水文测控终端
2014-01-23 13:54:25 来源：金华轩
*章 产品简介
1.1、产品概述
HY.YDJ-3 水文测控终端是潍坊金水华禹信息有限公司针对水文遥测、水情监测、水资源监控、水库自动化监测应用专门开发的新型遥控终端设备。它以高性能低功耗微处理器为核心，具有多种传感器接口和通信通道，能与翻斗式雨量计、水位计、热敏电阻、蓄电池、太阳能电源板、天线等设备组成一套完整的水文遥测站，它能自动完成水位、雨量、电池电压、温度等水利水文相关数据的采集、存储、显示，并通过串口、GSM 短信息、GPRS 网络等通道与监测中心进行远程通信。
HY.YDJ-3水文测控终端严格遵守中华人民共和国行业标准：《水文自动测报系统设备遥测终端机行业规范（SL/T 180-1996）》，符合水利部相关技术要求规范，采用高可靠性、低功耗、一体化的设计原则，特别适合在野外进行水文数据的实时采集、处理和传输。广泛应用于河道、水库、湖泊、泵站、闸门、城市防洪涝等水利工程设施，实时监测水位、雨量、风速风向、温度等水利关键信息。可用于组建山洪灾害实时预警监测系统、中小河流治理监测系统、水资源管理等。
1.2、安装尺寸 1.3、接口说明
1.4、产品功能
实时采集水位、雨量、电池电压等参数，可设定 1、5、10、30、60 分钟定时存储功能 ；
Ø 终端支持实时在线、低功耗和休眠三种工作模式； Ø
可设置定时自动上报功能；
可设定水位、雨量差量自动上报功能可设定水位越限自动上报功能；
Ø 支持远程即时数据召测和历史数据读取； Ø
可远控控制终端继电器输出状态 ；
Ø 电池电压上报功能；
GPRS 数据通讯、短信备份；
两种方式实现本地配置，一种是PC通过串口连接实现快速配置，一种是通过当地控制器手动操作 ；
支持远程管理功能，可以实现远程参数配置。
1.5、技术参数
|
模拟量输入 |
|
信号类型 |
4～20mA 或 0～5V |
|
分辨率 |
12bit |
|
输入通道 |
4 |
|
输入隔离 |
300VDC |
|
温度监控 |
|
信号类型 |
热敏电阻 |
|
精度 |
0.5 |
|
电压监控 |
|
信号类型 |
6～35VDC |
|
精度 |
1% |
|
开关量输入 |
|
脉冲输入 |
2 |
|
光电隔离 |
有 |
|
脉冲计数 |
有 |
|
开关量输出 |
|
继电器输出 |
1 路干接点（常开常闭） |
|
触点电流 |
>10A/220VAC |
|
断电记忆 |
有 |
|
存储记忆 |
|
存储方式 |
2M BYTE FLASH |
|
时钟 |
|
工业时钟 |
有 |
|
串行通讯接口 |
|
接口类型 |
RS232 或 RS485 |
|
通信速率 |
1200～115200BPS |
|
通信协议 |
Modbus-RTU |
|
无线通信接口 |
|
GSM/短消息 |
备用 |
|
GPRS/TCPIP |
有 |
|
通信协议 |
Modbus-RTU |
|
工作环境 |
|
工作温度 |
-20℃～+60℃ |
|
限定温度 |
-25℃～+70℃ |
|
湿度范围 |
0～95%，非冷凝 |
|
供电电源 |
|
输入电压 |
6～35VDC |
|
待机功耗 |
GPRS 开机 32mA@12VDC |
|
待机功耗 |
GPRS 关机 22mA@12VDC |
|
休眠模式 |
3mA@12VDC |
|
机械尺寸 |
|
长 x 宽 x 高 |
160x103x28mm（不含接口） |
第二章 功能说明
2.1、定时数据采集、存储
HY.YDJ-3水文测控终端内置2M的FLASH 存储器，可以设置 1、5、10、30、60 分钟为时钟周期采集水位、雨量、电池电压、电池温度等数据 并存储。前置机可以根据需要读取历史数据。例如设置 10 分钟为周期时，终端将在每个小时的整 10 分即 0、10、20、30、40、50 分钟时间点采集并存储数据。终端*多可以采集存储5万个历史数据，当终端的定时存储周期设置为 60 分钟时，终端可以存储长达 2000 天的数据。
2.2、即时召测当前水位、雨量等数据
即时招测功能只用于实时在线工作模式下，在此模式下，HY.YDJ-3水文测控终端将一直保持 GPRS 在线，保持与前置机的通讯链路，前置机就可以在必要的时候对终端进行招测。当前置机发送招测命令时，HY.YDJ-3水文测控终端将会马上将当前的累计雨量、当前水位值以及其他的参数发送给前置机。当 HY.YDJ-3水文测控终端不在线时不能进行招测。
