远程采集终端数据采集终端数据采集器原理.docx

1 产品介绍1.1 概述WJ-3000S 远程采集终端(以下简称WJ-3000S)是一种微功耗、多功能、适合于恶劣环境下的数据采集设备，它有强大的数据采集和数据通信能力，是集数据采集、通信、远程管理等功能于一体的遥测遥控数字终端设备。WJ-3000S采用物联网设计思想，其数据可以做到云存储和云分享。通过WJ-3000S可以使传感器快速的接入Internet网络。1.2 产品特点WJ-3000S远程采集终端是物联网高速发展的产物，解决了原有的采集终端体积庞大、采集数据单一、实时性差的问题，它将物联网的发展运用到工业中去，设备适用于通信、电力、水利、农业、工业等多种行业，具有轻巧、方便、操作简单、采集控制为一体、数据实时性强，应用范围广等特点。2 技术指标供电电源供电电源供电范围：528V DC接口类型：工业级拔插式端口功耗运行功耗30000小时物理特性WJ-3000S物理尺寸120x83x25(mm)重量0.25kg3 快速使用3.1 准备工作1、 WJ-3000S (含手机卡)一台2、 安卓智能手机(版本4.0以上)一部3、 5V/1A充电器(带microUSB接口的数据线)一根3.2 添加设备1、 扫描设备面膜上的二维码安装万江设备助手APP2、 打开万江设备助手注册帐号并登录3、 点击添加设备，扫描设备面膜上的二维码添加设备(图一)4、 返回设备页面(图一) 图一 添加设备3.3 接收设备实时数据1、 在设备页面单击4.2添加的设备进入设备数据展示页面(图二)2、 等待设备向APP发送数据(图二) 图二 接收设备实时数据3.4 修改配置1、 点击参数配置进入参数配置页面(图三)2、 进入模拟页面(图三)3、 点击同步参数，输入设备默认密码“12345678”(图三)4、 等待设备参数同步成功(图三)5、 修改输入1设置为：“启用” (图四)6、 点击保存参数，等待设备参数保存成功(图四)7、 返回设备页面(图一) 图三 同步参数 图四 修改参数3.5 等待设备上报数据1、 在设备页面单击4.2添加的设备进入设备数据展示页面(图五)2、 设备主动上报模拟输入1的采集值(图五) 图五 接收实时数据4 功能说明WJ-3000S远程采集终端支持四种工作模式：l Collect模式l Modbus模式l Comm模式l PointToPoint模式注意：为了更好的描述，做出如下约定：l WJ-3000S代表WJ-3000S远程采集终端的简写l WJ-3000S(Collect)代表工作在Collect模式的WJ-3000Sl WJ-3000S(Modbus)代表工作在Modbus模式的WJ-3000Sl WJ-3000S(Comm)代表工作在Comm模式的WJ-3000Sl WJ-3000S(PointToPoint)代表工作在PointToPoint模式的WJ-3000Sl 设备出厂时配置为Collect模式4.1 Collect模式WJ-3000S的Collect模式描述如下：WJ-3000S(Collect)远程采集终端将采集到的传感器数据(根据需要选择具体的传感器)及设备自身的工作状态以一定的时间间隔(可配置)发送至用户应用或者手机APP。可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S进入Collect模式，详细说明见6 参数配置。4.1.1 设备组网示意图图六 采集模式设备组网示意图4.1.2 上报数据时间间隔说明WJ-3000S(Collect)上报数据间隔可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置，详细说明见6 参数配置。注意：l WJ-3000S(Collect)上报数据时间间隔越短，消耗的数据流量越大，用户需要根据实际情况合理的配置上报数据时间间隔。4.1.3 上报采集参数说明WJ-3000S(Collect)可以对各个传感器接口进行使能，部分传感器接口有多种工作模式，各个传感器接口的使能情况以及工作模式可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置，详细说明见6 参数配置。注意：l WJ-3000S(Collect)使能的传感器接口越多，消耗的数据流量越大，用户需要根据实际情况合理的配置传感器接口的使能情况。4.1.4 上报设备参数说明WJ-3000S(Collect)每次上报采集数据时还会上报设备的工况信息，设备工况信息包括：设备编号、设备时间、供电电压、GSM信号强度。注意：l 设备编号可以作为设备的唯一识别号l 如果是蓄电池供电，可以通过供电电压分析电池的充放电情况；l 可以通过GSM信号强度分析WJ-3000S(Collect)工作的移动数据网络环境。4.2 Modbus模式WJ-3000S的Modbus模式描述如下：WJ-3000S(Modbus)将关注对象(WJ-3000S(Collect)的采集数据缓存于本地，供组态王，PLC等Modbus主机读取；同时Modbus主机也可以通过WJ-3000S(Modbus)的RS485接口向关注对象(WJ-3000S(Collect)的读写寄存器写入指定的值。