F-LL100雷達式水位流速傳感器
1、概述
雷達流量計F-LL100是一款基于微波技術的全自動流量計和RTU采集通訊功能，將雷達液位計和流速的采集數值與水動力模型流量算法結合，實現斷面流量及累計流量計算，實現水體水位、流速測量，流量計量，RTU采集、存儲、傳輸與2G/3G/4G/LoRa等通信功能，廣泛適用于現有水利水文項目的流速監測，流量監測等。
2、產品特點
遵循標準
? SLT 180-2015水文自動測報系統設備遙測終端機
? SLT 102-1995 水文自動測報系統設備基本技術條件
? SL61-2003 水文自動測報系統技術規范
? SZY203-2016 水資源監測設備技術要求
? SZY205-2016 水資源監測設備質量檢驗
符合規約
◆《水文監測數據通信規約》
◆《水資源監測數據傳輸規約》
主要功能
? 雷達水位、流速精準測量，完善流速計量算法
? 支持水文、水資源協議上報
? 支持RTU功能，可采集、控制、聯動第三方傳感設備
? 支持2G/3G/4G/NB-IOT/LoRa等多種通信方式
? 本地存儲水位、流速、流量和其他數據
? 實現對電源電壓、設備狀態的自檢，分析計量故障等信息，及時發現計量異常
? 低功耗設計，待機功耗低于1mA
? 支持遠程升級功能
? IP67防護等級，體積小巧、安裝方便
? 支持藍牙配置、查詢和調試（可選）
穩定可靠
? 內置看門狗，保證系統長時間穩定運行
? 采用完備的防掉線機制，保證終端永遠在線
? RS232/RS485 接口內置15KV ESD 保護
? SIM/UIM卡接口內置15KV ESD 保護
? 電源接口內置反相保護和過壓保護
? 寬電壓輸入（DC7~36V）
? 寬溫設計（-35～75℃）
? 采用航空頭接口，緊固不脫落
? IP67防護等級，防腐蝕
? 防雷保護
標準易用
? 陣列天線，體積小，重量輕，安裝方便
? 采用標準接口，特別適合于工業現場應用
? 方便的系統配置和維護接口
? 支持串口和遠程軟件升級
? 提供2個485通訊接口、1個RS232調試接口、1路4~20mA電流信號輸出接口、1路模擬量輸入接口、1路開關量輸入接口、1路雨量計接口及1路受控電源輸出接口。
? 支持串口和遠程軟件升級
? 支持設備狀態自動上報功能
產品特點
◆一體化設計：集雷達流量計與遙測RTU為一體，實現液位、流速精準測量，支持水文/水資源數據的采集、存儲、顯示、控制、報警及上報等功能。
◆工業級設計：寬溫設計，耐高低溫，耐強電磁干擾。適用于各種惡劣的現場。采用完備的系統保護機制和防掉線機制，保證終端永遠在線。
◆接口豐富、標準易用：提供2個485通訊接口、1個RS232調試接口、1路4~20mA電流信號輸出接口、1路模擬量輸入接口、1路開關量輸入接口、1路雨量計接口及1路受控電源輸出接口。
◆大容量數據存儲空間：提供16MB的內部FLASH，可存儲10年以上的采集數據。
◆多種通信方式：GPRS/CDMA/3G/4G /LoRa/NB-IoT為主傳輸通道、短信為備份傳輸通道；可選北斗、衛星、PSTN、超短波、微波、ZigBee等通信方式。
◆低功耗設計：支持多種工作模式（包括自報式、查詢式、兼容式等），限度降低功耗。
◆本地配置方式：手機藍牙APP和串口配置方式。
◆遠程管理功能：支持遠程參數配置（同時支持平臺配置方式和短信配置方式）、遠程程序升級。提供功能強大的中心管理軟件，方便設備管理（可選）。
3、技術參數
工作參數
項 目 | 內 容 |
供電電壓 | DC7~36V |
電流（12V輸入） | 自報模式：待機<1mA, 工作功耗<100mA 兼容模式: 工作功耗<100mA |
工作溫度 | -35℃～75℃ |
存儲溫度 | -40℃～80℃ |
濕度 | 95% RH 無凝露狀態 |
保護等級 | IP67，防腐蝕 |
通信方式 | RS-232、RS485、4～20mA(可選)，2G/3G/4G,BT,LoRa(可選) |