2.3、定时上报当前水位、雨量等数据
HY.YDJ-3水文测控终端可以设置一个固定的时间间隔进行数据上报，如设置为5分钟，那么HY.YDJ-3水文测控终端每5分钟采集一次数 据并主动上报数据给前置机，定时上报模式可以工作在实时在线和低功耗 模式。当终端工作于低功耗模式时，定时上报周期到时，终端将先采集水位、雨量等数据，然后开启 GPRS 网络，连接前置机并上报数据，数据上报成功后，终端自动断开 GPRS 网络，进入低功耗模式。
2.4、水位越限主动上报功能
HY.YDJ-3水文测控终端可以设置水位越限值，当实时水位超出设置的越限值时，终端将主动上报当前的数据。
2.5、水位、雨量差量上报功能
HY.YDJ-3水文测控终端可以设置水位、雨量的差量变化报警值，当水位或雨量变化达到预设差量时终端将主动上报当前的数据。
2.6、电池电压、温度上报功能
HY.YDJ-3水文测控终端可以采集电池的电压和电池温度（需要外接 温度传感器）并上报。即时招测功能只用于实时在线工作模式下，在此模式下，HY.YDJ-3水文测控终端将一直保持 GPRS 在线，保持与前置机的通讯链路，前置机就可以在必要的时候对终端进行招测。当前置机发送招测命令时，HY.YDJ-3水文测控终端将会马上将当前的累计雨量、当前水位值以及其他的参数发送给前置机。当 HY.YDJ-3水文测控终端不在线时不能进行招测。
2.7、当地控制器连接
HY.YDJ-3水文测控终端可以选配当地控制器装置，当地控制通过RS232 接口与终端连接，可以显示雨量、水位、电压、温度、信号强度等值，同时利用当地控制的显示和按键还可以实现对终端的参数配置。
2.8、远程管理
HY.YDJ-3水文测控终端具备远程参数修改功能，可以同GPRS在线模式修改终端的各种参数。
第三章 通信协议
HY.YDJ-3水文测控终端采用标准的 Modbus RTU 通信协议，用户通过
串口或 GPRS 网络均可以实现对终端的数据采集和控制。详细地址表如下：
Relay 地址:
|
地址 |
功能码 |
说明 |
|
00001 |
01、05、0F |
继电器输出 1 |
|
00002 |
01、05、0F |
继电器输出 2 |
开关量输入地址:
|
地址 |
功能码 |
说明 |
|
10001 |
02 |
开关量输入 1 |
|
10002 |
02 |
开关量输入 2 |
|
10003 |
02 |
开关量输入 3 |
|
10004 |
02 |
开关量输入 4 |
输入寄存器:
|
地址 |
功能码 |
说明 |
|
30001 |
04 |
1-16 路继电器输出状态 |
|
30002 |
04 |
1-16 路开关量输入电平状态 |
|
30003 |
04 |
*路 DI 脉冲累积 |
|
30004 |
04 |
第二路 DI 脉冲累积 |
|
30005 |
04 |
模拟输入 1 |
|
30006 |
04 |
模拟输入 2 |
|
30007 |
04 |
模拟输入 3 |
|
30008 |
04 |
模拟输入 4 |
|
30009 |
04 |
温度 1(实际度数 X10) |
|
30010 |
04 |
温度 2(实际度数 X10) |
|
30011 |
04 |
电源电压(单位 mv) |
保持寄存器
|
地址 |
功能码 |
说明 |
|
40001 |
03、10 |
年 |
|
40002 |
03、10 |
月 |
|
40003 |
03、10 |
日 |
|
40004 |
03、10 |
时 |
|
40005 |
03、10 |
分 |
|
40006 |
03、10 |
秒 |
注：通信协议取后面四位数，且由零起算，例如：于文件上Relay Address为10001，其通信协议内转换的Address 为0000。
3.1、输入寄存器操作
3.1.1、读取输入寄存器
功能码：04H
类 型：I/O 整型
Master 发送
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
地址 |
04H |
起始寄存器高字节 |
起始寄存器低字节 |
寄存器数高字节 |
寄存器数低字节 |
