各种加热器、热处理炉、反应炉、温度计等，对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展，各种更为先进的检测系统正在应运而生，它们能很好的克服信号易受干扰损耗，测量误差较大以及安装拆卸繁杂等缺点，例如利用DALLAs公司生产的新型器件实现的数字化单总线技术。
但目前在低成本检测系统或者精度要求不高的检测系统中，传统的温度控制措施仍然占据着主导地位。
1.1.2 课题研究背景及立题依据人类社会进入信息时代，信息技术已经深深地渗透到人们的日常生活中。
信息技术主要包括信息的获取、传输、处理、记录和应用等。
485通讯电路设计分析
RS-485标准是由两个行业协会于1983年共同制订合开发的，即EIA－电子工业协会和TIA－通讯工业协会。
EIA开始时在它所有的标准前加上“RS”前缀〔推荐标准Recommended standard的缩写〕。
这个名称一直延用至今，现在EIA-TIA已正式用“EIA/TIA”取代“RS”以明确其来源。
修订后命名为TIA/EIA-485-A。
不过我们还是习惯地称之为RS-485。
RS-485由RS-422发展而来。
两者是工业应用中最成功的标准。
而RS-422是一个差分标准，是为了弥补RS－232的不足提出来的，改良了RS-232通讯距离短和速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到了10Mbps，在速率低于1000Kbps时传输距离延长到4000英尺，并且允许在一条平衡线上连接最多10个接收器，可以说RS-422是一种单机发送、多机接收的单向传输标准。
RS-485是在RS-422的基础上，为了扩展应用范围和通讯能力，增加了多点、双向通信能力，也就是说，允许多个发送器连接到同一条总线上，同时，增加了发送器的驱动能力和通讯冲突的保护特性，通过差分传输扩展总线的共模范围。
RS-485满足了所有的RS-422标准，但反之则不成立。
RS-485实质上是一个电气接口标准，它只规定了平衡驱动器合接收器的电特性，而没有规定插件、传输电缆与及通信协议。
只是对应于七层模型中的物理层。
3.RS-485的接口标准特点：●平衡传输、差开工作模式●多点通信●驱动器带载最小输入电压：±1.5V ●驱动器带载最大输入电压：±5V●最大输出短路电流：250mA ●驱动器输出阻抗：54Ω●接收器输入门限：±200mV●接收器最小输入阻抗：12KΩ●－7V至＋12V总线共模范围●最大输入电流1.0mA/-0.8 mA (12Vin/-7Vin)●接收器输出逻辑高：＞200mV ●接收器输出逻辑低：＜200mV●最大总线负载：32个单位负载●允许收发器数目：32Tx 、32Rx●最大传输速率：10Mbps ●最大电缆长度：4000英尺〔约1.2千米〕RS-485标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向〔半双工〕的通讯链路，提供了高噪声抑制、高的传输速率、长传输距离、宽共模范围和低成本的通信平台。
风电场风速风向采集及无线通信系统研究_4_2数据采集模块设计_31_33[1]
![风电场风速风向采集及无线通信系统研究_4_2数据采集模块设计_31_33[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/731f8a32ee06eff9aef807db.png)
- 22 -4.2 数据采集模块设计数据采集模块由3个ZigBee 终端设备模块构成，用于对风电场的风速风向数据进行实时采集，其硬件结构如图4-5所示。
图4-5 数据采集模块硬件结构图Fig. 4-5 The hardware diagram of data collection module4.2.1 风速变送器电路设计风速传感器为脉冲式传感器，其工作原理如图4-6所示，其中红外发射管D3采用Vishay 公司生产的940nm 波长的发射器VSMB1940X01，光敏三极管Q1采用Vishay 公司生产的TEMT7100X01型光敏三极管，其光电流高达450μA ，光谱灵敏度范围为750nm~1010nm ，具有1nA 的暗电流和±60°的半灵敏度角，封装的环氧树脂镜片可过滤可见光。
