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.GD100(YDZ-1)通用数据采集仪简明用户手册 水 利 部 南 京 水 利 水 文 自 动 化 研 究 所TEL:025-5289 8400中 国南 京声明本手册所述内容不属于承诺范围，内容如有变化不再另行通知。本手册所述仪器的出售必须经过授权或签订协议。本手册所述仪器的使用必须遵循协议约定，禁止在约定外的任何媒体上复制本手册。购买者可以备份为目的而做一份拷贝，在未经书面许可之前本手册的任何一部分都不允许为了购买者使用以外的目的而以任何形式和任何手段进行复制或传播。版权所有 2005-2006 水利部南京水利水文自动化研究所南水是水利部南京水利水文自动化研究所的注册商标我们尽力保证这本手册的正确，如有修改不再另行通知。前言本手册讲述GD100型通用数据采集仪在目标环境中如何使用及如何优化设置，使得其处于最佳运行状态。在使用本仪器以前，请详细阅读本手册，以避免由于误操作，导致仪器的损坏或部分、全部功能的丧失。本用户手册由下面的章节和附录组成：第一章：概述第二章：产品的适用范围第三章：产品技术参数第四章：产品的功能第五章：安装与操作第六章：维护与安全使用说明第七章：全套仪器及附件第八章：产品生产与保修附录目 录1.产品概述42.适用范围53、技术指标63.1 数据采集接口63.2 标准通讯接口63.3 通讯协议63.4 数据存储63.5 数据传输信道接口63.5.1 与数字超短波通讯机接口63.6 电源73.7 实时显示、参数设置73.8 工作环境74. 主要功能84.1 具有多参数数据采集功能84.2具有多参数的数据存储能力84.3具有多通道数据通讯能力95.安装与操作105.1 仪器的安装105.2 键盘、屏幕的使用125.3 参数设置功能的使用126、维护与安全使用147、全套仪器及附件158 产品生产与保修169、附录一：南京水利水文自动化研究所水生态监测事业部简易通讯协议21附录二：南京水利水文自动化研究所水生态监测事业部DEBUS通讯协议2210、附录三：GD100主模块板图2310、附录四：GD100主板示意图241.产品概述 GD100型通用数据采集仪（简称GD100）是一种先进计算机技术、工业控制技术和网络通信技术紧密结合的产物，是体现当代技术先进性和安全可靠性的水利水文自动化系统的优选产品，实现远程和本地实时水文数据采集与监测。GD100是在DT3000通用数据采集仪上简化而来,在其高可靠性的基础上，进行了全新的设计。既保留了原有的大部分功能，又更有益于用户的使用、维护，使得水文信息要素的采集变得可靠和简单。GD100负责对现场信号的采集和监测，与常用的RTU相比，GD100具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境。GD100结构先进，接口灵活，硬件设计为主板和显示接口板两大部分，主板为通用组件，含微处理器（CPU）、固态存储、通信接口(RS485/422、RS232、SDI-12）、信息采集接口（含雨量、水位、风速风向、温度、湿度、蒸发等）。用户可根据采集数据规模的实际需要进行接口数量的选择（本手册仅针对通用型叙述）。GD100采用性能优良的工业级元器件，电路板采用先进表面封装焊接工艺，内置功能强大的GD100监控程序，具有性能高超、使用方便、低功耗、省电等优点，卓越的温度特性可适应的环境温度为-2050。GD100机箱为全密封小巧型机箱，合金板材制造，表面喷塑。该机箱具有坚固、密封、抗震、抗压、防静电、防湿等优点。GD100型通用数据采集仪支持多协议，通过设定能与无线数字电台、PSTN、GPRS、GSM、卫星等实现通信。可以在通信网络上进行远程参数设置和诊断，现场的一切操作均可在控制中心或办公室完成。具有呼叫报告功能,提高了反应速度，节省了数据流量的通信时间。 GD100无线、 有线GSM、卫星中心站现场采集单元GD100典型应用2.适用范围 GD100型通用数据采集仪是构成综合自动化系统的核心装置，由信号输入/输出模块、微处理器、有线/无线通讯设备、电源及机箱等组成，由微处理器控制，并支持网络系统，它通过自身的智能软件系统，可理想地实现中心监控系统对现场一次仪表的遥测功能，适用于自动化测控系统中作为测控终端和中继设备使用，尤其适用于水文信息自动化采集与测控系统。