埋入式水位计
使用说明书
中电科技集团重庆声光电有限公司
温馨提示：
1. 使用本产品前，请仔细阅读本手册，并保留，供日后参考。
2. 本产品只能由专业人员安装、使用或拆卸。雷雨日和大风情况不可进行埋入式水位计安装、检测以及保养工作。
3. 埋入式水位计本身属于低压产品，不会对人构成电气伤害。
4. 因本产品一直处于升级和更新中，重庆声光电有限公司保留修改产品使用手 册的权利，公司对本手册有最终解释权。
5. 未经重庆声光电有限公司的许可，不得复制、摘抄、翻印或以其他任何形式 向第三方传播本手册中的任何内容。
1 概述
埋入式水位计是一种用于城市道路积水测量的设备，采用超声波传感技术，对积水的深度进行精确的测量。产品能够在低温、腐蚀环境下可靠运行。本产品特别适用于智慧城市中，对城市道路、社区低洼处的积水进行测量并实时上报到监测平台，实现城市积水路段的快速监测与预警。
2 安全使用注意事项
a) 水位传感器安装时，一定要注意上表面与道路在同一水平面上，保证测量精度。
b) 水位传感器安装空隙一定要填满、填实，防止水位传感器松动，甚至脱离坑洞。
c) 水位传感器安装完成后，要稍微清洁水位传感器表面，防止砂浆、水泥等物体覆盖表面电极。
d) 监测主机安装一定要牢固可靠，防止长期由于绑扎带锈蚀或螺栓松动，从而造成测风仪坠落风险。
e) 请不要私自打开产品，防止损坏。
3 产品组成与工作原理
埋入式水位计由埋入式水位传感器（以下简称水位传感器）和监测主机两部分组成：
图1 水位传感器 图2 监测主机
表1 组成部分及功能
序号 | 组成部分 | 功能 |
1 | 水位传感器 | 实现水位的采集与探测 使用LoRa将水位数据发送到监测主机 |
2 | 监测主机 | 监测主机从LoRa接收传感器水位数据 使用4G将水位数据上传到平台 |
一个监测主机接入一个水位传感器，对水位传感器进行管理，接收水位传感器的水位数据并进行上报。
水位传感器：
水位传感器主要实现积水有无的探测和积水深度的探测，由内置的一次性锂电池供电。在无积水的情况下，定时发送平安报信息到监测主机，其余时间处于低功耗休眠状态；在有积水的情况下，根据积水深度调整采集频率，并上传积水数据到监测主机，在非工作时间同样处于休眠状态。
水位传感器的部分工作状态，如采集频率，上报间隔时间等可由监测主机进行远程参数读取与修改。
监测主机：
监测主机采用抱杆的安装方式安装于监测点旁如路灯灯杆上，由内置的锂电池供电并由太阳能充电。监测主机主要实现水位数据的接收，对水位数据进行统一的管理并上报到平台。监测主机能够对水位数据进行存储，支持远程参数配置与远程软件在线升级。
由水位传感器和监测主机组成的水位测量系统如下所示：
图3 水位测量系统框图
4 技术参数
a) 水位采集：有积水时，根据设置的采集周期定时采集水位；
b) 数据发送：水位传感器与监测主机之间采用LoRa协议进行传输；
c) 积水探测：检测是否存在积水，没有积水时传感器不工作；
d) 智能采集频率：多个采集频率可调，水位越高采集频率越高；
e) 参数设置：可保存工作参数值，掉电数据不丢失；
f) 平安报：定时发送平安报数据；
g) 自动加报：水位数据变化，自动报送；
h) 远程控制：可实现远程参数设置，远程参数读取；
i) 设备编码：水位传感器有唯一的设备编码；
j) 失败重传：通信失败后，能存储通信数据，待通信恢复之后自动重发；
k) 电源管理：支持低功耗休眠工作模式；
a) 数据发送：监测主机与平台之间采用4G进行传输；
b) 数据储存：可保存5年以上的积水数据，掉电数据不丢失；
c) 平安报：定时发送平安报数据；
d) 自动加报：水位数据变化，自动报送；
e) 远程控制：可实现远程参数设置，远程数据读取，软件支持远程升级；
f) 设备编码：监测主机都有唯一的设备编码；