測量參數
項 目 | 內 容 | |
水位指標 | ||
測距量程 | 30m | |
測距精度 | ±2mm | |
測距分辨力 | 1mm | |
盲區 | 50cm | |
雷達頻率 | 24GHz | |
雷達波擴散角 | 5° | |
流速指標 | ||
測速范圍 | 0.2-18m/s | |
測速精度 | ±0.05m/s | |
測速分辨力 | 1mm/s | |
雷達頻率 | 24GHz | |
俯仰角范圍 | 30～60° | |
角度精度 | ±1° | |
角度分辨率 | 0.1° | |
雷達擴散波束角 | 12° | |
4G模塊參數
項 目 | 內 容 |
標準及頻段 | LTE FDD: B1, B3, B5, B8 LTE TDD: B38, B39, B40, B41 TD-SCDMA: B34, B39 UMTS: B1, B8 EV-DO: BC0 CDMA 1x: BC0 GSM/GPRS/EDGE: 900/1800 MHz |
無線速率 | GPRS：Max 85.6Kbps(DL) / Max 85.6Kbps(UL) CDMA：Max 3.1Mbps(DL)/Max 1.8Mbps(UL) WCDMA：DC-HSPA+，Max 42Mbps(DL)/Max 5.76Mbps(UL) TD-SCDMA：Max 4.2Mbps(DL)/Max 2.2Mbps(UL) FDD-LTE：non-CA cat4, Max 150Mbps(DL)/Max 50Mbps(UL) TDD-LTE：non-CA cat4 ,Max 130Mbps(DL)/Max 35Mbps(UL) |
功率等級 | GSM850：+33dBm (Power Class 4) EGSM900：+33dBm (Power Class 4) DCS1800：+30dBm (Power Class 1) PCS1900：+30dBm (Power Class 1) EDGE 850MHz：+27dBm (Power Class E2) EDGE 900MHz：+27dBm (Power Class E2) EDGE1800MHz：+26dBm (Power Class E2) EDGE1900MHz：+26dBm (Power Class E2) TD-SCDMA：+23dBm (Power Class 3) CDMA 1X/EVDO：+23dBm (Power Class 3) UMTS：+23dBm (Power Class 3) LTE：+23dBm(Power Class 3) |
接收靈敏度 | <-109dBm |
BT參數
項 目 | 內 容 |
工作頻段 | 2.4GHz，ISM頻段 |
藍牙版本 | 藍牙V4.2 |
通信速率 | 8KB/S（Android） 6KB/S（IOS） |
發射功率 | 7dBm |
接收靈敏度 | -92dB at 0.1% BER |
LORA參數
項 目 | 內 容 |
標準及頻段 | 支持433/470/780/868/915MHz |
通信距離 | ? 室內/市區通信距離:1km ? 戶外/視距通信距離:3.5km |
發射功率 | 20dBm(100mW) |
接收靈敏度 | <-140dBm |
通信理論帶寬 | 6級可調（0.3、0.6、1.0、1.8、3.1、5.5Kbps） |
信道 | 32 |
串口緩存 | 4K Bytes |
硬件參數
項 目 | 內 容 |
CPU | 工業級32位通信處理器 |
FLASH | 512KB |
SRAM | 256KB |
SPI FLASH | 16MB |
接口類型
項 目 | 內 容 |
串口 | 串口參數如下： ? 數據位： 8位 ? 停止位：1位 ? 校驗：無校驗 ?波特率：2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200bps |
