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LP102-2AI微功耗GPRS RTU产品说明
1. 简述_________________________________________________________________1
2. 产品技术参数_________________________________________________________2
1) RTU 指示灯说明____________________________________________________________22) 产品技术参数列表__________________________________________________________2
3. 微功耗或低功耗工作模式的实现_________________________________________3
1) 低功耗工作模式的类型说明__________________________________________________32) 低功耗工作模式的实现：____________________________________________________43) 低功耗工作模式的时间设置__________________________________________________4
4. GPRS通信的实现_____________________________________________________5
1) RTU 连接配置软件和读取参数________________________________________________52) 设置 RTU GPRS 通信参数_____________________________________________________73) 设置 RTU 的通信选项_______________________________________________________7
5. 模拟量输入的连接和设置_______________________________________________7
1) 模拟量输入的连接方式：____________________________________________________72) 模拟量输入的参数设置：____________________________________________________9
6. Modbus指令的设置和返回数据的解析__________________________________10
1) 设置 RTU 定时主动查询连接在 485 端口的 modbus 设备________________________102) Modbus 查询指令和返回数据的解析__________________________________________113) 延时采集指令_____________________________________________________________12
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1. 简述在很多工业应用现场，会出现无法提供正常供电的情况，只能使用高能电池，或者
利用太阳能板+蓄电池的方式供电，这正是 SJ LP102-2AI 微功耗 GPRS miniRTU 大显身手的领域。
2. 产品技术参数1) RTU指示灯说明设备提供三个指示灯：PWR、LNK、DATA。指示状态说明如下表：
指示灯状态 工作状态PWR 灯闪烁 GSM 网络注册不成功PWR、LINK 灯闪烁 无 SIM 卡 PWR 灯常亮 完成 GSM 网络注册LINK 灯闪烁 正在连接 GPRS 服务器LINK 灯常亮 已连接到 GPRS 服务器DATA 灯闪烁 正在收发数据到 GPRS 服务器DATA 灯，LINK 灯同时闪烁 指示 DNS 无效,可能是 SIM 卡欠费导致的
2) 产品技术参数列表无线数据通信GSM 短消息 有GPRS 通信 有SIM 卡座 自弹式 MicroSIM 卡
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数据通信协议 思捷协议，透传协议，兼容桑荣协议参数设置 本地及短信息远程配置数据上传协议 Modbus RTU 协议，Sijie 字符串格式协议数据查询协议 Modbus RTU 协议通讯接口
2 个 RS-485 接口， 波特率 300～115200BPS
RS-485-1 为配置端口RS-485-2 为 Modbus 数据查询端口
模拟量输入管脚 2 路，0-20ma 电流输入（缺省）/0-5v 电压输入电源输出 1 路 输出电压：12v（缺省）/24v
数据存储存储方式 2M Byte flash，循环保存时钟工业时钟 配置校时电源输入输入电压 5-24VDC
工作电流 100mA
低功耗待机电流 2-5mA
微功耗待机电流 20-30μA
峰值电流 1A 12VDC
