F9164-DZ200数据采集仪使用说明书V4.1.pdf

数据采集仪 F9164-DZ200 用户使用说明书 V4.1.0 厦门四信物联网科技有限公司 www.four-faith.com F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 文档修订记录 日期 版本 说明 作者 2022-06-20 V1.0 初版 李甜伟 2022-07-25 V2.0 新增雨量接口 李甜伟 2022-08-30 V3.0 供电电源参数、接口类 型修订 李甜伟 2023-03-07 V4.0 新增尺寸图 李甜伟 2023-06-15 V4.1 资料审查 李甜伟 孙珊瑜 钟超 陈明乐 林清香 www.four-faith.com 1 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 注：不同型号配件和接口可能存在差异，具体以实物为准。 www.four-faith.com 2 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 著作权声明 本文档所载的所有材料或内容受版权法的保护，所有版权由厦门四信拥有，但注明引用其他 方的内容除外。未经四信公司书面许可，任何人不得将本文档上的任何内容以任何方式进行 复制、经销、翻印、连接、传送等任何商业目的的使用，但对于非商业目的的、个人使用的 下载或打印（条件是不得修改，且须保留该材料中的版权说明或其他所有权的说明）除外。 商标声明 Four-Faith、四信、 、 、 均系厦门四信注册商标，未经事先书 面许可，任何人不得以任何方式使用四信名称及四信的商标、标记。 联系我们 地址: 福建省厦门市集美区诚毅大街软件园三期 370 号 A06 栋 11 层 网址: www.four-faith.com 热线: 400-8838-199 电话: 0592-6300320 6300321 邮编: 361021 邮箱: info@four-faith.com www.four-faith.com 3 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 目录 第一章 产品简介 ............................................................................................................ 5 1.1. 产品概述 .......................................................................................................... 5 1.2. 应用拓扑 .......................................................................................................... 5 1.3. 产品特点 .......................................................................................................... 5 1.4. 产品规格 .......................................................................................................... 6 第二章 安装说明 ............................................................................................................ 9 2.1. 概述 ................................................................................................................. 9 2.2. 开箱 ................................................................................................................. 9 2.3. 安装与电缆连接 ............................................................................................... 9 第三章 功能说明 ..........................................................................................................13 3.1. 