SI-3L-SVR电波流速传感器使用说明.docx
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SI-3L™SVR 电波流速仪雷达传感器 使用说明 http://www.king-water.com 北京金水中科科技有限公司 目 录 欢 迎 词............................................................................................................................................3 关于本手册........................................................................................................................................4 1 安全信息........................................................................................................................................4 2 到货检查........................................................................................................................................5 3 开始使用........................................................................................................................................7 3.1 简介.....................................................................................................................................7 3.2 串行电缆.............................................................................................................................7 3.3 编程电缆.............................................................................................................................8 1 http://www.king-water.com 3.4 安装提示.............................................................................................................................9 4 配置雷达........................................................................................................................................9 4.1 设备准备.....................................................................................................................................9 4.2 开始配置...........................................................................................................................10 4.3 配置程序...........................................................................................................................10 4.4 配置项目解释...................................................................................................................15 4.4.1 Serial number（串行号码） ..........................................................................................15 4.4.2 Unit ID（雷达识别号） ................................................................................................15 4.4.3 Measurement（测量选项）...........................................................................................15 4.4.4 Target Report（目标报告） ..........................................................................................17 4.4.5 Target Select（目标选择） ...........................................................................................17 4.4.6 Cosine Horizontal and Cosine Vertical（水平余弦和垂直余弦）...............................18 4.4.7 Hold Time（保持时间） ...............................................................................................18 4.4.8 Update Rate（更新速率）.............................................................................................19 4.4.9 Sensitivity（灵敏度）....................................................................................................19 4.4.10 Alarm Speed Threshold（速度报警门限） ................................................................20 4.4.11 Baud Rate（波特率）..................................................................................................20 4.4.12 Serial Protocol（串行数据协议）...............................................................................21 4.5 加载新的固件并配置雷达...............................................................................................21 4.6 Configuration Note（配置说明） ....................................................................................26 4.7 雷达传感器的命令集.......................................................................................................26 5 性能提示......................................................................................................................................31 2 http://www.king-water.com 5.1 雷达如何工作...................................................................................................................31 5.2 雷达的干扰源和应对方法...............................................................................................32 5.2.1 角度干扰（余弦效应）................................................................................................32 5.2.2 