压力类传感器
SL720/1(LoRa版)一款低功耗拉力传感器,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。
SL721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。内置天线和大容量充电电池,安装部署方便,可用于组塔、架线、索道运输等施工作业现场,对绞磨、地锚、拉线、起重滑车、手板葫芦等受力进行实时监测和超限预警。
产品型号 | |
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产品图片 | |
CPU | Cortex-M 低功耗处理器 |
通信方式 | LoRa 扩频 |
加密 | AES128 |
测量范围 | 10吨(100kN)(量程可定制) |
测量精度 | ±0.2 %Span |
响应时间 | 60秒(可配置,即检测时间) |
供电方式 | 充电电池10Ah |
电池寿命 | 6个月 (10分钟上报 @SF9,@25℃) |
产品尺寸 | 220mm* 86mm*99mm |
通讯协议 | 芮捷协议或标准LoRaWAN协议 |
待机电流 | 10uA |
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 | -40℃~+85℃,≤95%(无凝结) |
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 | IP64 |
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。
1.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。
2.USB接口
设备侧面的USB Type-B接口在电池版中用作充电接口。同时串口可用作数据通信,支持修改配置参数和系统更新。
3.信号指示灯
在设备按键上自带一个指示灯。
该参数单位为秒,当设定时间到时采集并上报传感器数据。在墨水屏版本中,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。
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。
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。
设备内部默认最小变化量按0.1kN设计,可配置修改。如变化量不配置,内部按0.1kN作为变化量进行 逻辑判断。
用于配置传感器读数的校准值,为有符号数,可填正负。
设备外壳上带一个按键,方便测试和开关机操作。
出厂时默认为关机状态。 如不确定设备是否开机,参考短按功能(看LED是否显示)。
如果当前为关机状态,长按按键 3s 左右系统开机。指示灯从灭变亮,完成开机动作,系统进入正常运行。
如果当前为开机状态,长按按键 3s 系统关机。指示灯从亮变灭,完成关机动作。关机之后,不再进行数据采集和上报。
在 关机状态 下,短按按键 设备LED并不做任何反馈。
在 开机状态 下,短按按键时,设备先显示电池电压等级(LED闪烁次数代表当前级别,共8个级别),然后采集传感器数据,并上报至网关。
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,否则设备将先闪烁几次,然后采集数据并发送。
如果设备是带充电电池功能的,则USB插上充电时,指示灯慢闪,充电完成则指示灯熄灭。
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。
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。
Header | DevAddr | FCtrl | SeqNo | Sensor Data1 | … | Sensor DataN | CRC |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 字节 | 4字节 | 1 字节 | 2 字节 | 数据1 | … | 数据N | 2 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) |
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)
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 |
Type | Value | Value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 |
压/拉力 0x07 | 4字节 | 4 字节的有符号整型 |
Type | Value | Value | Value |
---|---|---|---|
1 Byte | 3 bit | 5bit | 1 Byte |
0x00 | Version | Voltage Level | Reserve |
Type 1 字节 | Value 4 字节 | 说明 |
---|---|---|
0x07 | 压力 | 4字节的无符号整型 |
此处用作拉力,单位牛(N)。
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。
Type | Length | Value | Value | Value | Value |
---|---|---|---|---|---|
1 Byte | 1 Byte | uint16_t | uint16_t | int32_t | uint8_t |
0x81 | Value长度 | 上报周期 | 检测周期 | 校准值 | 变量1 |
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)、压力(0x07)。
在LoRaWAN模式下,数据只有FRMPayload,即传感器数据部分。默认上报0x00、0x07类型的内容。
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。
Type 1 Byte | Value | |
---|---|---|
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。
Type 1 Byte | 1 Byte | |
---|---|---|
0x01 | 0x81 读用户配置 | 读周期及相关校准设置,返回请参考上行 |
Type 1 Byte | 1 Byte | N Bytes | |
---|---|---|---|
0x02 | 0x11 修改上报周期 | uint16_t | 即LFT值,单位秒 |
0x02 | 0x12 修改采样周期 | uint16_t | 即LCP值,单位秒 |
0x02 | 0x13 校准值 | int32_t | 此设备上用作拉力校准,单位牛 |
0x02 | 0x14 变量1 | uint8_t | 无符号整型,压力变化量,单位1 hPa |
本文档使用的 CRC 校验算法请咨询相关技术或销售人员。
正常运行如下所示,由于内部存在电容,瞬时电流存在一定偏差,一般约7uA左右。
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 |
与其它传感器类似,最大发送功率约为21.5dBm左右。
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