工作环境参数工作温度 -30°C～+70°C湿度范围 0－95%，非冷凝
3. 微功耗或低功耗工作模式的实现1) 低功耗工作模式的类型说明LP102 支持以下三种低功耗工作模式：
省电工作模式 待机功耗 工作功耗 适合应用场景低功耗（短信唤醒）模
式[email protected] 100ma@12v 太阳能+蓄电池
低功耗待机模式 [email protected] 100ma@12v 太阳能+蓄电池微功耗待机模式 [email protected] 10 0ma@12v 高能电池，长期工
作间歇工作是实现低功耗工作模式的唯一方式。省电的效果或者说能够持续的工作时间与 RTU 的待机功耗直接相关。
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RTU 每日的功耗计算：RTU 每日工作状态分为：待机状态和工作状态（唤醒采集数据并通过 gprs 网络上传数
据），如上表分别对应不同状态的功耗数据。现以微功耗模式为例，计算如下：（电流单位：安，时间单位 ：小时）RTU 的每日功耗=工作状态电流 x 时间+待机状态电流 x 时间 以每天采集并上传数据 24 次为例（即每小时读取数据并上传一次）
工作功耗=100ma/1000*1(分钟)/60x24 次=0.04AH待机功耗=30ua/1000000x24 小时=0.00072AH
持续工作时间（天）=电池总容量/每日功耗57ah/(0.04072ah)=1400 天
即配合 3 节 19AH 3.6V 高能电池供电，可以持续工作 1400 天。**此计算结果仅可作为理论参考依据，实际功耗情况依据现场情况不同而定。
2) 低功耗工作模式的实现：设置 RTU 时，将下图 RTU 工作模式的拨键拨到右侧的设置模式（靠近 sim 卡座方向）在 RTU 配置软件中，如将 RTU 的供电方式设置为低功耗或者微功耗，完成设置保存参
数后，需将 RTU 工作模式的拨键开关置于如下图左侧：低功耗模式（远离 SIM 卡座方向）。安装设备到现场后，工作模式拨键从低功耗模式拨到设置模式，RTU 即会通电，并上
传一组字符串数据，方便用户调试。
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3) 低功耗工作模式的时间设置在如下图中，可以设置采样时间间隔、数据保存时间间隔和数据上传时间间隔。
只有字符串模式可以实现 RTU 主动上传数据，所以微功耗模式均需设置上传数据格式为：字符串格式。
读取数据和上传数据：如图设置，即每 28800秒（8 个小时）RTU 唤醒一次，对连接的 modbus 设备发送
一次查询指令，接收返回的 modbus 数据，根据 modbus 协议解析数据并保存在字符串数据内上传到服务器，再重新进入微功耗待机模式。。
当然还可以将采样和数据保存时间间隔与上传服务器时间间隔设置为不同时长，即 RTU根据采样时间间隔定时发出 modbus 查询指令并将返回数据保存在 flash 中（flash 存储空间 2MB，先进先出），直到 RTU达到设定的上传服务器时间间隔自动唤醒，连接服务器，将全部保存的多组数据一并发送，完成后切断 GPRS 连接，重新进入
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微功耗待机模式。
4. GPRS通信的实现1) RTU连接配置软件和读取参数
初次读取 RTU配置信息按以下步骤进行： RTU 连接计算机串口：通过 TR-432 485转 232 模块或者 USB转 485 电缆建立串口
连接。
配置 RTU 时连接 485通信端口 1，缺省波特率是 115200bps，如下图所示运行
RTUgprs.EXE 配置程序，设置本机串口波特率 115200， RTU 通电后，在左侧窗口会显示 GPRS RTU 字符，再点击读取 RTU 模块配置即可读取相关配置参数。
如按上述步骤无法正确读取配置参数，可以强制 RTU的串口进入配置模式，具体步骤如下：首先运行 RTUgprs.exe 配置程序，本机串口参数必须如上图设置（波特率 115200），
点击 RTU进入配置模式，再等 5 秒钟后给 RTU 通电 。 6 / 12
所谓 RTU进入配置模式，即配置软件将 RTU 的串口参数强制设置为缺省参数：波特率115200，数据位 8，校验位无，停止位 1。RTU 完成启动后，即会如下图显示 : CONFIG MODE GPRS RTU等字符
此时点击“读取 RTU模块配置”按钮即可正确读取 RTU 现有的配置参数。
2) 设置RTU GPRS通信参数
在如上图的 GPRS 通用配置界面，可以设置通信协议和服务器地址和端口，服务器地址支持 IP 地址或者域名；LP102 支持 Sijie 协议、透传协议和桑荣协议
另外，RTU 的 RS-485-1 配置端口的通信参数也在此界面设置。
3) 设置RTU 的通信选项如下图界面中，可以设置网络通信协议：TCP 或者 UDP。
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APN 地址根据使用 SIM 卡所归属运营商的相关信息设置，国内移动或联通的 SIM 卡对应的 APN 地址均为：CMNET。