工作模式 ........................................................................................................ 13 3.2. 定时采集预设置的传感器数据 ....................................................................... 13 3.3. 本地存储采集数据 ......................................................................................... 13 3.4. 远程查询实时数据 ......................................................................................... 14 3.5. 远程查询时段数据 ......................................................................................... 14 3.6. 电压上报功能 .................................................................................................14 3.7. 主备中心功能 .................................................................................................14 3.8. 远程管理 ........................................................................................................ 14 第四章 参数配置 ..........................................................................................................15 第五章 程序升级 ..........................................................................................................16 5.1. 本地升级 ........................................................................................................ 16 5.2. 远程升级 ........................................................................................................ 17 第六章 附录 ................................................................................................................. 20 www.four-faith.com 4 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 第一章 产品简介 1.1. 产品概述 F9164-DZ200 产品是集传统数据采集器与 3G/4G/以太网/LoRa/蓝牙/北斗短报文等多 种通信功能与一体的数据采集仪。具有振弦、RS232、RS485、以太网、雨量计等丰富的 物理接口，能自动采集并存储多种自然资源、桥梁、大坝、水利传感器的实时数据。产品设 计人性化，功能强大，可在各种环境下实现长期连续自动采集，并实时自动上报。 产品广泛应用于既有边坡、沉降、尾矿库、桥梁、大坝等建筑安全监测项目；同时适用 于水利、灌区信息化的水雨情、水质、流量、流速、压力监测等。 1.2. 应用拓扑 1.3. 产品特点 工业级设计  采用高性能工业级无线模块  采用高性能工业级 32 位通信处理器  支持低功耗模式，包括休眠模式、定时上下线模式  采用金属外壳保护等级 IP30，金属外壳和系统安全隔离，特别适合于户外现场的应用  宽电源输入,电源接口内置反相保护和过压保护 稳定可靠  WDT 看门狗设计，保证系统稳定  采用完备的防掉线机制 www.four-faith.com 5 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书    RS232/RS485 接口内置 15KV ESD 保护 SIM/UIM 卡接口内置 15KV ESD 保护 电源接口内置反相保护和过压保护 符合规约  《水文监测数据通信规约》  《水资源监测数据传输规约》  《地质灾害监测通讯技术要求（报批稿）》的 MQTT 协议  《标准 Modbus 协议》 主要功能  RS485、RS232、雨量计、振弦类传感器采集  定时数据采集、存储及上报、调整定时数据采集频率  可同时支持多种通讯方式  支持电源电压、太阳能充电状态、设备温度、信号强度等工况上报和查询  支持 LoRa 通信采集数据方式  支持 蓝牙 App 配置、实时数据查询等功能  支持图片抓拍功能、人工置数功能  支持铅酸电池和锂电池对设备供电  本地配置、查询、导出历史数据，远程校时、查询实时数据及历史数据 产品特色  一体化设计：集传统数据采集器与多种通信功能于一体的数据采集仪。  