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资料简介

SL200水浸传感器(LoRa)-使用手册
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1. 产品概述

SL200(LoRa版)一款低功耗水浸传感器,使用LoRa扩频无线通信,支持标准LoRaWAN无线协议,内置全球地区规范(如CN470、CN779、EU433、 EU868、US915、AU915、AS923、IN865等)。用户使用LoRaWAN模式只需简单配置选择不同地区规范,即可适配各种地区的LoRaWAN标准。

1.1.产品特性

SL200同时支持非LoRaWAN模式通信,支持LoRa全参数开放配置,可灵活应用于各种LoRa通信应用场景。内置可更换锂亚电池,安装部署方便,可用于仓库、机房等室内低功耗广域物联网场景。

设备可以使用芮捷统一的AT指令 或 桌面配置工具SensorTool进行参数修改。另外产品支持串口方式进行固件升级,方便维护和功能扩展。

1.2.功能特点

  • 最大发射功率 22dBm,传输距离远,空旷可达 3~5 KM
  • 内置 5400mAh 可更换的锂亚电池
  • 采用高精度电极式水浸传感器,灵敏度好
  • 水浸检测自动触发上报,高实时性
  • 外壳带有USB-C串口,用于配置参数或更新固件
  • 无线LoRa参数支持查询和修改,可根据使用灵活配置
  • 参数全开放,简单配置即可接入第三方 LoRa 网关
  • 全工业级芯片设计,工作温度可达-40℃~+85℃

2.产品规格

产品型号SL200-LF
SL200-HF
SL200-LF
SL200-HF
产品图片
CPUCortex-M低功耗处理器同左←
通信方式LoRa 扩频同左←
无线LoRa 扩频同左←
加密AES128同左←
检测类型水、油等多种液体同左←
检测范围两点检测范围检测
引线长度2m
长度可定制
1m
长度可定制
响应方式触发式响应同左←
供电方式5号电池AA*2同左←
电池寿命3年 (10分钟上报 @SF9,@25℃)同左←
产品尺寸102mm*60mm*25mm同左←
通讯协议芮捷协议或标准LoRaWAN协议同左←
待机电流10uA同左←
数据速率300bps ~ 62.5 kbps同左←
发射功率22dBm同左←
接收灵敏度-137 dBm(BW=125kHz,SF=12)同左←
工作环境温度:-40℃~+85℃
相对湿度≤95%RH(无凝结)
同左←
工作频率国内:470-510 MHz
(多频段可选:IN865/RU864/EU868
US915/AU915/KR920/A5923)
同左←
安装方式壁挂安装壁挂安装

3 外形尺寸


产品图


尺寸图

安装视频


4. 使用说明

4.1.使用场景

设备结合LoRa低功耗远距离通信的特点,针对一些现有无线传输困难的场景,改造方便,部署简单。系统整体架构示意如下所示。

4.2.设备介绍

4.2.1.外观介绍


1.外接传感器接口
可通过设备侧面3.81mm间距端子外接水浸探头。

2.SMA天线接口
天线接口采用外螺内孔形式

3.顶部按键
按键可以对设备进行软关机和触发上报数据。长按3s,设备开机、关机操作。短按(0.1~3秒之间),设备立即采集数据并上报。

4.USB接口
设备上方的USB Type-C(USB-C)接口,用于修改配置参数和系统更新。

5.信号指示灯
POWER:支持红绿双色,用于设备电压等级指示。
TX:设备进行发送时,显示绿色,也是设备电压等级指示的一部分。
RX:设备进行接收时,显示绿色,也是设备电压等级指示的一部分。
SENSOR:当设备读取水浸探头,无水时绿色灯亮,有水时红色灯亮,读取完成关闭。该指示灯也是设备电压等级指示的一部分。

4.3 操作说明

  1. 插入USB-C线缆,连接电脑,注意:需提前安装好串口驱动,串口转USB芯片为CH340。

  2. 打开SensorTool上位机软件,使用默认波特率115200,“串口选择”设备对应的COM端口,点击“打开串口”将自动读取设备参数。等待读取完成即可查阅或修改参数。

  3. 用户可使用SensorTool通过图形界面化方式填写配置即可,如下图所示。

4.4 配置项说明

4.4.1.上报周期

该参数单位为秒,当设定时间到时采集并上报传感器数据。
系统默认数据上报周期为600秒(即10分钟,相当于心跳传输)。如恒定环境中,即10分钟上报一次数据。该参数可根据实际情况进行调整。

4.4.2.检测周期

该参数单位为秒,当设定时间到时,设备主动唤醒并读取传感器。读取完成后判断当前值与上次上报值差值是否超过变化量,超过则发送,不超过则不发送。
系统默认检测周期为 60秒,最小可配置为 1 秒,最大可配置 65553 秒。该周期越小,响应越灵敏,但是功耗更高。该参数可根据实际情况进行调整。

4.5.按键说明

设备外壳上带一个按键,方便测试和开关机操作。

4.5.1.开机操作

如果设备处于关机状态,长按3秒设备将开机(4颗LED灯从左至右依次点亮),然后设备LED灯闪烁3次(LED的个数代表设备电压等级)

4.5.2.关机操作

当设备处于正常运行状态时。按键按下如果持续超过3秒,设备关机(4 颗 LED灯从右至左依次熄灭)。
如果按键没有持续超过3秒,则判定为短按操作,设备将进行触发上报。