勾选启用短信安全模式，可以限定只有设定的手机号发送的短信 AT 指令才能被执行。设定 RTU 无信号重启时间，可以使 RTU 在检测到没有 GSM 信号后及时重启恢复连
接。设定定时重启时间间隔，可以在 RTU没有 GPRS 连接的情况下，通过重启适时清理
内存，保证长期可靠工作。5. 模拟量输入的连接和设置1) 模拟量输入的连接方式：电流（0-20ma）输入的连接图：
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电压（0-5v）输入的连接图：
如上图，可以通过 P 端子向传感器供电（微功耗模式下，仅当 RTU 唤醒时有电源输出），电源输出的电压可以选择 12V（缺省）或 24V，通过 RTU内的跳接线实现，如下图所示：
设置模拟量输入的方式：电流或电压，在上图所示的 JP1 和 JP2跳接端子跳接实现。
2) 模拟量输入的参数设置：运行配置软件，在如下图的模拟量输入界面，设置相关参数。
在管脚类型中选择：电压输入或电流输入，如关闭输入，则选择无效管脚。 9 / 12
报警类型可以选择：超出上限报警、超出下限报警和超出范围均报警，具体上下限阀值在报警上限值和下限值的文本框中设置。
模拟量输入的校准RTU 计算模拟量电压值的公式是：电压＝测量值×斜率/2048+校准偏移量，电压值为整
数。RTU 计算模拟量电流值的公式是：电流＝（测量值×斜率/2048+校准偏移量）/计算电
流阻值，电流值为整数。通过校准将 RTU 模拟量数据和实际输入量建立对应关系。 设置测量精度，可以通过修改校准斜率值实现。
实际输入电流值： 校准斜率 模拟量电流数据 组态软件数
据还原处理组态软件显示
数据10.333ma 5000 10 /1 1010.333ma 50000 103 /10 10.310.333ma 500000 1033 /100 10.3310.333ma 5000000 10333 /1000 10.333
如用户希望实现模拟量数据和实际测量值尽量近似，可以通过修改计算电阻值，使电流的最大值和实际值近似。计算电阻值和电流的最大值呈反比关系。
最后，如果还存在一个系统偏移，可通过修改校准偏移量来实现参数的校准。
6. Modbus指令的设置和返回数据的解析
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1) 设置RTU定时主动查询连接在 485端口的modbus设备首先在 RTU 高级选项界面设置上传数据格式为：字符串格式。然后在如下界面设置 RTU 定时主动查询连接在 RS-485 端口 2 的 modbus 设备，最多
设置 5 个 modbus 指令。此时 RTU 为主设备，连接至 485 端口 2 的其他modbus 设备为从设备，RTU 查询外
接的 modbus 设备的时间间隔等于RTU管脚采样时间间隔。Modbus 查询指令在如下界面设置。
Modbus 查询指令为 16进制，格式如上红线标示，不加 CRC校验码（配置软件自动计算填入）。
2) Modbus查询指令和返回数据的解析以上图为第一条查询指令例，如查询流量计的瞬时流量，modbus 设备地址为 2。modbus 查询指令：02 03 00 00 00 02 C4 38
返回数据： 02 03 04 00 00 00 00 C9 33 有效数据 00 00 00 00 即瞬时流量为 0 m3/h
以上图为第二条查询指令例，如查询流量计的瞬时流量，modbus 设备地址为 2。modbus 查询指令：02 03 00 18 00 02 44 3F
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返回数据：02 03 04 C8 00 00 00 F7 53，有效数据是 C8 00 00 00 其中 00 00 是高字节数据，C8 00 是低字节数据 转换十进制数为 51200，超声波水位计显示后边三位数51200/1000=51.2m3
上传的字符串内容如下图
字符串的数据结构包括：时间标签 电源电压 对应 modbus 查询指令的返回数据。5 个指令分别对应的设备编号：M0 M1 M2 M3 M4。设备编号后面即 modbus 返回数据的有效内容。电源电压数据的单位是 mv，4040 即 4040mv=4.04v，提供此数据方便客户监控电池状态，锂电池 4.2v 电量为 100%，3.7v 电量为 0%。
3) 延时采集指令当 RTU 在设置的时间唤醒后，即可以通过电源输出给外围设备供电，鉴于外围设备从
供电到启动完成需要一些时间。特增加特殊的外设 MODBUS 指令，可以在 RTU 唤醒后，延时一段时间再开始数据采集
（对于模拟量的采集也同样延时）。指令为 00A501000005，前面的 00A5010000 保持不变，最后的 05代表延时 5秒钟。如延时 10s，指令为 00A50100000A。
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