工业级设计：宽温设计，耐高低温，耐强电磁干扰，适用于各种恶劣的现场。采用完备 的系统保护机制和防掉线机制。  接口丰富、标准易用：提供 1 个 RS232 接口、1 个雨量计接口、1 个 RS485 接口、1 路可控电源输出，16 路振弦接口（4/8/16 可选）、1 个以太网接口、1 个 TF 卡接口。  大容量数据存储空间：提供 32MB 的内部 FLASH 和最高可达 64G 的外部 TF 卡数据存 储空间，可存储 10 年以上的采集数据。  多种通信方式：3G/4G/以太网/LoRa/蓝牙/北斗短报文等多种通信；  低功耗设计：支持多种工作模式（包括自报式、查询式、兼容式等），最大限度降低功 耗。  本地配置方式：支持通过手机端四信小助手 App、PC 端串口。  远程管理功能：支持远程参数配置（同时支持平台配置方式和短信串口配置方式） 、远 程程序升级。可提供设备设备运维管理平台，方便设备管理（可选）。 1.4. 产品规格 项目 内容 无线参数 无线模块 工业级无线模块 标准及频段 可 支 持 ： FDD-LTE 、 TD-LTE 、 CDMA2000 1xEV-DO 、 WCDMA 、 TD-SCDMA、CDMA1X、GPRS/EDGE 可选单模、多模或全网通讯 www.four-faith.com 6 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 项目 内容 理论带宽 FDD-LTE：下行速率 100Mbps，上行速率 50Mbps TD-LTE：下行速率 61Mbps，上行速率 18Mbps WCDMA：下行速率 42Mpbs，上行速率 5.76 Mbps TD-SCDMA：下行速率 4.2Mbps，上行速率 2.2Mbps CDMA2000 1xEV-DO Rev.A：下行速率 3.1Mbps，上行速率 1.8Mbps GPRS/EDGE：速率 171.2kbps/384kbps 发射功率 <24dBm 接收灵敏度 <-109dBm LoRa 参数 通信标准及频段 410 - 441MHz，1000KHz 步进，建议 433±5MHz，出厂默认 433.0， 可选 470-510 MHz 室内/市区通信距 离 1km 户外/视距通信距 离 3.5km 发射功率 100mW 通信理论带宽 6 级可调（0.3、1.2、2.4、4.8、9.6、19.2kbps） 灵敏度 ＜-140dBm BLE 参数 标准及频段 支持蓝牙 V4.2 标准 2.4GHz，ISM 频段 通信速率 8KB/S（Android）6KB/S（IOS） 发射功率 +7dBm 接收灵敏度 -92dBm at 0.1%BER 硬件系统 CPU 工业级 32 位通信处理器 FLASH 2MB SRAM 640KB SPI Flash 32MB Micro SD/TF 卡 64GB（可选） 接口类型 串口 1 个 RS232、1 个雨量计和 1 个 RS485 接口、4/8/16 路振弦接口，内置 15KV ESD 保护，串口参数如下： 数据位：7、8 位 停止位：1 位 校验：无校验、偶校验、奇校验、 串口速率：2400~115200bits/s 指示灯 具有“SYSTEM”指示灯, “ONLINE”指示灯, “CHARGE”指示灯 天线接口 蜂窝：1 个标准 SMA 阴头天线接口，特性阻抗 50Ω LoRa/GNSS：1 个标准 SMA 阴头天线接口，特性阻抗 50Ω BT：1 个标准 SMA 阴头天线接口，特性阻抗 50Ω SIM/UIM 卡接口 标准的抽屉式用户卡接口，支持 1.8V/3V SIM/UIM 卡，内置 15KV ESD www.four-faith.com 7 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 项目 内容 保护 电源接口 应用接口 3.5mm 间距端子接口，内置电源反相保护和过流保护 4/8/16 路振弦接口，5V 扫频脉冲 测量频率：400.000Hz-6000.000Hz 温度测量范围： -40.0°C～+80.0°C 1 个 10/100Mbps 以太网口（RJ45 插座）， 自适应 MDI/MDIX，内置 1.5KV 电磁隔离保护 1 路受控输出电源（1 路动态输出电源 12～14V/1A 内置过流保护） 供电 太阳能电源 电压范围：18-28VDC 电流范围：0-2A 标准电源 DC 12V/1.5A 供电范围 DC 12~14V 铅酸电池 最大充电电压：14.0V 最大充电电流：3.0A 内置锂电池 3.8AH@11.1V（可选） 最大充电电压：12.6V 最大充电电流：0.25A 功耗 工作电流 1 <50mA@12VDC 工作电流 2 <10mA@12VDC 静态值守电流 <3.5mA@12VDC 备注 工作电流 1 测试条件：设备接 1 路 RS485 水位计和标准翻斗雨量计，在连上数据中心上传 数据时的平均电流。 