3、技术指标 3.1 数据采集接口专用雨量计采集接口：2个；频率量采集接口： 2个；数字并行输入口： 1个（可采集水位编码器和风向编码器）；SDI-12 1个注：另外可利用GD100的RS485网络扩展各种符合MODBUS规范的传感器，通讯波特率为9600bps3.2 标准通讯接口RS 485接口： 1个RS- 232接口： 2个注：可接入具有对应通讯接口的传感器，也作为标准通讯接口使用。3.3 通讯协议支持多种通讯协议（可选择）主通讯协议为Debus通讯协议3.4 数据存储 3.4.1 内置存储器可保存最近12个月含4个参数的存储数据支持本地或远程下载任意天数的数据 3.4.2 数据下载方式： 现场PC或PDA下载； GPRS/GSM远程无线下载；3.5 数据传输信道接口3.5.1 与数字超短波通讯机接口采用标准RS-232串行接口传输速率与对应的通讯设备相一致工作在自报方式时能控制对应通讯设备的电源上电和掉电工作在应答方式时能随时响应中心站的召测3.5.2 与卫星通讯设备接口采用标准RS-232串行接口传输速率与对应的通讯设备相一致工作在自报方式时能控制对应通讯设备的电源上电和掉电工作在应答方式时能随时响应中心站的召测3.5.3 与GSM通讯设备接口通过GPRS/GSM拨号网络无线下载任意时段固态数据存储。可通过SMS（短消息）方式发送实时信息及告警信息。采用标准RS-232串行接口工作在自报方式时能控制对应通讯设备的电源上电和掉电3.5.4 数据传输格式见DEBUS通讯协议3.6 电源输入电压： 10.518V DC，施加DC 24V电压时无损坏整机静态功耗： 2mA（在12V标准电压、无LCD自报工作方式值守状态时）3.7 实时显示、参数设置 高分辨率LCD图形液晶屏幕， 可显示4行中文数据和时间3.8 工作环境3.8.1 温度范围： -20 +50；3.8.2 工作环境湿度：95%RH；4. 主要功能 4.1 具有多参数数据采集功能4.1.1 雨量数据采集：可通过专用雨量口接收雨量数据。4.1.2 水位数据采集：可通过并行接口采集12位格雷码（04095）或BCD码开关量。也可通过RS485接口或SDI-12接口采集其它类型接口的水位传感器数据，如气泡式水位计、压力式水位计、超声波水位计等。4.1.3 蒸发量采集：可通过专用蒸发量口接收蒸发量数据。4.1.4 风速采集：可通过频率口或脉冲口接收风速数据。4.1.5气压、温度、湿度采集：通过A/D接口接收数据（另配）。4.1.6 流量或流速采集：与LBX-7型浑水流量计的接口可选用频率口或外接485接口，工作系数可设定；与RTDM超声波多普勒流量计的连接使用RS485口采集H-ADCP原始流速数据后进行运算，可任意设定工作方式。4.1.7通过RS485接口接收具有各种符合MODBUS规范的接口输出的传感器（水质、风向、水位、闸位、流速等）数据。4.2具有多参数的数据存储能力4.2.1 内置2MB存储器，在典型应用情况下，存储容量能满足上述数据一年的存储要求。4.2.3 可保存最近12个月含4个参数的存储数据，数据量累计超过一年后将循环记录，保留最近的数据，覆盖掉超存的数据；4.2.4 使用笔记本电脑或手持式PDA的RS232通讯口可实现固态存储数据本地下载，也可通过GPRS/GSM网络远程无线下载固态存储器中的数据使用本地RS232串行口进行数据下载时，须将数据下载线参考附录二中的接线接入COM1口，数据下载线为DB9孔插头，引脚定义为2（RX） 3(TX) 5(GND)下载线上的编号2接入主板J31端子的7脚（TX）下载线上的编号3接入主板J31端子的8脚（RX）下载线上的编号5接入主板J31端子的5脚（GND）注：建议使用GD100提供的固态存储下载软件进行数据下载若使用WINDOWS操作系统中的超级终端进行数据下载固态存储数据下载命令格式（ASCII码）：【DX开始时间结束时间#】注：X为04，即数据存储位置。为空格。时间格式为月/日。例如：【D001/0103/01】即表示下载当年1月1日至3月1日的数据注：为回车键返回原始数据格式（ASCII码）：开始标识站 号 采样间隔年/月/日 00:xxxx xxxx xxxx xxxx 0点数据xx/xx/xx 01:xxxx xxxx xxxx xxxxxx/xx/xx 22:xxxx xxxx xxxx xxxxxx/xx/xx 23:xxxx xxxx xxxx xxxx.结束标识4.2.5 GPS授时的使用（需另配，或通过网络广播校时）为了保证水文和水情数据的时间准确度，特别是需要自记的水文参数的时间准确度，在GD100中可选用GPS卫星广播授时信号，定时校正仪器的时钟。使用了该组件后，GD100的时间准确度可达1秒/年，从而保证自记数据的时间准确性。4.3具有多通道数据通讯能力 1、具有超短波、GSM、卫星等通讯能力。