从而实现在无网络的情况下Modbus主机与远端传感器进行通信，可以最大限度节约小规模设备组网的建设成本。可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S进入Modbus模式，详细说明见6 参数配置。注意：l 设备处于Modbus模式时不再具有传感器数据采集功能。4.2.1 设备组网示意图图七 Modbus模式设备组网示意图4.2.2 Modbus设备地址映射说明WJ-3000S(Modbus)对关注的设备的Modbus地址映射如下表所示，Modbus地址1为本机的Modbus地址。序号关注对象Mdbus地址1关注对象122关注对象233关注对象344关注对象455关注对象566关注对象677关注对象788关注对象899关注对象91010关注对象1011WJ-3000S(Modbus)可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S(Modbus)的关注对象(WJ-3000S(Collect)，详细说明见6 参数配置。注意：l WJ-3000S(Modbus)的关注对象(WJ-3000S(Collect)越多，消耗的数据流量越大；l WJ-3000S(Modbus) 的关注对象(WJ-3000S(Collect)上报数据时间间隔越短，消耗的数据流量越大；l 建议关注对象(WJ-3000S(Collect)的上报数据时间间隔大于30秒。4.2.3 数据缓存机制WJ-3000S(Modbus)采用线性的存储空间对关注设备的数据进行缓存，每个WJ-3000S(Collect)拥有512byte的独立缓存空间，整个缓存如下表所示：本机数据关注对象1数据关注对象2数据关注对象10数据4.2.4 ModBus-RTU协议4.2.4.1 通讯参数远程端口：RS485，ADDR=111，9600bps，8，N，1速率固定为96004.2.4.2 通讯协议WJ-3000S(Modbus)采用标准的MODBUS-RTU协议，支持0x03和0x10功能码。其中0x03功能码用于读取寄存器值，0x10用于写入寄存器值。0x03功能码报文格式如下：主机发送查询报文：设备地址0x03起始地址读取寄存器数CRC16校验码从机发送应答报文：设备地址0x03数据总字节数寄存器数据内容CRC16校验码0x10功能码报文格式如下：主机发送查询报文：设备地址0x10起始地址寄存器数数据长度写入数据CRC16校验码从机发送应答报文：设备地址0x10起始地址寄存器数CRC16校验码4.2.4.3 Modbus-RTU变量状态表起始地址长度参数名备注00000002模拟输入通道1采集值只读，两位小数00020002模拟输入通道2采集值只读，两位小数0004000C保留00100001IO输入通道1状态只读(0001-开；0000-关)00110001IO输入通道2状态只读(0001-开；0000-关)0012000E保留保留00200002IO输入通道1脉冲数只读(单位：次)00220002IO输入通道2脉冲数只读(单位：次)0024001C保留保留00400001IO输出通道1状态读写(0001-开；0000-关)00410001IO输出通道2状态读写(0001-开；0000-关)0042000E保留保留00500002设备电压只读(单位mV)00520001信号强度只读0053001D保留保留00700004RS485采集通道1参数1只读00740004RS485采集通道1参数2只读00780004RS485采集通道1参数3只读007C0004RS485采集通道1参数4只读00800004RS485采集通道1参数5只读00840004RS485采集通道2参数1只读00880004RS485采集通道2参数2只读008C0004RS485采集通道2参数3只读00900004RS485采集通道2参数4只读00940004RS485采集通道2参数5只读00980004RS485采集通道3参数1只读009C0004RS485采集通道3参数2只读00A00004RS485采集通道3参数3只读00A40004RS485采集通道3参数4只读00A80004RS485采集通道3参数5只读00AC0004RS485采集通道4参数1只读00B00004RS485采集通道4参数2只读00B40004RS485采集通道4参数3只读00B80004RS485采集通道4参数4只读00BC0004RS485采集通道4参数5只读00C00004RS485采集通道5参数1只读00C40004RS485采集通道5参数2只读00C80004RS485采集通道5参数3只读00CC0004RS485采集通道5参数4只读00D00004RS485采集通道5参数5只读00D4-注意：l WJ-3000S(Modbus)的寄存器长度为16位4.3 Comm模式WJ-3000S的Comm模式描述如下：WJ-3000S(Comm)将关注对象(WJ-3000S(Collect)的采集数据通过RS232接口发送至PC客户端，PC客户端再将数据推送至用户应用；PC客户端将用户应用数据通过RS232接口发送给WJ-3000S(Comm)，WJ-3000S (Comm)再通过移动网络将数据发送给对应的关注对象(WJ-3000S(Collect)，从而实现在无网络的情况下用户应用与远端传感器进行通信，可以最大限度节约小规模设备组网的建设成本。