4.5.3.触发上报

通过短按按键(0.1~3秒之间)可判断设备处于开机或关机状态。也可用来测试外接探头连通性或无线性能测试。
短按设备LED无显示,则设备处于关机状态,否则设备将先常亮(LED个数为电压等级),然后采集数据并发送。

4.6.固件升级

使用上位机工具可对设备进行固件升级,具体参考SensorTool说明文档。

5.无线报文格式

5.1.整体报文格式

为了支持各种不同的业务模式和应用场景,终端可配置为非LoRaWAN或LoRaWAN模式。

5.1.1.非LoRaWAN方式

HeaderDevAddrFCtrlSeqNoSensor Data1Sensor DataNCRC
1 字节4字节1 字节2 字节数据1数据N2 字节
协议头设备地址控制字包序号TLV(参考具体Type)TLV(参考具体Type)CRC16=Header至Sensor DataN(即CRC之前的所有字节)

5.1.2.LoRaWAN格式

为了节约传输字节,重复或冗余的数据项在LoRaWAN模式下不上报,只上传传感器数据内容。如下所示FRMPayload即非LoRaWAN模式中的传感器数据。

FPort:1
FRMPayload:即传感器数据(消息体)

5.2.上行数据格式

5.2.1.数据类型说明

类型范围说明
0x00~0x0F
和0xFF
格式(T+V),基础传感器类型,固定数据格式,省略长度字节
0x10~0x1F格式(T+L+V),通用类型,保留长度以适配定制化需求
0x20~0x3F格式(T+L+V),定制化项目需要,不同项目适配不同内容
0x80~未定义格式(T+L+V),用户参数配置和查询,不同项目适配不同内容

5.2.2.基础传感器类型列表

TypeValueValue描述
通用应答
0xFF
2字节第1字节对应下行指令(被应答的命令)
第2字节对应结果
设备信息
0x00
2字节设备信息包内容已知 故忽略长度字段节省字节
开关量
0x09
1字节1 字节的无符号整型

5.3.基础传感器数据详细定义

5.3.1 设备信息(0x00)

TypeValueValueValue
1 Byte3 bit5bit1 Byte
0x00VersionVoltage LevelReserve

5.3.2 开关量(0x09)

Type
1 字节
Value
2 字节
说明
0x09开关状态1 字节的无符号整型
一般单个 bit 位代表一路开关量(0 或 1)
最多 8 路开关量

在水浸终端上,1代表有水,0代表无水。

5.4 查询配置类型

读相关项目中用户参数,如周期,校准值,变量设置等。
Value按顺序列出,采用Length以便自适应无线查询配置。如Length是4,则代表后面只含上报和检测周期。如Length是8,则表示含上报和检测周期和校准值。

TypeLengthValueValue
1 Byte1 Byteuint16_tuint16_t
0x8xValue长度上报周期检测周期

5.6.终端上报示例

设备默认运行非LoRaWAN模式,数据内容包含协议头、设备地址等前缀部分和CRC尾缀部分的完整内容。

如下所示,其中传感器数据部分,主要有设备信息(0x00)、开关量(0x09)。

在LoRaWAN模式下,数据只有FRMPayload,即传感器数据部分。默认上报0x00、0x09内容。

5.7.下行数据格式

下行由外部或平台发送至网关,通过网关执行下发。整体下发给终端的数据报文格式与终端上报的数据格式一致。

5.7.1.数据下行类型列表

Type
1 Byte
Value
说明
Read (0x01)1 Byte以Value内容区分不同请求
如 Value == 0x81, 则读用户配置数据
Write(0x02)1 + N Bytes首字节用于判断写内容的类型
0x00+YYMMDDhhmmss 年月日时分秒

目前设备的下行内容仅在LoRaWAN模式下适用。支持的指令有读取用户配置参数,写周期和变量。

5.7.2.读指令详细格式

Type
1 Byte
Value
1 Byte
说明
0x010x81 读用户配置读周期及相关校准设置,返回请参考上行

5.7.3.写指令详细格式

Type
1 Byte
Value
1 Byte
Value
N Bytes
说明
0x020x11 修改上报周期uint16_t即LFT值,单位秒
0x020x12 修改采样周期uint16_t即LCP值,单位秒

5.8.报文尾(CRC16)

本文档使用的 CRC 校验算法请咨询相关技术或销售人员。

6.性能测试

6.1.待机电流测试


图示:待机电流值

6.2.传感器单次发送功耗

单次采集功耗放大图如下所示。预估功耗(2mA*时间30ms)=0.017uAh。

图示:传感器单次采集电流消耗曲线

水浸变化时,为增强可观察性,特别将LED灯显示了300毫秒时长,如下所示。如水浸无变化则不会产生这部分功耗。

如上述所示,即使探头发送水浸状态变化10万次,累计的功耗也不多。

考虑正常的运行时,以最慢速SF12为例。发射动作电流功耗(具体看天线匹配度,一般约120~140mA左右)。此处图例以极差匹配度天线为例150mA(以检验最大功耗条件下设备的使用年限)。图示简单计算方法:持续时间约1.32s, 消耗电量=150*1.32s = 55uAh。

也可以用SX1261计算工具评估时间如下所示

其它大约如下SF9。

6.3.接收灵敏度测试

扩频因子SF接收灵敏度dBm,@BW=125K,470MHz
SF=7-126
SF=8-129
SF=9-131
SF=10-134
SF=11-136
SF=12-139

6.4.发射功率测试


图示:最大发射功率