工作电流 2 测试条件：设备接 1 路 RS485 水位计和标准翻斗雨量计，做数据实时采集存储 不上报中心。 物理特性 外壳 金属外壳，保护等级 IP30 外形尺寸 182 *152 * 45mm (不包括天线) 重量 约 900g(不包括天线、安装件及包装) 其他参数 工作温度 -30～+70℃(-22～+158℉) 锂电池工作温度 -20～+60℃(-4～+140℉) 储存温度 -40～+85℃(-40～+185℉) 相对湿度 95%(无凝结) www.four-faith.com 8 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 第二章 安装说明 2.1. 概述 设备必须正确安装方可达到设计的功能，通常设备的安装必须在本公司认可合格的工程 师指导下进行。 注意事项：请不要带电安装设备。 2.2. 开箱 为了安全运输，设备通常需要合理的包装，当您开箱时请保管好包装材料，以便日后需 要转运时使用。 设备包括下列组成部分：  主机 1 台(根据用户订货情况包装)  车载天线(SMA 阳头) 3 根  航空插头(选配)  12VDC/1.5A 电源 1 个（选配）  RS232 三芯线 1 条（选配）  产品合格证与保修卡 1 张 2.3. 安装与电缆连接 外形尺寸： 设备封装在金属机壳内，可独立使用，底部有固定的孔位，采用导轨式安装，具体的尺 寸参见下图。（单位:mm） www.four-faith.com 9 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 图 2-1 设备尺寸图 天线及 SIM 卡安装： 设备天线接口为 SMA 阴头插座。将配套天线的 SMA 阳头旋到设备天线接口上，并确 保旋紧，以免影响信号质量。 安装或取出 SIM/UIM 卡时，先用尖状物轻轻顶住退卡钮（SIM/UIM 左侧的圆形小圆点）， SIM/UIM 卡套即可弹出。安装 SIM/UIM 卡时，先将 SIM/UIM 卡放入卡套，并确保 SIM/UIM 卡的金属接触面朝外，再将 SIM/UIM 卡套插入抽屉中，并确保插到位。 指示灯定义说明： 序号 功能分类 1 2 名称 默认功能 CHARGE 充电指示灯：充电常亮 ONLINE 模块工作状态指示灯 【灭】模块不在线或者不上网 【快闪】开始连接 【慢闪】连接网络中心 SYSTEM 系统电源指示灯： 【灭】待机状态熄灭 【闪烁】系统工作时闪烁 指示灯 3 接口信号定义说明： 前面板 信号定义： 序号 标识 1 2 定义 使用说明 接地螺丝 GND 接入机箱地 WAKE UP WAKE UP 休眠时，按此按钮超过 1 秒 即可唤醒 www.four-faith.com 图例 10 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 序号 标识 图例 定义 使用说明 0~11 路振弦传感器接口 3 双层接线 座 1：频率+ 2：频率3：屏蔽 4：温度+ 5：温度- 4 两 Pin 接 线座 -：GND +：正极 太阳能板接口 定义 使用说明 -：GND +：Power 直流电源或电池输入电压范 围：5V~36V OFF:关闭 ON:打开 设备主电源开关，关闭时仅 设备不工作；如果接入太阳 能板和电池，可以正常给电 池充电。 后面板 信号定义： 序 号 标识 1 电池输入 2 图例 电源开关 RS232-1 GND 雨量 3 RS485 1：频率+ 2：频率3：屏蔽 4：温度+ 5：温度- 4 5 Ethernet www.four-faith.com WLAN 11 R232-1：用于设备调试配置 GND：公共地 雨量：用于对接雨量传感器 RS485：用于对接传感器和 外接第三方通讯设备 12~15 路振弦传感器接口 RJ45 10M/100M 自 适 应 以 太网口 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 序 号 标识 图例 定义 使用说明 ANT: 4G 天线 LoRa/GNSS：自组网/定位 天线 BT:蓝牙天线 6 天线 ANT LoRa/GNS S BT 7 Micro SD&SIM/UI M Micro SD SIM/UIM www.four-faith.com 12 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 第三章 功能说明 主要有以下功能： ◆ 自报、查询、兼容 3 种工作模式 ◆ 定时采集预设置的传感器数据 ◆ 本地存储采集数据 ◆ 远程查询当前实时数据 ◆ 远程查询时段数据 ◆ 电压上报功能 ◆ App 配置、管理工具、串口工具、远程短信配置 ◆ 支持远程管理功能，并可以实现远程参数配置、远程升级 ◆ 支持主备中心，支持 GPRS，北斗短报文通信方式 3.1. 