4G

资料简介

DT200采集器 4G版-使用手册
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1.产品概述

DT200(4G版)是一款RS485接口的工业采集器,基于如移动、联通、电信等移动运营商网络的4G无线数据传输终端设备,提供透明数据通道,支持Modbus工作模式,让传感器设备轻松接入Internet网络。网络覆盖范围广,能使用移动电话的现场就可以使用,内置基础流量套餐,开机即用。

1.1.产品特性

外接USB Type-C(USB-C)和RS485接口,其中USB-C接口用于配置和更新采集器固件。RS485支持采集标准的Modbus传感器和非Modbus的普通RS485传感器,可通过配置进行选择。
设备支持DC圆头或接线端子供电,支持9~36V宽压输入,支持用户数据透传,使用方便,适用性强,可广泛应用于各种无线数据采集与控制场景。

DT200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

  • 采用4G通信,速度快,范围广(有4G网络的地方就可以用)
  • 支持查询和修改服务器和端口,可根据实际使用灵活配置
  • 采用DC 9~36V供电,同时VOUT可给外接传感器供电,使用方便
  • 采用RS-485接口,波特率可配置(1200~115200)
  • 可做主机外接Modbus传感器,也可接非Modbus设备进行主动上报
  • 外置USB Type-C 串口,可进行参数配置和固件升级
  • 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
DT200-C1-A0
产品图片
CPUCortex-M 低功耗处理器
通信方式4G Cat.1
传感器供电同供电电压
传感器接口RS485(默认9600波特率)
供电方式DC 9~24V
产品尺寸75mm*58mm*23mm
通讯协议UDP、TCP、MQTT
数据速率LTE-FDD (Mbps) 10(下行)/ 5(上行)
LTE-TDD (Mbps) 8.9(下行)/ 3(上行)
工作环境温度 -40℃~+ 75℃
相对湿度:≤95%RH(无凝结)
天线接口SMA外螺内孔
工作频率LTE-FDD B1/ 3/ 5/ 8
LTE-TDD B34/ 38/ 39/ 40/ 41
安装方式壁挂安装

3.产品详情


产品图


尺寸图


安装参考

4. 使用说明

4.1.使用场景

设备用于外接各种RS-485传感器,主要以Modbus设备为主。方便将各种业务中的Modbus传感器无线化。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.SMA天线接口
天线接口采用外螺内孔形式
2.信号指示灯

POWER:系统外供电运行时,LED显示红色。
SENSOR:当设备采集传感器数据时绿色灯亮,如果读取失败,则显示红色。读取完成关闭该指示灯。
NET:设备进行无线发送时,显示绿色。

4.2.2.外部接线

1.外供电接口
可接各种2.5mm孔径的DC电源适配器,输入电压范围9~36 V。或使用接线端子上的V+/V- 外接DC 9~36 V供电。
2.VOUT
为方便给外接设备进行供电,提供1路VOUT输出。VOUT内部与DC圆头的正极和V+直通,输出的电压即外供电的输入电压。
3.配置USB接口
使用USB-C线缆连接电脑和主机,使用SensorTool上位机工具,可以查看和修改设备参数,注意使用波特率为115200。
4.RS485连接端子
如果使用VOUT供电,接线顺序如图所示,分别为:①VCC ②RS485-A③RS485-B④GND。
如外接设备独立供电,直接RS485-A和RS485-B即可。

4.3 操作说明

  1. 根据RS485线序将外接RS485设备接好。

  2. 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

  3. 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。

  4. 配置项说明
    上报周期:该参数单位为秒,当设定时间到时,设备主动采集RS485设备数据,采集成功则发送,采集失败不发送。主要针对Modbus设备,采集器当做Modbus主机主动发起数据读取指令。

4.3.1.Modbus采集

Modbus参数:1.起始寄存器。2.寄存器数量。3起始从机。4.截止从机。5.功能码(目前仅支持0x03/0x04功能码)。具体配置请参考Modbus从机设备厂家的寄存器地址说明。

当设备上报周期到时,会根据用于配置的寄存器地址和数量主动读取外接的Modbus设备。

Modbus配置实例说明如下。如采集一个从机地址为1,以功能码0x03从设备的寄存器地址2即0x0002开始读取5个寄存器的数据内容。根据标准Modbus格式,我们可以知道对应的Modbus读取指令如下所示。

采集指令:01 03 00 02 00 05 24 09

地址功能码起始寄存器(H)起始寄存器(L)寄存器数量(H)寄存器数量(L)CRC16(L)CRC16(H)
0103000200052409

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。

4.3.2.非Modbus采集

用户只需配置寄存器数量为0,采集器将按非Modbus方式处理。即采集器不会主动读取外部设备,由外接的RS485设备主动上报数据或无线下发读取指令经由采集器转发给外接的RS485。数据由外接的RS485设备主动发送数据到采集器上,采集器负责将数据通过无线发送出去。