P1.2为MSP430的定时器捕获输入口，通过定时器捕获与风速成正比的脉冲数，即可测出风速值。
图4-6 风速传感器工作原理图Fig. 4-6 The schematic diagram of wind speed sensor4.2.2风向变送器电路设计风向传感器为电压输出式传感器，其检测电路如图4-7所示。
滑动变阻器采用北京天辰欧创电子有限公司生产的导电塑料电位器WDJ22A，它是一种精密电位器，为轴套安装型，适用于需要角度控制的场合，可360度旋转，有效角度为340度，阻值为5K，电路设计中采用TL431为其提供稳定的3V参考电压。
P6.0为MSP430的A/D输入口，通过A/D测量支架转动停止时的滑动变阻器的电压值，即可测出风向值。
图4-7 风向检测电路Fig. 4-7 The circuit of wind direction detection- 23 -- 24 - 4.3 数据处理模块设计数据处理模块由1个ZigBee 协调器模块构成，用于收集风速风向数据并进行实时存储和显示，其硬件结构如图4-8所示。
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通过该接口模块，为实际应用中应带来以下好处：提高了信号传输的可靠性、增加了信号的传输距离、降低了二次仪表软硬件的开发难度、降低了安装及维护的复杂性、减少了土建及电缆的造价，尤其重要的是传感器的接口符合国际标准，容易同其它智能化仪器、传感器联网运行。
该网络可接64个结点（注２），结点可以为带EIA-485接口的智能模块，电缆可用廉价的三类非屏蔽对称双绞线，为了防止人为、鼠类对电缆的破坏以及雷电通过电缆对设备的损坏，需要外加金属或非金属管作保护。
由于测量参数的传感器一般耗电较大，加上这些被测的参数实时性要求不高，所以采用受控电间断方式工作。
网络上的主控方（一台工业PC机或一台可编程序控制器或一台单片机采集控制仪器）控制整个过程。当主控方指令错、超时、波特率或数据格式错以及通讯时网络瞬时受强列干扰，从属方自动恢复。工作流程为：
测风传感器内部的风速测量部分采用霍尔及磁性圆盘或光电码盘结构，将轴的转速转换成电脉冲量信号，其输出信号频率与风速的大小成正比（V∝f）。可测量的变化范围是0～70m/s，分辩率为0.1m/s。转换时按具体产品率定参数计算即可。
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采用主从方式，即网络上的所有接口模块为从属方式，网络上的一台工业PC机或一台可编程序控制器或一台单片机采集控制仪器为主控方式。
４针欧式端子的其中２针接四芯双绞电缆中的２根电源线，另外２针接四芯双绞电缆中的２根标准EIA-485串行信号线，即A、B线。其中，电源接口电路、电源保护电路、稳压供电电路为接口模块从电缆上取得电源（直流8V～15V）并转换成5V稳压电源，供接口模块使用，同时设有防止电源接反电路。
地址开关用以设定风向、风速传感器EIA-485接口模块的地址，风向地址范围是0～9，风速地址为风向地址加1。
①主控方（PC机或PLC或MCU）给网络上电，
②主控方和网络上的从属方（接口模块）开始通讯，
③主控方结束通讯，
④主控方（PC机或PLC或MCU）关闭网络电源。
结论，文中所述的设计方法，同样可以引伸到其它同类型的测风传感器上。
注１：雷电（多数是感应雷）常在户外通过输入电缆损坏终端设备的接口。除了对输入电缆进行穿金属导管地埋以外，目前较为有效的手段是在所有输入端子上加 TVS管。
在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，各种工业控制、智能仪器仪表、数据采集都趋向网络化，EIA RS-485是工业应用中的一种支持多节点、远距离的数据传输总线标准。
目前，在风向、风速测量方面，多采用霍尔或光电元件将风速转换为与风速成正比的脉冲信号，将风向变换为并行的GRAY码输出。风速传感器输出的脉冲信号需通过公式计算后才能得到真正的风速值，输出GRAY码的风向信号也需要通过公式计算或软件查表转换才能得到真正的风向值。此种接口不符合国际标准，无法与大多数采用EIA RS-485工业应用总线标准的仪器设备直接连接，影响了其推广及应用范围。