2、通讯组合方式灵活，可选择数字超短波电台、卫星、GSM多种通讯方式组合互为备份。5、安装与操作 5.1 仪器的安装GD100机箱为密封式结构，具有坚固耐用、抗震抗压、密封、防静电、防潮湿等优点，箱体长宽高的尺寸为mm。机身采取平放式或壁挂式安装，可选择选购组件（GD系列数据采集装置机柜），键盘和LCD在前部，所有外部接线位于机箱下部。超短波电台，卫星通讯设备、GSM Modem外置（可装在GD系列数据采集装置机柜内），使用计算机或PDA时将插头接到GD100对应串口上，不用时应与仪器脱开。 机箱底部有水密封插头，所有传感器和通讯设备的连接线可以通过这些插头进入机箱内部进行接线。当内部接线连接好了以后，可以将水密封插头顺时针方向旋紧，保证线缆已被可靠固定并内外部已完全密封即可。5.1.2 内部连线定义（图解详见附录二）a. GD100水位接口为J7端子的1021共12位信号线，9位为信号地线。水位计接插件为X24K19P十九芯插座GD100水位接口与浮子式水位计接线对照表水位计插头引脚号l23456789l0lll219定 义20212223242526272829210211地GD100接线端J71011121314151617181920219信号线颜色浅蓝粉红浅绿黑白灰紫蓝绿黄橙红棕b雨量计接入端子J2的1、2，将雨量计两芯线信号线分别接入J2的接线端组内即可。5.1.4 电源连接a.GD100电源接口插件为J26、J26、J27、J27，J27、J27中5、6、7、8四脚为输入，J26、J26中1、2、3、4四脚为可控电源输出，引脚定义如下：电源插头座引脚号1、32、45、76、8电源线红线黑线红线黑线定义+12V（输出）GND+12V DCGND b.建议采用以下任意一种电源接入方式采用12V免维护蓄电池供电，太阳能电池板对蓄电池进行浮充的供电方式；采用12V免维护蓄电池供电，交流电对蓄电池进行浮充电的供电方式，交流电浮充时应配置交流电源避雷器。5.1.5 标准串行接口的连接，接线端子为J31、J32GD100装备了两种标准串行口，RS-485、RS-232。其中J31Com1接北斗卫星或者串口数据本地下载J32Com2接GSM模块缺省设置为：9600bps，8，n，1远程数据交换见附录中DEBUS通讯协议卫星信道为BCD码，GSM短消息信道为ASCII码通过RS-485可连接配备该标准串口并运行ModBus通讯协议的各类传感器。RS-485接口采用八芯插座J30中的4、5、6脚，定义如下：RS-485插座引脚号456定 义485A485BGND5.1.6 GSM的连接当用户选用GSM通信组件，用作为主通信信道或备用通信信道时，其通信模块外置，内部通过COM2口连接GSM接口RS232通讯口，随机提供一个外置GSM吸盘天线，GD100将通过SMS（短消息）/DIAL(拨号)/GPRS（通用无线分组业务）方式和中心站进行数据通信。为检测仪器安装地点的GSM无线信号强度，建议用户使用手机来粗略判断仪器安装地点的GSM无线信号强度。GD100配用的GSM天线的增益和接受灵敏度比手机高，手机能监测到信号，GD100就可通过GSM进行正常的数据通信。5.1.7 GPS授时的连接（可选组件）当用户选用GPS授时组件时，其通信模块将安装到主板上，内部连接线将连接到主板的GPS接口上，随机提供一个GPS吸盘天线，将该天线连接到机箱外侧的GPS天线插座上，GD100将可自动搜索卫星信号并进行定时校时，每天校时一次。5.2 键盘、屏幕的使用键盘 P 键代表翻屏， T 键代表测试、立即发送数据（带通道切换与回馈）。屏幕LCD主界面分为两个页面，可使用 P 键进行翻页显示。当屏幕上显示今日水雨情信息时，按下 P 键盘即可显示昨日水雨情显示，不断按下该键时循环显示。注意：当发送数据时，该键不起作用。5.3 参数设置功能的使用5.3.1 GD100命令：通过计算机的超级终端软件与Com1连接可修改内部工作参数。也可以通过PDA相关软件与Com1连接可修改内部工作参数。本地设置命令如下（字母大写，所有命令加回车换行，x代表数字）：注意：【 】内的字符为命令1. 【V？】 版本查询2. 【ID？】 站号查询3. 【ID：xxxx】 设置站号注意：如果设置为FFFF将对所有参数恢复出厂设置4. 【DID】 并口以十进制读取5. 【DIH】 并口以十六进制读取6. 【DIG】 并口以格雷码读取7. 【EV1】 开关量1口计数读取8. 【EV2】 开关量2口计数读取9. 【EREV1】 擦除开关量1口计数10. 【EREV2】 擦除开关量2口计数11. 