可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S进入Comm模式，详细说明见6 参数配置。注意：l 设备处于Comm模式时不再具有传感器数据采集功能。4.3.1 设备组网示意图图八 Comm模式设备组网示意图4.3.2 关注远端设备WJ-3000S(Comm)可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S(Comm)的关注对象(WJ-3000S(Collect)，详细说明见6 参数配置。注意：l WJ-3000S(Comm)的关注对象(WJ-3000S(Collect)越多，消耗的数据流量越大；l WJ-3000S(Comm) 的关注对象(WJ-3000S(Collect)上报数据时间间隔越短，消耗的数据流量越大；l 建议关注对象(WJ-3000S(Collect)的上报数据时间间隔大于30秒。4.4 PointToPoint模式WJ-3000S的PointToPoint模式描述如下：WJ-3000S(PointToPoint)将关注对象(WJ-3000S(Collect)收到的RS485数据通过RS485接口发出；WJ-3000S(PointToPoint)将收到的RS485数据通过移动网络发送至所有的关注对象(WJ-3000S(Collect)，关注对象(WJ-3000S(Collect)通过RS485接口发送至传感器。从而实现在无网络的情况下RS485主机与远端传感器进行通信，可以最大限度节约小规模设备组网的建设成本。可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S进入PointToPoint模式，详细说明见6 参数配置。注意：l 设备处于PointToPoint模式时不再具有传感器数据采集功能。4.4.1 设备组网示意图图九 PointToPoint模式设备组网示意图4.4.2 关注远端设备WJ-3000S(PointToPoint)可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S(PointToPoint)的关注对象(WJ-3000S(Collect)，详细说明见6 参数配置。注意：l WJ-3000S(PointToPoint)的关注对象(WJ-3000S(Collect)越多，消耗的数据流量越大；l WJ-3000S(PointToPoint) 的关注对象(WJ-3000S(Collect)上报数据时间间隔越短，消耗的数据流量越大；l 建议关注对象(WJ-3000S(Collect)的上报数据时间间隔大于30秒。5 参数配置WJ-3000S的参数配置将决定WJ-3000S的工作状态，故正确的参数配置是WJ-3000S正常工作的有力保障。WJ-3000S的参数配置主要包括以下几个方面：l 模拟配置l RS485配置l IO输入/输出配置l 设备互联l 基本设置5.1 手机APP和PC客户端配置由于手机APP和PC客户端的配置原理相同，故此处只介绍APP配置的方法。5.1.1 进入配置进入配置的方法如下：l 在设备页面点击需要配置的WJ-3000S(图十)l 在设备数据展示页面点击参数管理(图十)图十 进入配置5.1.2 模拟配置模拟配置包括两路模拟输入设置：模拟输入1设置和模拟输入2设置，每路模拟输入设置包括以下五个参数：l 是否启用：启用该路模拟输入启用；禁用该路模拟输入禁用；l 工作模式：420mA硬件处于420mA工作模式；05V硬件处于05V工作模式；l 采集延时：从打开电源输出到开始采集传感器数据的时间；l 起始值：模拟输入0点(4mA或者0V)对应的值；l 量程：模拟输入满量程(20mA或者5V)对应的值减去模拟输入0点(4mA或者0V)对应的值。注意：l 采集模拟输入1时WJ-3000S将打开电源输出1，输出电压与WJ-3000S的供电电压一样l 采集模拟输入2时WJ-3000S将打开电源输出2，输出电压与WJ-3000S的供电电压一样l 对于420mA工作模式，计算公式为：value = (模拟输入值-4) / 16 量程 + 起始值l 对于05V工作模式，计算公式为：value = 模拟输入值 / 5 量程 + 起始值5.1.3 RS485配置RS485配置包括基本设置、采集模式设置、透传模式设置、透传数据。5.1.3.1 基本设置基本设置包括RS485是否启用、RS485工作模式设置。l RS485是否启用：启用RS485接口启用；禁用RS485接口禁用；l RS485工作模式设置：透传模式RS485工作于透传模式；采集模式 RS485工作于采集模式注意：l 透传模式：n WJ-3000S(Collect) 将收到的RS485数据通过RS485接口发送至用户；n WJ-3000S(Collect) 将用户发送的RS485数据发送至传感器。