ZCT600ML-215SR無線傾角是直川科技研發生產的基于LoRa無線傳輸技術的高精度傳感器,該系列傳感器大測量范圍達±15度,內置RTC,可以無線喚醒,休眠狀態功耗低,適合工業現場、建筑、土木工程的安全監控系統。
產品特點:
高精度,高分辨力,LoRa無線通信;
工業級,遠傳輸距離達5000米;
供電范圍寬,選用低功耗電源芯片,帶電源切換、保護電路,內外部供電自動選擇;
多種工作模式可選,典型休眠電流20uA,功耗低,電池供電也可長時間工作.
2. LoRa模塊技術指標:
參數 | 條件 | 小值 | 典型值 | 大值 | 單位 |
發射功率 |
|
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| 20 | dBm |
接收靈敏度 |
|
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| -148 | dBm |
工作頻率 |
| 420 | 433 | 510 | MHz |
一、 使用說明:
1. LoRa模塊配置、安裝
常規模式下,安裝在傾角上的LoRa模塊需配置成節點模式(波特率固定為9600,串口校驗固定為無校驗),與之通訊的模塊需要配置成中心節點安裝在LoRa網關上或者單獨使用。兩個模塊要通信的前提條件是載波頻率、擴頻因子、擴頻帶寬、網絡 ID 都要相同。配置完成后,打開產品上蓋,將模塊安裝在傾角內的模塊插座上,連接好天線IPEX接頭。
2. 選擇供電方式和供電電源
傾角可以通過安裝1節C型鋰亞電池或者通過連接器外接電源工作,電源電壓要求為直流3~15V,大持續放電電流150mA以上,脈沖放電電流400mA以上,因無線模塊發送數據時消耗電流較大,建議使用功率型鋰亞電池。例如,選擇采用1節C型鋰亞電池的內部供電方案,只需打開產品上蓋,將電池裝入電池座(傾角開始工作,綠燈亮10s后滅燈進入休眠狀態,默認工作模式為常規休眠模式),并將上蓋蓋好,擰緊螺絲,防止潮氣進入使電池與電池座導體接觸的地方受潮生銹。
3. 選擇工作模式
產品共有四種工作模式,分為常規模式,運行模式,自動采集模式和等待模式。常規模式和自動采集模式產品大多數時間為休眠狀態,間歇性地開啟無線CAD監聽,若收到有效無線命令后喚醒并處理返回數據,然后又進入休眠狀態。自動采集模式比常規模式多一個定時采集功能,其他功能兩者**。運行模式和等待模式產品不會進入低功耗的休眠狀態,兩者的區別是運行模式有角度數據自動輸出,而等待模式則需要發起詢問才有角度數據返回。使用電池供電時,一般選擇平均功耗較低的常規模式或自動采集模式。出廠默認為常規模式。
4. 查詢傾角數據和配置傾角參數
通過我司配套的LoRa網關產品可以查詢傾角數據和配置傾角參數(相關設置及查詢命令詳見《ZCT600ML-GW使用說明書》)。一個LoRa網關可以與多個LoRa傾角組成星型網絡,因此通過LoRa網關可以查詢與之相聯的所有傾角的數據,配置它們的參數。也可以通過單獨的LoRa模塊實現查詢傾角數據和配置傾角參數的功能(相關設置及查詢命令詳見本說明書“八、通訊協議”小節內容),LoRa網關的優點是其具有收集數據的功能,通過詢問LoRa網關本身就可以獲得與之相聯的網絡中所有LoRa傾角的數據。
5. 工作狀態指示燈狀態說明
(1)無論處于哪種工作模式,傾角上電綠燈亮10s(供電電壓高于3V),作為開機提示,表示產品正常啟動。開機10s內發送有效命令會清零定時時間并重新開始計時10s。休眠狀態工作狀態指示燈熄滅以節能。
(2)不會休眠的工作模式下,當傾角檢測到供電電源電壓高于3V(DC)時亮綠燈,否則紅燈以先亮1s,熄滅4s的規律閃爍提示電源電壓低,需要更換電池。
(3)會休眠的工作模式下,如果等待時間設置為非零值,在等待時間未超時的情況下,指示燈工作狀態與不會休眠的工作模式相同,等待時間超時或者發送立即休眠命令后,工作狀態指示燈熄滅進入低功耗休眠狀態;如果等待時間設置為0(默認狀態),接收到有效命令后會根據檢測的電源電壓是否高于3V以相應的顏色閃爍指示燈一次(高于3V指示燈以綠色閃爍,否則以紅色閃爍)。