工作模式 传输模式应用有自报、查询、兼容 3 种工作模式。 a）自报工作模式 事件触发（被测要素值发生一定变化）时，遥测站主动发送数据； 定时触发时，遥测站应按规定的时间主动上报发送数据； 自报工作模式下数采仪在整点上报和预警加报时上线，完成数据传输后又自动下线。自 报主要应用于短时间通讯、长时间待机，因此在功耗上远远低于兼容式工作模式。自报模式 下 GPRS 通讯模块处于休眠状态，可以通过短信进行远程修改配置参数。 b）查询工作模式 中心站发出指令主要用于对遥测站进行数据查询、参数（状态）设置或设备控制； 遥测站应响应指令发送所查询的数据或状态、设置参数或执行控制设备指令并返回执行 结果。 c）兼容工作模式 表示同时包括查询和自报两种工作模式， 兼容式工作模式下数采仪一开机启动就会自动连接服务中心，并且一直保持在线； 如果出现网络故障数采仪设备就会自动重新连接。此模式下，监测管理平台可以进行召 测、抓拍等操作。 由于无线通信模块是一个比较耗电的单元，在自报模式下，数采仪只在小时报或加报报 时候才会上线，否则会关闭其电源。在兼容模式下则会一直保持在线，此时功耗会较高。 3.2. 定时采集预设置的传感器数据 支持最多 24 个通道配置，每个通道可配置成不同的硬件接口。传感器可以根据自身的 通信接口，进行配置。目前支持 RS485、振弦通信、雨量计接口。每个通道可以配置预警 阈值，上报间隔，报警关联等参数。 根据上报间隔进行定时采集传感器数据，并根据相关协议上报至管理服务中心。 3.3. 本地存储采集数据 数采仪会将所有采集数据都记录到本地固态存储器中，按照目前的数据格式，至少 可以存储十年的历史数据。 历史数据可以通过数采仪配置管理工具本地下载查看，需要 PC 通过配置 RS232 串口 接入数采仪设备，然后通过配置软件将数据读取出来，作为 Excel 表格文件保存到 PC 中， www.four-faith.com 13 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 以并查看详细的雨量、水位历史数据。 对于其他要素存储，可通过通道配置选项，来确定相应要素是否存储。 3.4. 远程查询实时数据 远程查询功能可用于查询和兼容的工作模式下。 在兼容模式下，数采仪将一直保持 GPRS 在线。这样，管理服务中心平台就可以在必 要的时候选择对某个数采仪进行召测。 在查询模式下，数采仪可以接收平台召测命令，然后通过 GPRS 上线将数据上报给监 测平台。 当管理服务中心平台发送召测指令时，RT 将会马上将当前实时数据发送给管理服务中 心平台。 3.5. 远程查询时段数据 远程查询时段数据的作用主要是查询终端的某个时段数据。 3.6. 电压上报功能 由于数采仪一般情况下是由蓄电池供电的，当电池老化后会出现电压下降的问题，导致 设备不能正常工作。数采仪可以读取输入电源的电压值，并在每次的传输中都将该值发送给 管理平台。 以并当电池的电压下降达到过低时，专业人员现场检查前方的充电装置和蓄电池是否正 常，如果不正常，需及时进行处理。 3.7. 主备中心功能 最多支持四个中心，每个中心都可配置备份中心。当主中心连接不上时，则连接备份中 心。主中心一旦连接上，则会断开备份中心。 3.8. 远程管理 数采仪的远程管理功能是通过其配套的设备运维管理平台来实现的。 设备运维管理平台可以实现数据接收、终端参数管理、程序升级功能。 数采仪支持扩展协议的远程参数设置，具体设置请参考设备运维管理平台“参数配置”。 数采仪可以远程升级应用程序，支持 TCP 与 UDP 方式。首先把需要升级的应用软件 （版本号要高于当前的软件版本号）放在中心软件的安装目录下。其次需要配置远程升级的 参数（需要升级的应用软件所在的服务器的 IP 与端口号） ，支持扩展协议配置与短信配置。 具体参数配置请参考程序升级的“远程升级”。 www.four-faith.com 14 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 第四章 参数配置 要让设备正常工作，必须对其进行正确的参数配置。数采仪参数支持四信小助手、配置 工具软件、远程平台配置。以下分别对这些配置做详细说明。 参数配置方式介绍 要让设备正常工作，必须对其进行正确的参数配置，参数配置方式有三种： 四信小助手App App 通过蓝牙接入数采仪遥测终端机设备，通过简单易上手的 APP 对设备进行参数设 置，日志抓取、历史数据提取等功能。  配置工具软件 该软件通过RS232串口与数采仪设备连接，从而通过直观的界面化操作完成对数采仪设 备的参数配置、历史数据提取等功能。   远程平台配置 用户通过平台上“参数设置”功能模块，对需要配置参数的数采仪设备进行远程平台配置。 