天線接口 | 標準 SMA 陰頭天線接口，特性阻抗 50 歐 |
SIM/UIM卡接口 | 標準的抽屜式用戶卡接口，可自適應1.8V和3V SIM/UIM卡 |
應用接口 | 2路RS485通訊接口，內置15KV ESD保護 |
1路RS232調試接口，內置15KV ESD保護 | |
1路4-20mA電流信號輸出（可選） | |
1路受控電源輸出接口（與輸入電源電壓一致） | |
1 路雨量計接口 | |
1路模擬量輸入接口（支持 4-20mA 電流信號輸入，可選 0-5V 電壓信號輸入） | |
1路開關量輸入接口 邏輯 0：濕節點（0-3VDC）或干節點導通 邏輯 1：濕節點（5-30VDC）或干節點斷開 |
外觀參數
項 目 | 內 容 |
液位計尺寸 | 115mm(L)*115mm(W)*59mm(H) |
支架尺寸 | 120mm(L)*55mm(W)*92mm(H) |
重量 | 約1Kg |
外殼材料 | 鋁合金 |
4、安裝
設備必須正確安裝方可達到設計的功能，通常設備的安裝必須在本公司認可合格的工程師指導下進行。
開箱：為了安全運輸，設備通常需要合理的包裝，當您開箱時請保管好包裝材料，以便日后需要轉運時使用。
設備包括下列組成部分：
? 設備主機 1臺
? 支架1個，半圓頭螺絲8個（帶彈墊和平墊）
? 使用說明書光盤 1張
? 5米航空插頭連接線2條
? 4G天線1根
? LoRa天線1根（選配）
? 保修卡
? 合格證（選配）
? 外形尺寸：
? 設備封裝在金屬機殼內，兩側有4個定孔位，方便用戶調整角度，支架上邊開了兩個橢圓形槽，可使用U型螺栓固定設備，具體的尺寸參見下圖。（單位:mm）
天線及SIM 卡安裝：
設備天線接口為SMA陰頭插座。將配套天線的SMA陽頭旋到設備天線接口上，并確
保旋緊，以免影響信號質量。
安裝或取出SIM/UIM 卡時，先用尖狀物輕輕頂住退卡鈕（SIM/UIM 左側的圓形小圓點），
SIM/UIM 卡套即可彈出。安裝SIM/UIM 卡時，先將SIM/UIM 卡放入卡套，并確保SIM/UIM
卡的金屬接觸面朝外，再將SIM/UIM 卡套插入抽屜中，并確保插到位。
接口信號定義說明：
COM1航空接頭
顏 色 | 定 義 | |
| 紅色 | 電源正極 |
| 黑色 | 電源地 |
| 綠色 | 4~20mA電流信號輸出 |
| 黃色 | GND |
| 白色 | RS232-TXD |
| 棕色 | RS232-RXD |
| 藍色 | GND |
| 橙色 | RS485-B(-) |
| 灰色 | RS485-A(+) |
COM2航空接頭
顏 色 | 定 義 | |
| 紅色 | 受控電源正極 |
| 黑色 | 受控電源地 |
| 綠色 | 模擬量輸入接口,支持 4-20mA 電流信號輸入，可選 0-5V 電壓信號輸入 |
| 黃色 | 模擬信號地 |
| 白色 | 1路開關量輸入接口 邏輯0：濕節點 0-3VDC，或干節點導通 邏輯1：濕節點 5-30VDC，或干節點斷開 |
| 棕色 | 數字信號地 |
| 藍色 | 雨量計接口 |
| 橙色 | RS485-B(-) |
| 灰色 | RS485-A(+) |
天線接口
定 義 | 說 明 |
ANT | LORA/BT模塊天線 |
4G/NB | 4G/NB模塊天線 |
5、RTU功能
通信功能
支持GPRS、短消息兩種通訊方式；GPRS最多支持4個中心。
工作模式
支持兼容、自報兩種工作模式式；自報模式又分為地下水自報與水文自報兩種：
a）自報工作模式
事件觸發（被測要素值發生一定變化）時，遙測站主動發送數據；
定時觸發時，遙測站應按規定的時間主動上報發送數據；地下水自報：每4小時采集一次數據并存儲，每天早上8點發送一次；水文自報：跟據設定的時間間隔采集、存儲、上報數據。