(4)休眠狀態下,如果接受到查詢命令沒有涉及到供電電壓或者是設置命令,傾角會根據上次檢測的電源電壓是否高于3V以相應的顏色閃爍指示燈一次(高于3V指示燈以綠色閃爍,否則以紅色閃爍)。
一、 通信協議:
1.命令格式:
所有命令均為ASCII碼格式;
所有命令均為大寫;
所有命令以回車符結尾(0x0D 0x0A);
所有命令響應以回車符結尾(0x0D 0x0A);
寫入命令參數放在“()”當中,多個參數以“,”分隔;
所有命令中出現的符號等均為英文(半角)格式;
所有命令以@開頭,第二個字符為R表示為讀取命令,為W表示為寫入命令。“t”為制表符,ASCII格式顯示為多個空格。寫入命令后(回車換行符前)加tE表示允許傳感器發送命令返回值;不加tE表示僅將參數寫入傳感器,強制傳感器無返回,用于組網模式中廣播設置多個節點參數,設置完畢后可以發送命令單個讀取相應參數確認是否設置成功;
如果傾角上的LoRa模塊設置為節點模式,那么中心節點(LoRa網關或者設置為中心節點的LoRa模塊)必須在發送命令前先發送該LoRa模塊地址(Node_ID 十六進制2字節),緊接著發送命令才會有響應。例如傾角上的LoRa模塊Node_ID設置為0x0004,中心節點讀取實時數據時可以以ASCII方式發送“x00x04@RDATrn”命令。其中“x00x04”為0x00和0x04的轉義字符;“@RDAT”為讀取實時角度命令;“rn”為回車換行的轉義字符(十六進制表示為0x0D 0x0A),在多數串口調試助手軟件中,可以勾選“發送新行”或者“加回車換行”選項框代替。
2.命令列表
命令碼 | 作用 | 有效參數及解析 | 應用實例 | 備注 |
@RDAT | 讀傳感器所有基本數據,(角度,溫度,電壓,內/外部供電標志) | - | 發送“@RDAT”,返回“X-02.5460t Y+01.6362t T+15.9t V3.6tIrn” | 讀取實時數據 |
@RRCD | 讀傳感器所有基本歷史數據,(角度,溫度,電壓,內/外部供電標志) | - | 發送“@RRCD”,返回“X-02.5460t Y+01.6362t T+15.9t V3.6tIt170504t172300rn” | 讀取歷史記錄(只有一條),如無歷史記錄,或者近的一條歷史記錄時效性不好,則讀取并返回實時數據 |
@RRTC | 讀傳感器RTC時間 | - | 發送“@RRTC”,返回“CT@170209t112020rn” | 讀取當前RTC信息 |
@RINT | 讀傳感器采集間隔時間 | - | 發送“@RINT”,返回“IT@1730rn” | 自動定時采集模式參數才生效 |
@RWTT | 讀傳感器運行超時時間 | - | 發送“@RWTT”,返回“WT@010rn” | 休眠的模式參數才生效 |
@RSTM | 讀傳感器下一次采集起始時間 | - | 發送“@RSTM”,返回“ST@1120rn” | 自動定時采集模式才生效效 |
@RWMD | 讀傳感器工作模式 | - | 發送“@RWMD”,返回“WM@Normalrn” | 0 Normal:常規休眠模式,被動通信喚醒,超時或命令休眠; 2 AutoSmp:自動定時采集模式,傳感器自動采集并將角度存儲,角度讀取通信兼容模式0; 3 Standby: 等待模式(不休眠,問答模式) |
@RAMD | 讀傳感器角度值模式 | - | 發送“@RAMD”,返回“AM@RLrn” | RL:相對模式; |
@WRTC(pm1,pm2)tE | 寫傳感器RTC時間 | pm1,日期,格式170209; | 發送“@WRTC(170209,112020) tE”,返回“CT@170209t112020rn” | - |