l 采集模式：n WJ-3000S(Collect)将按照用户配置的传感器类型的协议对传感器进行数据采集并按照用户配置的数据上报时间间隔上报至用户。5.1.3.2 采集模式设置采集模式设置包括五路传感器设置：传感器1设置、传感器2设置、传感器3设置、传感器4设置和传感器5设置，每路传感器设置包括以下五个参数：l 是否启用：启用该路传感器设置启用；禁用该路传感器设置禁用；l 传感器型号：设置传感器型号l 波特率：设置RS485串口波特率l 停止位：设置RS485串口停止位l 奇偶校验位：设置RS485串口奇偶校验位5.1.3.3 透传设置透传设置包括以下三个参数：l 波特率：设置RS485串口波特率l 停止位：设置RS485串口停止位l 奇偶校验位：设置RS485串口奇偶校验位5.1.3.4 透传数据注意：l 透传数据需要填写16进制，主要是测试使用，需要将RS485工作模式设置为透传模式5.1.4 IO输入/输出配置IO输入/输出配置包括输入和输出两项配置。5.1.4.1 输入设置输入设置包括两路IO输入设置：输入1设置和输入2设置，每路输入设置包括以下两个参数：l 是否启用：启用该路IO输入设置启用；禁用该路IO输入设置禁用；l 工作模式：脉冲计数该路IO输入工作于脉冲计数模式;通用模式该路IO输入工作于通用模式注意：l 脉冲计数模式：IO输入连通一次即表示一个脉冲；l 通用模式：IO输入的状态，只有断开和闭合两种状态。5.1.4.2 输出设置输出设置包括两路IO输出设置：输出1设置和输出2设置，每路输出设置包括以下两个参数：l 是否启用：启用该路IO输出设置启用；禁用该路IO输出设置禁用；l 输出状态：闭合控制该路IO输出闭合；断开 控制该路IO输出断开。注意：l 输出状态只有在启用该路IO输出设置时才会生效。5.1.5 设备互联设备互联只有关注一项配置。5.1.5.1 关注关注包括关注对象1、关注对象2、关注对象3、关注对象4、关注对象5、关注对象6、关注对象7、关注对象8、关注对象9、关注对象10是个关注对象的设置。l 关注对象n:配置WJ-3000S的关注对象(n=110)。注意：l 关注对象只有WJ-3000S处于Modbus模式、Comm模式、PointToPoint模式时生效；l 关注对象的工作模式需要工作于Collect模式；l 关注对象的上报数据时间间隔建议大于30秒。5.1.6 基本设置基本设置包括时间、管理员、模式三项配置。5.1.6.1 时间时间包括采集间隔(单位：秒)和设备参数上报时间间隔(单位：小时)两项配置。l 采集间隔：设备采集数据上报时间间隔。l 设备参数上报时间间隔：设备参数上报时间间隔，主要是时间同步(用户无需关心)。注意：l 采集间隔越短，消耗的数据流量越大，建议用户根据实际应用配置合理的采集间隔；l 设备参数上报时间间隔越短，消耗的数据流量越大，该采用用户无需设置。5.1.6.2 模式模式包括工作模式和测试模式两项配置。l 工作模式：工作模式包括Collect模式、Modbus模式、Comm模式、PointToPoint模式l 测试模式：启用启用测试模式；禁用禁用测试模式，用户无需关心该参数。注意：l 工作模式详细说明见5 功能说明；l 测试模式为调试时使用模式，用户无需关心。5.2 串口AT指令配置5.2.1 AT指令概述AT指令一般应用于终端设备与PC应用之间的连接与通信。WJ-3000S支持AT指令配置参数，AT指令描述如下：l AT+CMD ?rn；查询CMD指令的帮助；l AT+CMD=?rn；查询CMD的配置状态；l AT+CMD=valuern；配置CMD参数为value。5.2.2 AT指令详细说明5.2.2.1 进入AT指令模式在使用AT指令查询或者设置参数之前必须通过AT指令输入设备密码，设备初始密码为：12345678，步骤如下：l 发送命令：AT+SBMM=12345678rnl 等待设备返回：rnOKrn5.2.2.2 AT指令说明AT指令详细说明如下表所示：序号指令描述备注1SBBH设备编号2SBMC设备名称3RJBB软件版本4YJBB硬件版本5SBSJ设备时间6CSMS测试模式7GZMS工作模式8CJJG采集间隔9CSJG设备参数上报间隔10SQHM1管理员号码111SQHM2管理员号码212SQHM3管理员号码313GZDX1关注对象114GZDX2关注对象215GZDX3关注对象316GZDX4关注对象417GZDX5关注对象518GZDX6关注对象619GZDX7关注对象720GZDX8关注对象821GZDX9关注对象922GZDX10关注对象1023AIPZ1模拟输入1设置24AIPZ2模拟输入2设置25ZXPZRS485是否启用26ZXMSRS485模式27ZXPZ1RS485采集模式传感器1设置28ZXPZ2RS485采集模式传感器2设置29ZXPZ3RS485采集模式传感器3设置30ZXPZ4RS485采集模式传感器4设置31ZXPZ5RS4