4.3.3.服务器地址和端口

4G可以配置服务器地址和端口号,方便用户连接到云平台。默认连接到芮捷智能的云平台,默认选择卡槽1(设备具有两个卡槽,内置eSIM为卡槽1),如需要选择外置卡槽,请咨询芮捷智能的销售或技术人员。

4.4.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参考升级工具说明文档。

5.无线报文格式

由于4G数据直连服务器而不需要额外部署网关,为兼容现有平台,数据上行时,此4G传感器设备模拟网关格式进行上报。在终端传感器报文格式(红色字体部分)基础上,外部封装一层网关报文格式进行上。数据上报平台的数内容,详细剖析如下所示。

5.1.传感器报文

默认终端上报传感器数据格式如下。

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)

5.2.传感器数据格式

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

5.2.3.定制化类型

Type
1 Byte
Length
1 Byte
Value
N Byte
Value描述
业务数据
0x21
NN字节不同项目参考对应说明
Modbus数据
0x24
NN字节Modbus响应内容

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

5.4.定制化类型详细定义

5.4.1.业务数据(0x21)

TypeLengthValue
1字节1字节N字节
0x21N从机主动上报数据

5.4.2.Modbus数据(0x24)

为了区分Modbus与非Modbus业务,定义0x24数据类型。

TypeLengthValue
1字节1字节N字节
0x24NModbus从机主动上报数据

5.5 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

5.6.终端上报示例

设备数据内容可设置为“TLV格式”报文,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,主要有设备信息(0x00)和0x21(或0x24)。

如果用户只需要传感器内容,可以将数据格式修改为“透传报文”,上报内容将不包含设备封装类型长度等,只上报外接RS485从机设备的原始上报内容。

5.7.下行数据格式

下行由平台通过4G网络直接下发至终端,为了兼容现有平台操作,同时节约通信流量,平台下发时不需要像上行一样在外部封装一层网关数据格式,而是直接采用与“5.1传感器报文”一样的格式进行组包下发。

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
Acquire(0x21)1 + N Bytes首字节为下行的N字节数据长度
N字节内容为下行的用户命令

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
0x020x00 修改时间6 个 uint8_t 数据依次年月日时分秒,年为年份-2000,其它为正常内容
0x020x06 串口参数uint8_t波特率及校验位
0x020x11 上报周期uint16_t即LFT值,单位秒
0x020x13 校准值int32_t有符号整型,寄存器起始
0x020x14 变量1uint8_t无符号整型,寄存器个数
0x020x15 变量2uint8_t无符号整型,起始从机
0x020x16 变量3uint8_t无符号整型,截止从机
0x020x17 变量4uint8_t无符号整型,功能码

5.8.终端接收下行说明

如果设备配置的数据格式为“TLV格式”报文,平台下行数据给终端时,需要根据终端下行数据格式进行发送。如果运行在非LoRaWAN模式,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。如果运行在LoRaWAN模式下,则只填传感器数据部分(不含红框部分)。

如果用户希望下行原始数据直达对应的485从机设备,不想使用“TLV格式”,则可以将采集器的数据格式修改为“透传报文”。
则用户可以将采集器当做一个有线传输介质,指令直接操作采集器外挂的485从机设备。如无线下发原始Modbus报文读取485从机设备数据。
同时注意,如果数据格式为“透传报文”,则上报内容也将不包含设备封装类型长度等,只上报外接RS485从机设备的原始上报内容。

为方便用户收发数据所见即所得,直接下发指令到对应485传感器,外供电设备的默认出厂数据格式一般使用透传格式,用户可根据需要修改。

5.9.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

性能指标参考自4G模块产品规格书。

6.1.接收灵敏度测试

频段接收灵敏度(主集)3GPP(主集+分集)
LTE-FDD B1(10 MHz)-97.5 dBm-96.3 dBm
LTE-FDD B3(10 MHz)-97.0 dBm-93.3 dBm
LTE-FDD B5(10 MHz)-97.0dBm-94.3 dBm
LTE-FDD B8(10 MHz)-97.0 dBm-93.3 dBm
LTE-TDD B34(10 MHz)-97.5 dBm-96.3 dBm
LTE-TDD B38(10 MHz)-97.5 dBm-96.3 dBm
LTE-TDD B39(10 MHz)-97.5 dBm-96.3 dBm
LTE-TDD B40(10 MHz)-97.5 dBm-96.3 dBm
LTE-TDD B41(10 MHz)-97.5 dBm-94.3 dBm

6.2.发射功率测试

频段发射功率最大值发射功率最小值
LTE-FDD B1/B3/B5/B823 dBm ±2 dB< -39 dBm
LTE-TDD B34/B38/B39/B40/B4123 dBm ±2 dB< -39 dBm