@WINT(pm1,pm2)tE | 寫傳感器采集間隔時間 | pm1,小時,格式01; | 發送“@WINT(01, 05) tE”,返回“IT@0105rn” | 自動定時采集模式才生效效 |
@WWTT(pm1)tE | 寫傳感器運行超時時間 | pm1,休眠等待時間,[0,300] | 發送“@WWTT(3600)tE”,返回“WT@010rn” | 休眠的模式才參數生效 |
@WSTM(pm1,pm2)tE | 寫傳感器下一次采集起始時間 | pm1,小時,格式11; | 發送“@WSTM(11,20) tE”,返回“ST@1120rn” | 休眠的模式才參數生效 |
@WWMD(pm1)tE | 寫傳感器工作模式 | pm1,工作模式,[0,3] | 發送“@WWMD(0) tE”,返回“WM#Normalrn” | 0 Normal:常規休眠模式,被動通信喚醒,超時或命令休眠; |
@WRLAtE | 開啟傳感器相對角度測量模式 | - | 發送“@WRLA()tE”,返回“RLArn” | 影響角度模式 |
@WCLAtE | 關閉傳感器相對角度測量模式 | - | 發送“@WCLAtE”,返回“CLArn” | 影響角度模式 |
@WSLPtE | 傳感器立即休眠 | - | 發送“@WSLPtE”,返回“SLPrn” | 除非自動定時采集模式下正在計算角度,否則回復“SLPrn”后立即休眠 |
3.命令解析
1)讀取實時數據: @RDAT
發送命令“@RDAT”,傳感器響應數據“X-02.5460t Y+01.6362t T+15.9t V3.6tIrn”。返回值表明傳感器檢測X軸角度為-0.25460°,“t”為制表符,ASCII格式顯示為多個空格,Y軸角度為1.6362°,溫度為15.9℃,傳感器供電電壓為3.6V,“I”表示傳感器現在由內部電源供電(內、外供電電源可以同時存在,傳感器自動選擇電壓高的電源供電)。
注意:如果傳感器上的LoRa模塊設置為節點模式,必須在發送命令前以十六進制先發送該LoRa模塊地址(Node_ID),緊接著發送如上命令才會有響應。例如:LoRa模塊地址為0x0004,則需以ASCII格式發送命令“x00x04@RDATrn”。下同。
2)讀取歷史數據: @RRCD
發送“@RRCD”,
返回“X-02.5460t Y+01.6362t T+15.9t V3.6tIt170504t172300rn”
表明傳感器上次保存的X軸角度為-0.25460°, Y軸角度為1.6362°,溫度為15.9℃,傳感器供電電壓為3.6V,“I”表示傳感器現在由內部電源供電,“170504”表明記錄的日期為2017年5月4日,“172300”表明記錄的時間為17時23分00秒。
注意:該命令只返回近保存的一條歷史數據,如果沒有歷史數據或者歷史數據中的時間與讀取時間相差一個采集間隔時間以上,則讀取實時數據返回,此時效果同“@RDAT”命令。
3)讀取傳感器RTC時間: @RRTC
發送“@RRTC”,返回“CT@170209t112020rn”
返回值表明傳感器接收到讀取RTC命令的時間為2017年2月9日11時20分20秒。
注意:由于LoRa無線傳輸可能存在較大的延遲,所以讀取到的時間與實際時間有差異。
4)讀傳感器采集間隔時間:@RINT
發送“@RINT”,返回“IT@0102rn”
返回值表明傳感器自動定時采集模式采集間隔時間為1小時2分。采集間隔時間只在自動定時采集模式下生效。
5)讀傳感器運行超時時間:@RWTT
發送“@RWTT”,返回“WT@010rn”
返回值表明傳感器運行超時時間為10秒,在常規模式或自動定時采集模式(會進入休眠狀態的模式)在響應詢問命令10后自動進入休眠狀態,以減小功耗。
6)讀傳感器下一次采集起始時間: @RSTM
發送“@RSTM”,返回“ST@1120rn”
返回值表明傳感器下次采集起始的時間為11時20分,采集起始時間只在自動定時采集模式下生效。
7)讀傳感器工作模式:@RWMD