【TM？】 时间读取12. 【SET DATE：xxxxxxxxxxx】 时间设置格式为：年、月、日、时、分、星期设置，不要空格，每段两位13. 【R？】 读取固态存储位置及存储间隔信息14. 【Rx，xxxxxMIN】 设置某个存储位置信息15. 【Dx xx/xx xx/xx】 下载固态存储数据，16. 【TF】 存储测试（建议不要使用*）17. 【SLEEP】 立即进入休眠18. 【BUCKETxx】 雨量计分辨率设定，单位mm19. 【RAINx.x】 雨量起报值设定(可设为0.5)，单位mm20. 【WATERxx】 水位起报值设定，单位cm21. 【LVBO】 水位消浪开关22. 【P？】 以上4个参数状态查询23. 【CHx：ON】 某个信道打开24. 【CHx：OFF】 某个信道关闭 CH0 数字电台/GPRS CH1 GSM短消息 CH2 北斗卫星 （*可设定为双信道热备份）25. 【CH？】 查询信道状态位26. 【TEST】 等同于T键的功能27. 【TEM?】 温度查询(如有内置传感器)28. 【HD：xx。xx】 人工置数（只通过GSM信道发送，与PDA配合使用，也可笔记本键入）29. 【SPIxx】 采样时间间隔设定minute30. 【MORNING=xx】 早晨整点报时间设定(缺省为8:00)31. 【REPORT=xx】 整点报小时间隔设定(只能设定为 01、02、03、04、06、12小时)32. 【T？】 以上参数查询33. 【SMSx,xxxxxxxxxxx】 第x个短消息目的地号码设定34. 【SMS？】 群发短消息号码查询35. 【SATD】 北斗卫星远端ID号查询35. 【SET SATID：xxxxxx】 设置北斗卫星远端ID号（不支持群发）6、维护与安全使用 1、 在使用GD100前，应将电源接入，注意极性，切勿接反。2、 如果GD100外接超短波通讯电台，应将天馈线接入后再开启机器，防止通讯机无天馈线长期运行而发生故障。3、当把GD100设置为自报式遥测站使用时，在维修入员离开遥测站后，一定要关掉超短波电台的电源旋钮开关，使电台处于断电状态，否则常开的电台会使测站电池无故地消耗掉。4、 系统第一次安装调试时，应根据系统的配置把GD100的参数设置好。系统正常运行后，一般都不需要再进入GD100的设置菜单中操作，以避兔不必要的操作错误。5、 当GD100水位接口取值是格雷码反码时，仪器没有接上格雷码的水位，GD100显示器显示的水位值为2730，而不是全零，这是正常的。当接上水位计后，GD100显示的水位值和水位计窗口上显示的水位值应该是一致的。安装时可将并口关掉，这样就不会采集该并口的数据。6、 GD100的LCD液晶显示器，在有人员操作按键时，会自动点亮背光板，以方便人员读数，而平时背光板是处于熄灭状态，以节省功耗。7、 GD100水位接口的每一根输入端都对地并接了防雷击的保护器件，因此要求GD100接地，以提供放电回路。8、 当水位测井与遥测站房距离较远时，要求水位信号传输线穿管埋地走线进入遥测站房。7、全套仪器及附件 7.1 GD100型数据采集仪 1台7.2 仪器附件：（根据具体配置不同而不同）7.3 随机技术文件：GD100型数据采集仪简明用户手册1份7.4 选购配套设备： （1）数字超短波通讯机 （2）天馈线 （3）同轴避雷器 （4）卫星通讯终端 （5）GPS授时组件 （6）GPS外接天线 （7）GSM通讯组件 （8）GSM外接天线 （7）固态存储组件 （8）太阳能电源板 （9）免维护蓄电池 (10)本地固态存储数据下载线（DB9接头） （11）雨量传感器信号线（20米） （12）浮子水位计信号线（5米） 注意：R标志的设备为本机选购配置7.5 其他附件： 产品合格证8 产品生产与保修 8.1 生产商信息水利部南京水利水文自动化研究所【水生态监测事业部】江苏省南京市雨花台区铁心桥街95号电 话：025-5289 8401 /5289 8400售后服务：025-5289 8362/5289 8361传 真：025-5289 8317网 址：电子邮箱: zorro_8.2 产品保修：本产品出厂一年内在全国范围内免费由厂家保修。若出现由用户未按照操作说明使用引起的故障，提供有偿维修服务。终生保修 当在保修期内出现故障时，必须提供出厂编号,一般情况请提供产品合格证。8.3 免费升级 当设备软件提供可升级版本后，我们的售后服务部门将通知客户进行免费升级，由于该项服务而产生的运费由用户承担。精选范本9、 附录一：南京水利水文自动化研究所水生态监测事业部简易通讯协议自报数据格式：f8 f8 xx