自報工作模式下RTU在整點上報和預警加報時上線，完成數據傳輸后又自動下線。自報主要應用于短時間通訊、長時間待機，因此在功耗上遠遠低于兼容式工作模式。自報模式下GPRS通訊模塊處于休眠狀態，可以通過短信進行遠程修改配置參數。
b）兼容工作模式
表示同時包括查詢和自報兩種工作模式。
兼容式工作模式下RTU一開機啟動就會自動連接服務中心，并且一直保持在線；
如果出現網絡故障RTU設備就會自動重新連接。此模式下，地下水監測管理平臺可以進行召測等操作。
由于無線通信模塊是一個比較耗電的單元，在自報模式下，RTU只在小時報或加報報時候才會上線，否則會關閉其電源。在兼容模式下則會一直保持在線，此時功耗會較高。
采集功能
RTU目前支持RS485傳感器、模擬量信號傳感器的數據采集。
定時采集方式即從整點時刻開始按設置的時間采集并記錄數據，主要報括水位、水溫、電源電壓、流量計、壓力變送器等數據。
設備管理
設備管理包括終端參數管理、程序升級、校時、歷史數據查詢等。管理方法括本地串口，WIFI、LoRa連接（可選，兩選一）和遠程連接等方法。
對外供電
設備可對外提供直流電源，為傳感器供電。
遠程管理
RTU的遠程管理功能是通過其配套的水利監測管理平臺來實現的。
水利監測管理平臺可以實現數據接收、終端參數管理、程序升級、校時、歷史數據
查詢、召測、電壓告警、短信接收等功能。
RTU支持擴展協議的遠程參數設置，具體設置請參考水文監測管理平臺“參數配置”。
RTU可以遠程升級應用程序，支持TCP與UDP方式，首先把需要升級的應用軟件（版本號要高于當前的軟件版本號）放在中心軟件的安裝目錄下，其次需要配置遠程升級的參數（需要升級的應用軟件所在的服務器的IP與端口號），支持擴展協議配置與短信配置。
具體參數配置請參考程序升級的“遠程升級”。
報警功能
當采集值達到設定的加報條件后，RTU會按設置的報警時間間隔上報給地下水監測管理平臺。
本地存儲采集數據
RTU會將所有數據都記錄到本地固態存儲器中，按照目前的數據格式，至少可以存儲10萬條以上數據。
歷史數據可以通過RTU配置管理工具本地下載查看 ，需要PC通過配置RS232串口接入RTU設備，然后通過配置軟件將數據讀取出來，作為Excel表格文件保存到PC中，以并查看詳細的雨量、水位歷史數據。
6、參數配置
RTU參數支持本地觸摸屏、藍牙配置(選配)、配置工具軟件、遠程平臺與短信配置。以下分別對這些配置做詳細說明。
參數配置方式介紹
要讓設備正常工作，必須對其進行正確的參數配置，參數配置方式有四種：
? 配置工具軟件
該軟件通過RS232串口與RTU設備連接，從而通過直觀的界面化操作完成對RTU設備的參數配置、歷史數據提取等功能。
? 遠程平臺配置
用戶通過平臺上“參數設置”功能模塊，對需要配置參數的RTU設備進行遠程平臺配置。
? 短信密碼配置
用戶通過手機給設備發送短信信息，到設備對應的SIM卡，短信內容要按正確的格式填寫發送，設備成功接收短信后，更改配置參數。
如果配置命令超過140個字符，請分成多條短信下發（即不支持長短信）。
短信AT命令時，配置參數里不能含有分號（即;號）。
短信配置格式如下
<密碼;命令1;命令2>
密碼：與4.2.8其他配置參數中的短信配置密碼一致，這條短信配置參數才生效。
命令：對應的AT命令去掉AT+余下的命令，就是短信配置參數的命令。多個命令用分號隔開。
例子：<123456;IPAD=120.42.46.98;PORT=5007>
說明：密碼123456, 設置地址為120.42.46.98 端口5007
短信AT命令配置參數應答如下:
設置成功：會回復一條短信提示設置成功，短信內容為：cmd（對應設置命令）:設置成功。
設置失敗：會回復一條短信提示設置失敗，短信內容為：cmd（對應設置命令）:設置失敗。
無此設置命令：不會回復短信。
? 雷達參數配置
流量雷達：如下圖，需配置流量基值和液位量程。
? 
注：配置工具詳細使用說明請見附件《F9164系列遙測終端配置工具使用說明書》