CRC低字节 |
CRC高字节 |
Slave 正常响应：
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
… |
… |
M+1 |
M+2 |
|
地址 |
01H |
字节总数 |
寄存器字节Coi08—Coi01 |
寄存器字节Coi16—Coi09 |
… |
… |
CRC低字节 |
CRC高字节 |
例：主机要读取 30002-30004 地址的输入寄存器内容
【Query Message】01 04 00 01 00 03 e1 cb
【Response Message】01 04 06 45 67 89 ab cd ef 15 6e
0x0002 地址内容：0x4567；0x0003 地址内容：0x89AB； 0x0004 地址内容：0xCDEF
主机要读取 30001-30011 地址输入寄存器内容（全通道数据采集）
【Query Message】01 04 00 00 00 0B B1 CD
【Response Message】01 04 16 00 00 00 02 00 11 00 21 00 00 01 EA 00 00 00 00 01 05 01 05 23 83 FD D9
数据解析：
|
数据 |
01 |
04 |
16 |
00 00 |
00 02 |
00 11 |
00 21 |
|
解析 |
地址码 |
功能码 |
字节数 |
继电器输出状态 |
开关量输入状态 |
*路脉冲累计：17 |
第二路脉冲累计：33 |
|
数据 |
00 00 |
01 EA |
00 00 |
00 00 |
01 05 |
01 05 |
23 83 |
|
解析 |
*路模拟量：0 |
第二路模拟量：490 |
第三路模拟量：0 |
第四路模拟量：0 |
*路温度：26.1℃ |
第二路温度：26.1℃ |
输入电压：9.091V |
|
数据 |
FD D9 |
|
|
|
|
|
|
|
解析 |
CRC |
|
|
|
|
|
|
3.2.2、设置保存寄存器(设置实时时钟，校时)
功能码：10H
类 型：I/O 整型
Master 发送：
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8-（8+n-1） |
8+n |
9+n |
|
地址 |
10H |
起始寄存器高字节 |
起始寄存器低字节 |
寄存器数数量 |
数据字节数n |
数据
|
CRC低字节 |
CRC高字节 |
Slave 正常响应：
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
地址 |
10H |
起始寄存器高字节 |
起始寄存器低字节 |
寄存器数量 |
CRC低字节 |
CRC高字节 |
以 Query Message 前面 6 bytes 作为 Response Message 回传。
例：
l设置当前时钟为 2012-04-24 13:28:50
【Query Message】01 10 00 00 00 06 0c 07 dc 00 04 00 18 00 0d 00
1c 00 32 AF 9C
【Response Message】01 10 00 00 00 06 40 0B
数据说明：
|
07 dc |
2012 年 |
|
00 04 |
04 月 |
|
00 18 |
24 日 |
|
00 0D |
13 点 |
|
00 1C |
28 分 |
|
00 32 |
50 秒 |
3.3、继电器操作
3.3.1、读取继电器当前状态
功能码：01H
类 型：I/O 离散
地 址：Modbus 规定 Relay Address 由 00001 开始。但是通信协议内取
后面四位数，且由零起算，例如：于文件上 Relay Address 为 00001，其
通信协议内转换的 Address 为 0000。
Master 发送：
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
地址 |
01H |
起始寄存器高字节 |
起始寄存器低字节 |
线圈数高字节 |
线圈数低字节 |
|
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