g) 失败重传：通信失败后，能存储通信数据，待通信恢复之后自动重发；
h) 监测主机电源管理：支持充电管理，外接太阳能板。
a) 水位量程：0.03~1m；
b) 水位误差：±1cm；
c) 采集盲区：≤3cm；
d) 水位显示分辨率：1mm；
e) 数据储存容量：16MB；
f) 信号穿透：能够穿透1m内的路面积水；
g) 密闭性：IP68防水等级，能够在1米深的水下连续运行30天；
h) 外壳材质：不锈钢，顶部为工程塑料；
i) 电池容量：DC3.6V/14000mAh锂电池；
j) 通信模块：LoRa；
k) 承受重量：产品安装好后，表面能够承受10吨重的车辆驶过而不损坏；
l) 待机时长：无积水情况下，可待机2年以上；
m) 工作时长：有积水情况下，可工作90天以上。
a) 数据储存容量：128MB；
b) 密闭性：IP67防水等级；
c) 外壳材质：铝合金；
d) 电池容量：DC3.7V/10000mAh；
e) 通信模块：4G；
水位传感器与监测主机之间采用LoRa协议进行传输，监测主机与平台之间采用4G进行传输，满足《埋入式水位计通信协议》中的要求。
该接口主要实现埋入式水位计的初始配置，如接入平台IP地址、端口、设备地址等，用户可以使用埋入式水位计配置软件对水位计进行参数配置。使用PC机连接USB转串口转换器，并将GND、Rx和Tx连接到监测主机板的J3接头，如下：
图4 监测主机参数配置接口
正确连接PC机和监测主机板之后，使用埋入式水位计配置软件对水位计的参数进行配置。请在产品上电稳定2min后再进行参数配置。首先点击连接串口按钮，选择使用的串口COM号，在串口状态为绿灯的情况下即可进行参数配置或查询。
图5 水位计配置软件
该接口主要实现水位信息的查询及上报，具体格式见《埋入式水位计通信协议》。
水位传感器和监测主机都由内部电池供电，无需外部供电。
a) 工作温度：-20℃～+70℃；
b) 贮存温度：-40℃～+85℃；
5 水位计安装与拆卸
a) 对道路施工，挖出适合水位传感器埋入的小洞。
b) 将水位传感器放入洞中，用水泥填满空隙，注意传感器必须与路面水平。
a) 选取一处距离水位传感器不远的地方（如路灯杆，电线杆等）。
b) 用捆扎带将检测主机绑在选取的位置，注意天线端向下。
对道路施工，小心将水位传感器挖出；
将捆扎带放松，小心取下检测主机。
6 结构
图6 水位传感器结构
图7 监测主机结构
7 埋入式水位计维护保养维修
建议每年至少进行两次检查维护，比较恶劣的环境下要增加检查维护次数， 如多沙尘、雨水、冰冻、腐蚀等环境，以保证测风仪在最佳状态下运行。尤其要 注意检查水位传感器电极表面有无异物，如有异物应该谨慎处理，正确做法是用稍尖锐的工具（如镊子）小心刮去电极表面氧化层或异物。另外还应检查夹具、螺钉等是否有腐蚀或松动，这些都关系到水位计的可靠运行。
表2 故障分析表
故障现象 | 原因分析 | 排除方法 |
水位传感器无数据上传 | 电池电压过低 | 更换新电池 |
监测主机无数据上传 | 休眠或电池电压过低 | 等待1小时或者更换电池 |
水位传感器检测不到有水 | 电极氧化 | 用镊子清理 |
损坏的水位计及监测主机需要返厂寻求专业维修服务，客户不要擅自拆开，防止故障扩大化，无法修复。
水位计在运输途中应避免强烈震动和坠落。请在厂家规定的温度范围内贮存。
打开包装后，请检查包装中是否包含下列内容：
水位传感器、监测主机、产品测试报告、说明书、安装绑带
本产品不含有任何污染环境的成分，建议损坏或报废的水位计返回厂家处理。
埋入式水位计使用说明书
重庆声光电有限公司对售出的产品自发货之日起，实行整机壹年免费保修服 务。质保期以外的维修仅收器件和运输包装费。
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