4G
DT400(4G版)是一款RS485接口的低功耗工业采集器,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。
DT400外接RS485接口支持采集标准的Modbus传感器和非Modbus的普通RS485传感器,只需简单配置主机即可。
设备内置38Ah大容量锂亚电池,使用寿命可达3~5年,无需现场布线,安装简单,使用可靠。外壳采用铝合金材质,高规格防水设计,适合在工业环境下使用。
DT400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。
产品型号 | |
---|---|
产品图片 | |
CPU | Cortex-M 低功耗处理器 |
通信方式 | 4G Cat.1 |
传感器供电 | 15V (最大50mA) |
传感器接口 | RS485(默认9600波特率) |
供电方式 | 38Ah 锂亚电池 ER34615 |
使用寿命 | 3年(外置探头小于20mA,1h上报周期,@25℃) |
产品尺寸 | 129mm*91mm*62mm |
通讯协议 | UDP、TCP、MQTT |
待机电流 | 5uA |
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 |
防护等级 | IP64 |
安装方式 | 壁挂安装 |
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。
1.防水PG接头
传感器经过此接头连接设备内部,建议穿线尺寸3~6mm(直径)。如有特殊尺寸需要,请联系芮捷工程师确认。
2.SMA天线接口
天线接口采用外螺内孔形式
3.侧面按键
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.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,如果读取失败,则显示红色。读取完成关闭该指示灯。
NET:4G上电启动联网过程中,绿色闪烁。联网成功后绿色常亮等待发送数据,发送数据过程中快闪,发送完成后绿色灯熄灭。红灯常亮则代表联网失败重试中。
1.电池连接器
确保电池线正确插入。
2.系统电源开关
当设备长时间保存时,建议开关打到OFF档,正常工作在ON档。此开关为电池使用开关(ON为电池供电,OFF为不使用电池)。
当设备电池耗尽,如果不更换电池。可将开关至于OFF档,用户可外接USB方式对设备进行供电。
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
为方便设备接线,采用弹簧式PCB接线端子。接线顺序如图所示,分别为:①VCC ②RS485-A③RS485-B④GND
说明:此处VCC由设备内部电池升压到15V,对外输出电流最大50mA。
使用十字螺丝刀,打开设备外壳,并取下金属防水接头,穿入传感器电缆,将RS485电缆按照顺序接入端子,锁定防水PG接口。
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。USB通信时,建议电池开关打到OFF档,配置完成后再恢复成USB使用之前的状态。。
打开SensorTool上位机软件,使用默认波特率115200,刷新“串口选择”,并打开设备对应的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。
配置项说明
上报周期:该参数单位为秒,当设定时间到时,设备主动唤醒,然后采集RS485设备数据,采集成功则发送,采集失败不发送。
预热时间:该参数单位为秒。Modbus时为上电至读取前的等待时间。如果是非Modbus则为上电后等待从设备主动发送数据的延时。
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,会预先打开电源,预热一小段时间再对传感器进行数据读取。预热时间可咨询对应传感器厂家,采集器默认使用3秒时间预热,可配置。
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) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
01 | 03 | 00 | 02 | 00 | 05 | 24 | 09 |
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。
非Modbus采集方式,采集器主要控制从设备的电源。在预热时间内,从设备通过RS485主动输出数据给主机进行无线传输。如果从设备有数据输出或超过预热时间无数据,采集器将关闭从设备电源,等待下一个上报周期时间再读取。
如下图所示,如果用户配置寄存器数量为0,则采集主机不产生Modbus读取指令,而是通过控制传感器电源方式,等待接收从机数据并进行无线转发,等待时间为预热时间。
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。
设备外壳上带一个按键,方便测试和开关机操作。
有两种方式可以开机。
有两种方式可以关机。
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RS-485数据通信和无线性能测试。
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,然后采集数据并发送。
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。
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。
默认终端上报传感器数据格式如下。
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) |
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 |
Type 1 Byte | Length 1 Byte | Value N Byte | Value描述 |
---|---|---|---|
业务数据 0x21 | N | N字节 | 不同项目参考对应说明 |
Modbus数据 0x24 | N | N字节 | Modbus响应内容 |
Type | Value | Value | Value |
---|---|---|---|
1 Byte | 3 bit | 5bit | 1 Byte |
0x00 | Version | Battery Level | Reserve |
Type | Length | Value |
---|---|---|
1字节 | 1字节 | N字节 |
0x21 | N | 从机主动上报数据 |
为了区分Modbus与非Modbus业务,定义0x24数据类型。
Type | Length | Value |
---|---|---|
1字节 | 1字节 | N字节 |
0x24 | N | Modbus从机主动上报数据 |
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 | Value | Value | Value |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 Byte | 1 Byte | uint16_t | uint16_t | int32_t | uint8_t | uint8_t | uint8_t | uint8_t |
0x81 | Value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 |
DT400默认运行数据内容为“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。
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。
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 |
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 |
由于设备为电池供电,设备无法实时接收下行数据。需在用户上行数据后才能下发数据。支持的指令有读取用户配置参数,写周期等
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 | 0x00 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 |
0x02 | 0x01 单播地址 | uint32_t | 单播地址,对应设备的 addr |
0x02 | 0x02 组播地址 | uint32_t | 组播地址,对应设备的 maddr |
0x02 | 0x03 发送频点 | uint32_t | 单位Hz,即TFREQ值 |
0x02 | 0x04 发送扩频 | uint8_t | 5~12,即TSF值 |
0x02 | 0x05 接收前导 | uint16_t | 即RPREM值 |
0x02 | 0x06 串口参数 | uint8_t | 波特率及校验位 |
0x02 | 0x10 通信参数 | 旧指令(Legacy) | 顺序填写依次为TFREQ,LCP,RPREM,LFT,TSF |
0x02 | 0x11 上报周期 | uint16_t | 即LFT值,单位秒 |
0x02 | 0x12 采样周期 | uint16_t | 即LCP值,单位秒 |
0x02 | 0x13 校准值 | int32_t | 有符号整型,寄存器起始 |
0x02 | 0x14 变量1 | uint8_t | 无符号整型,寄存器个数 |
0x02 | 0x15 变量2 | uint8_t | 无符号整型,起始从机 |
0x02 | 0x16 变量3 | uint8_t | 无符号整型,截止从机 |
0x02 | 0x17 变量4 | uint8_t | 无符号整型,功能码 |
设备出厂默认数据格式为“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。
本文档使用的 CRC 校验算法请咨询相关技术或销售人员。
性能指标参考自4G模块产品规格书。
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 |
频段 | 发射功率最大值 | 发射功率最小值 |
---|---|---|
LTE-FDD B1/B3/B5/B8 | 23 dBm ±2 dB | < -39 dBm |
LTE-TDD B34/B38/B39/B40/B41 | 23 dBm ±2 dB | < -39 dBm |
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