SDI-12 数据记录器和传感器通过在数据线上交换 ASCII 字符进行通信。数据采集器发送一个中断来唤醒数据线上的传感器。中断是指数据线上至少 12 毫秒的连续间隔。数据采集器然后发送一个命令。传感器则返回相应的响应。每个命令针对特定传感器。每个命令的第一个字符是一个唯一传感器地址，它指定记录器要与哪个传感器通信。SDI-12 总线上的其他传感器忽略该命令并返回到低功耗备用模式。当数据采集器告知某个传感器开始测量时，该采集器在完成第一个传感器数据的采集前，不与任何其他传感器通信。
典型的采集器/传感器测量序列按以下顺序进行：
- 数据采集器使用一个中断唤醒 SDI-12 总线上的所有传感器。
- 采集器将命令传输给具有特定地址的传感器，指示它进行测量。
- 已分配地址的传感器在 15.0 毫秒内响应，返回最大时间，直到测量数据就绪，返回数据值数目。
- 如果测量值可以立即提供，采集器向该传感器发出命令，指示它返回测量值。如果测量值未准备好，则数据采集器等待传感器向自己发送一个请求，告知数据已就绪。采集器然后发送命令以获取数据。
- 传感器响应，返回一个或多个测量值。