由于采用脉冲及并行传输，该类传感器的信号线一般要求选用10～20芯标准电缆，电路复杂，现场安装及维修不便。此外，在传输距离较远的情况下，电缆及敷设工程成本增大；在接收端为了防止感应雷对设备的破坏，必须对多芯电缆中的每一条有效进线加TVS管（注１）作保护，从而增加了保护多路并行输入口所付出的成本。
本文描述了在此类测风传感器上外加一个与EIA-485接口的适配器设计方案。即在不破坏传感器产品结构、不增加内部电路的基础上，依照即插即用的思路，通过在测风传感器的外部信号接口上插接独立的EIA-485接口模块的方式，把风速的脉冲信号以及风向的并行信号转换为EIA-485工业标准协议的信号。
使用MODBUS通迅规范及标准ASCII规范容易同通用的设备相配合，例如美国A-B公司的可编程控制器（PLC）以及研华公司的ADAM系列，作为该系列产品对风测量的延伸。
3.2
接口模块的软件设计的任务是把风速的脉冲信号以及风向的并行信号转换为标准的ASCII码，并通过EIA RS-485接口85接口模块的设计
南 京 长 川 公 司 景江
广西 水文水资源局 唐奇善
摘要：把风向、风速传感器输出的代表风速的脉冲信号以及代表风向的并行GRAY码信号，通过一个二合一的智能化接口模块，转换成为国际标准的EIA-485串行信号。
关键词：EIA-485、即插即用、TVS、网络协议
附图2
接口模块的原理框图
设GRAY码有8位（G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8）,与其对应的二进制数为B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8。G1,B1为最高位。根据GRAY码的特征有
B1＝G1
B2＝G1 G2
B3＝G1 G2 G3＝B2 G3(式中 表示异或)
一般有 Bi＝Bi－1 Gi1＜i≤8
又因：Gi非0即1，故有
参考文献：
1、EC9系列高动态性能测风传感器使用说明书 《长春气象仪器研究所》
2、FXSB1系列组合测风传感器 《天津气象海洋仪器厂》
3、水、闸位485接口模块设计《水利水文自动化》1998.5
4、ＭＡＸＩＭ 2000 ＤＡＴＡ ＢＯＯＫ
5、Ａ－Ｂ公司的ＳＬＣ５００系列ＰＬＣ手册
附图1
风向/风速仪插上EIA-485接口模块示意图
2
模块主要由单片机、协议转换芯片、及供电电源组成。其原理框图见图2。按照EIA-485的标准，除总线的A线B线以外，另外增加两根电源线，对位于传感器端的接口模块及传感器供电。这样即构成了四线制串行传输。
遵循即插即用、高可靠、低成本、低功耗的设计原则，用精简的硬件结构来实现高可靠的设计思想，模块的结构设计成圆柱形密封体，插头与外壳一体化。一端带12或19芯航空插头，直接插在测风传感器上的12或19芯航空插座上，另一端为中心带密封圈孔（引出电缆）的端盖。四芯双绞电缆由该带密封圈孔进入模块内部，同标准直插式４针欧式端子的插头联接，然后再同模块内部电路板上的４针欧式端子的插座相插接。
TVS 管是近年来国外开发的新型保护器件，可以简单地看成一种响应时间极快的稳压管。由于其响应时间达纳秒级，而感应雷电的特点是电压很高，而时间很短，故用传统的压敏电阻等保护集成电路起不到作用，而TVS 对雷电感应到电路输入端的纳秒级电压有很好的抑制能力。
注２：根据所用的收发器集成电路的型号，最多为２５６个。
EIA-485串行接口及串行接口保护电路负责信号的转换及防雷击。
测风传感器接口电路及单片微处理器把传感器的并行输出GRAY码转换成串行信号，并进行网络通讯。在接口模块上电后未进行通讯时控制电路处于低功耗状态。
3
3.1
采用MODBUS通迅规范或美国国家标准ASCII或简单的主从握手方式通迅协议。波特率4800或9600 BPS，１位起始位，１位停止位，８位数据位，无校验。
测风传感器内部的风向测量部分采用光电式编码结构，输出一般为7至8位的GRAY码开关量，可测量的变化范围是0～360度，分辩率为2.8125度（7位输出）或2.5度（8位输出）。
GRAY码在相邻位上只变化一个码位，故具有抗干扰能力强、测量误差小。但不直观，也不便参加运算，必须将其转换为二进制，进而转为ASCII码。转换方法有查表法和公式法，查表法简单但占用较多的内存。公式法原理如下：