压力类传感器

资料简介

SL711通用液位传感器-使用手册
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1. 产品概述

SL711(LoRa版)一款通用4~20mA的液位监测传感器,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

SL711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。内置高容量锂亚电池版,安装部署方便,可用于水位和液位检测等低功耗广域物联网场景。

1.2.功能特点

  • 最大发射功率 22dBm,传输距离远,空旷距离可达 3~5 KM
  • 内置 38 Ah 大容量锂亚电池,使用寿命可达5年以上
  • 采用4~20mA通用液位计,适用广泛
  • 支持无线查询和配置参数,方便安装维护
  • 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,工作温度范围-40℃~+85℃
  • 量程可配置。默认量程为5,即5米液位。

2.产品规格

产品型号
DT400-SL711-LF-A1
DT400-SL711-HF-A1
产品图片
CPUCortex-M 低功耗处理器
通信方式LoRa 扩频
加密AES128
测量范围0~5 米(其它量程需定制)
测量精度±0.5 %Span
响应时间60秒(可配置,即检测时间)
供电方式38Ah 锂电池 ER34615 2节
电池寿命5年(60秒检测,10分钟上报 @SF9,@25℃)
产品尺寸主机:129mm*91mm*62mm
探头:104mm*26mm*22mm
线长默认5米
通讯协议芮捷协议或标准LoRaWAN协议
待机电流10uA(亮屏显示)
数据速率300bps ~ 62.5 kbps
发射功率22dBm
接收灵敏度-137 dBm(BW=125K,SF=12)
工作环境温度:-10 ℃ ~ 70 ℃(液位探头)
温度:-40℃~+85℃
相对湿度:≤95%RH(无凝结)(主机)
工作频率国内:470-510 MHz
(多频段可选:IN865/RU864/EU868
US915/AU915/KR920/A5923)
防护等级主机IP64
传感器IP68
安装方式壁挂安装

3.外形尺寸


产品图


主机尺寸


主机尺寸

探头数据线长默认5米


液位传感器测试小视频

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

1.SMA天线接口
天线接口采用外螺内孔形式。

2.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。
3.内置USB接口
同时设备内置有USB-C接口,也可以用于修改配置参数和系统更新。

4.信号指示灯
POWER:系统运行时,按键按下POWER绿色灯亮。当检测到USB插入时,LED显示红色。
SENSOR:当设备采集传感器数据时绿色灯亮,读取完成关闭该指示灯。
NET:设备进行发送时,显示绿色。

4.3 操作说明

  1. 通过Type-C可以无线读取设备参数。
  2. 用户可使用SensorTool通过图形界面化方式填写配置即可。

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。

4.4.3.变化量

设计变化量的目的是为了 支持设备按周期上报的同时,可以根据 检测周期 进行变化量判断。当检测数据与上次发送的数据超过变化量时立即上报,而不用等待上报周期时间。以便支持对被测量的对象的快速响应,同时兼顾在不怎么变化的时段减少发送次数,以平衡功耗和响应速度。
内部默认最小变化量按 0.1mA设计。如系统默认变化量不配置(即为0),按0.1mA作为变化量进行 逻辑判断。

4.4.4. 量程

默认量程为5,即代表5米水位

4.4.5. 比率

由于硬件差异,当误差较大时,可能需要通过设置比率来校准传感器。
如果设备是出厂已带外接探头的,一般出厂会进行标定,不需要客户二次调整。

设置原理:即采样值*比率=实际值。

例如,设备空载时,预期值为4000uA,如果上报的ADC值为3970,即4000=3970*1.007。设置比率为1.007

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(LED灯从依次点亮,即可松开按键),然后设备LED灯闪烁3次(LED的个数代表设备电压等级)。
然后设备将进入无线AT模式(POWE绿色灯常亮),此时可通过WL126进行无线配置或固件更新。参考 无线AT操作示例 进行设置。如果用户无需修改配置,可按键中断配置等待直接进入正常运行模式。

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(LED灯依次熄灭,即可松开按键)。
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

使用上位机软件SensorTool和WL126无线配置工具,可对设备固件进行无线升级,具体参考WL126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
采样值
0x03
2字节通用采样数值
传感器值
0x08
4字节传感器浮点数值

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. 采样值(0x03)

Type
1 Byte
Value
2 Bytes
说明
0x03ADC采样值2 字节的无符号整型, 单位 uA

5.3.3 传感值(0x08)

Type
1 Byte
Value
4 Bytes
说明
0x08感应数据4字节的float型,此处为传感器数值
根据用户终端上配置的量程自动计算,适配各种量程与单位

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。

TypeLengthValueValueValueValueValueValueValue
1 Byte1 Byteuint16_tuint16_tint32_tuint8_tuint8_tuint8_tuint8_t
0x81Value长度上报周期检测周期校准值变量1变量2变量3变量4

5.5.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)、采样值(0x03)、传感器值(0x08)

在LoRaWAN模式下,数据只有FRMPayload,即传感器数据部分。默认上报0x00、0x03、0x08三个类型的内容。

示例 03 00003DF9 00 0040 007E03 030FA6 08 3B0347AE 28E0
即 DevAddr 为 0x00003DF9
00 7E03 为设备信息
03 0FA6 为采样值(单位1uA) 0x0FA6 = 4006 = 4.006mA
08 3B0347AE 为转换后的值,数值为浮点数,即为0.002米

5.6.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。

5.6.1.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。

5.6.2.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

5.6.3.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
0x020x14 变量1uint8_t无符号整型,此设备中 单位0.1mA

5.7.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.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

6.2.发射功率测试

图示:最大发射功率