發送“@RWMD”,返回“WM@Normalrn”
返回值表明傳感器所處工作模式為常規模式。
8)讀取傳感器角度值模式: @RAMD
發送“@RAMD”,返回“AM@RLrn”
返回值表明傳感器所處的角度值模式為相對角度模式。
9)寫傳感器RTC時間:@WRTC(pm1,pm2) tE
發送“@WRTC(170209,112020)”,返回“CT@170209t112020rn”
發送命令將傳感器RTC時間設置為2017年2月9日11時20分20秒,返回值為讀取到的RTC時間。
注意:命令后的“tE”表示期望傳感器接收命令后有返回值,如果命令后沒有“tE”,寫入參數后強制傳感器無返回值,主要用于批量設置產品參數。
10)寫傳感器采集間隔時間:@WINT(pm1,pm2) tE
發送“@WINT(01,00)”,返回“IT@0100rn”
發送命令設置傳感器采集間隔時間為1小時。假如上次定時采集的時間為10:20分,那么下次自動定時采集開始的時間為11:20。采集時間間隔可設置的范圍為1分鐘到24小時,默認定時時間為1小時。
注意:
(1)該命令必須有兩個參數,即使參數為0也不能省略,如果需要設置的采集間隔時間為30分鐘,需要發送的命令為“@WINT(00,30)”。采集起始時間只在自動定時采集模式下生效。
(2)特別的是,設置為00小時00分的采集時間間隔為24小時。
11)寫傳感器超時時間:@WWTT(pm1)tE
發送“@WWTT(010)”,返回“WT@010rn”
發送命令設置傳感器超時時間為10秒。傳感器超時時間在常規模式或自動定時采集模式(會進入休眠狀態的模式)生效,其他模式沒有作用。傳感器超時時間設置范圍為0-300秒。傳感器默認超時時間為0,即響應完命令后立即進入休眠狀態,工作狀態指示燈會閃爍一次。如果超時時間設置為10s,那么傳感器在響應完命令之后等待10s進入休眠模式,等待期間如果檢測的供電電壓在3V以上,則綠燈常亮;否則,紅燈以1s亮,4秒滅的規律閃爍,進入休眠狀態后指示燈熄滅。
12)寫傳感器下一次采集起始時間: @WSTM(pm1,pm2)
發送“@WSTM(11,20)”,返回“ST@1120rn”
發送命令設置下次采集起始的時間為11時20分。下次采集起始的時間為24小時制。默認下次起始時間為00:00。下一次采集起始時間只在自動定時采集模式下生效,當傳感器RTC走到下次開始采集的時間時會自動觸發采集并保存為一條歷史數據。
13)寫傳感器工作模式 :@WWMD(pm1) tE
發送“@WWMD(2)”,返回“WM#AutoSmprn
發送命令將傳感器模式設置為自動定時采集模式。
傳感器共有四種工作模式:
0 Normal:常規休眠模式,被動通信喚醒,超時或命令休眠;
1 Running:運行模式,不休眠;
2 AutoSmp:自動定時采集模式,傳感器自動采集并將角度存儲,角度讀取通信兼容模式0;
3 Standby: 等待模式(不休眠,問答模式)
注意:設置傳感器為自動定時采集模式前,建議首先設置采集間隔時間和下一次采集起始時間;否則傳感器將以默認值開啟自動定時采集模式,下一次起始時間為00:00,采集間隔時間為1小時,意味著RTC時間走到00:00才會開始*次采集。
14)開啟傳感器相對角度測量模式:@WRLAtE
發送“@WRLA()”,返回“RLArn”
接收命令后會將傳感器現在所處的角度當作零點,以相對角度輸出。
15)關閉傳感器相對角度測量模式:@WCLAtE
發送“@WCLA”,返回“CLArn”
接收命令后傳感器關閉相對角度輸出,以角度輸出。
16)傳感器立即休眠:@WSLPtE
發送“@WSLP”,返回“SLPrn”
在等待時間還沒有超時情況下,除非傳感器處于自動定時采集模式下正在計算角度,否則接收到立即休眠命令后立即進入休眠狀態。
注意:如果傳感器處于休眠狀態,立即休眠命令也需要喚醒傳感器后判斷命令并執行相應操作,發送該命令也會喚醒傳感器,后續處理同喚醒狀態等待時間沒有超時的情況。