www.four-faith.com 15 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 第五章 程序升级 5.1. 本地升级 5.1.1.串口升级 用出厂提供的 RS232 串口线或者 RS232-485 转换线把 DTU 和用于升级的 PC 连接起 来，暂时不要给 DTU 上电 步骤 1.打开四信 DTU 软件下载工具“DtuDownload.exe” 步骤 2. OPEN 打开数采仪设备对应的串口和点击“Load”选择需要升级的程序 BIN 文件，点 击“DOWN”功能按钮，下载文件并升级，提示下图界面，表示升级准备好了。 步骤 3. 数采仪设备重新上电，程序开始升级 步骤 4. 数采仪程序升级完成后，提示如下图所示，说明程序烧写成功 www.four-faith.com 16 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 程序升级成功之后就可以对数采仪设备进行所需要的参数配置 步骤 5. 数采仪程序升级完成后，再次点击“Download”，可进入下一台设备的升级准备 5.1.2.TF 卡升级 步骤 1. 设备关机； 步骤 2. 将 app 的 bin 文件改名为 “appupdate.bin”放到 TF 卡根目录下； 步骤 3. 插入 TF 卡； 步骤 4. 设备重新上电；（只要版本不同就会自动进行升级） 5.2. 远程升级 需要远程升级时，请先本公司联系，获得升级软件版本号以及升级软件所在服务器的地 址。 步骤 1. 将要升级的程序和远程升级软件放在同一个文件夹下 步骤 2. 打开升级中心软件，端口设置为 5531 步骤 3. 点击“启动服务”功能按钮 www.four-faith.com 17 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 步骤 4. 登录水文监测管理平台，鼠标移动到要升级的数采仪设备，点击右键，跳出指令操 作界面，选择“远程升级”.填写远程升级软件所在的服务器 IP 地址、端口和程序版本； 如果设备装配的 SIM 卡支持短信也可以通过给设备发送升级指令进行升级； 短信格式为： AT+UPDATE=En,IpAddr,Port,PortType,FileName[,LAN] En:升级功能开关，0 关闭当前升级；1 启动升级； IpAddr:升级服务器的 IP 地址或域名； Port:服务端口号； PortType:端口类型，支持 TCP 和 UDP； FileName:升级的文件名，一般是.bin 文件； LAN:如果设备使用以太网接入网络需要此参数，如果使用 GPRS 模块就不需要填写此 参数； 例： AT+UPDATE=1,218.85.131.36,5461,TCP,F9164-A.bin 步骤 5. 需要升级的设备自动连接到远程升级软件所在的服务器和端口，程序开始远程升 级 www.four-faith.com 18 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 步骤 6. 升级未完成时，设备重启后再次连接到升级中心，断点续传，直到完成升级。提示 升级结束。升级完成后，设备再次连接到水文监测平台。 www.four-faith.com 19 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 第六章 附录 超级终端 用户通过扩展 AT 命令（以下简称 AT 命令）的方式进行配置和管理：在这种配置方式 下，用户只需要有串口通信的程序就可以配置设备的所有的参数，比如 WINDOWS 下的超 级终端，LINUX 下的 minicom,putty 等，或者直接由用户的单片机系统对设备进行配置。在 运用扩展 AT 命令对设备进行配置前需要让设备进入配置状态，其步骤请参考附录 下面以 WINDOWS 的超级终端为例，说明使设备进入配置状态的步骤。 1.点击 “开始””程序””附件””通讯””超级终端” 2.输入连接名，选择 ”确定” 3.选择连接到设备所采用的实际物理串口，选择”确定” 4. 如下图配置超级终端，并选择 “确定”。 通信速率：115200 数据位：8 奇偶校验：无 停止位：1 数据流控: 无 www.four-faith.com 20 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 5. 此时超级终端正常运行起来了。 6．重新给设备上电，并一直按住键盘的‘s’键，直到设备进入配置状态。 www.four-faith.com 21 Copyright @ Four-Faith 2021 F9164-DZ200 数据采集仪使用说明书 至此，设备已经成功进入配置状态，可以用扩展 AT 命令对设备进行参数配置了。 注：每条扩展 AT 命令都应以回车符做为结束。 www.four-faith.com 22 Copyright @ Four-Faith 2021