电磁干扰（EMI） ........................................................................................................33 5.2.3 反射干扰........................................................................................................................33 5.2.4 多路径波束抵消............................................................................................................33 5.2.5 射频干扰........................................................................................................................33 5.2.6 扫描................................................................................................................................34 5.2.7 环境因素：雨或雪........................................................................................................34 6 清洁和储存..................................................................................................................................34 7 技术参数......................................................................................................................................34 7.1 天线参数...........................................................................................................................34 7.2 环境参数...........................................................................................................................35 7.3 测速范围参数...................................................................................................................35 7.4 功率参数...........................................................................................................................35 8 法律许可......................................................................................................................................36 8.1 法律许可文件...................................................................................................................36 8.2 FCC（联邦通讯委员会）陈述 ........................................................................................37 8.3 使用条件...........................................................................................................................37 8.4 安装注意...........................................................................................................................37 8.5 最终用户注意...................................................................................................................37 9 常见问题......................................................................................................................................37 3 http://www.king-water.com 10 质量保证....................................................................................................................................38 4 http://www.king-water.com 欢 迎 词 感谢您选择迪凯特电子的电波流速仪雷达传感器 SI-3L™（以下简称雷达传感器或者 传感器或者雷达） 。该传感器是一款高性能，低成本的专门用于测量水体表面流速的雷达传 感器。当水体的流速很高时，或者洪水条件下，使用传统的接触式测量仪器具有很大的安全 风险时，这款非接触式的水面流速测量设备就有很高的使用价值。 SI-3L™电波流速仪雷达传感器传感器具备许多优秀的功能。比如，当雷达传感器的发 射波束和目标有一定角度时，它可以进行水平和垂直的角度修正。垂直修正是通过角度感应 器自动修正，水平修正可以手动修正。 如果您因为迪凯特产品的优秀性能而对迪凯特的产品感兴趣，我们相信您会的，请您 联系您的所在地的迪凯特的销售代理，从而进一步了解迪凯特的其他电子产品，从中选择适 合您的产品来满足您的需要。 真诚的欢迎您来使用我们的产品，您会发现，它们的确是同类中最好的产品！ 5 http://www.king-water.com ----迪凯特电子的全体员工和管理者 关于本手册 本手册包含很多有价值的信息，这些信息可以帮助您使用和维护您的雷达传感器，这 样您就可以使您的雷达保持最好的性能和最长的使用寿命。请您花上几分钟时间通篇阅读它， 并把他放在您顺手的地方以备将来参考。 请注意下面的符号： 6 http://www.king-water.com 这个符号表示，请您仔细阅读。因为，它表示您阅读是安全警告类的信息。 这个符号表示，有用的帮助提示信息，或者提请您注意的信息。 1 安全信息 您的有关产品的所有的服务的需求都可以向产品制造商提出，并得到回复。 请不要施加超过雷达传感器标称的工作电压，否则将会坏雷达传感器。 从雷达传感器的串行电缆，您可以施加+9VDC 到+24VDC 的电压，一般使用 12VDC。 您自行打开雷达传感器，将使得雷达传感器的质量保证期失效，即使雷达传感器 还在质保期限以内。因为，雷达传感器里面没有用户可以维护的元件。 7 http://www.king-water.com 请不要将雷达传感器暴露在过度潮湿的环境中，更不要把他浸入水中。当把电源/ 数据电缆插入雷达传感器时，雷达传感器具备防水性能。 请不要把雷达传感器掉落到硬物的表面，因为这有可能随坏它。因为雷达传感器 因为掉落或者因为不正确使用导致的损坏，不属于保修质量保证范围。 违反本手册指南使用导致的损坏，也不在质量保证期范围。 2 到货检查 当您拿到您的 SI-3L™电波流速仪雷达传感器时： 请仔细检查，看看有没有因为运输或者装卸而导致的损坏，如果有，请拍照。 如果运货司机还在，请立即告诉他任何货物的损坏 在运输货单上对损坏情况做记录并保存。 包装箱里应该包括下面图示的物品，以及用户使用说明。 SI-3L™电波流速仪雷达传感器 8 http://www.king-water.com 配置光盘 9 http://www.king-water.com 串行数据电缆 3 开始使用 3.1 简介 SI-3L™电波流速仪雷达传感器是一个低成本的水体表面流速的的测速雷达传感器，专 门用来测量水体表面的流速，并且流速信息数据可以通过 RS232 串口进行输出。雷达流速传 感器的设计使它可以适应各种水体表面流速的测量。您还可以通过配置软件来根据您的特殊 要求来配置雷达传感器。请参考第 4 章的配置信息。 3.2 串行电缆 雷达传感器的供电采用直流 12V 供电。可用通过串行电缆给雷达供电，串行电缆有两 10 http://www.king-water.com 个连接头。圆形的连接头插入雷达传感器，DB9 头一方面用来和雷达进行通讯，另一方面给 雷达供电。当连接串行数据电缆时，您一定要清楚电缆的 DB9 连接器不像标准的 RS232 连接 器，因为标准的 RS232 连接器不提供 12V 直流电源，而我们此处用的 DB9 连接器，借用了两 个引脚给雷达进行供电，一个是连接电源的正极，一个连接电源的负极。下面图示了此处的 DB9 连接器的引脚分配。 图 3.2 正对 DB9 连接器看进去的雷达串口 引脚 1：+12VDC 引脚 2：RS232TX 引脚 3：RS232RX 引脚 4：N/C 引脚 5：RS232 地 引脚 6：N/C 引脚 7：N/C 11 http://www.king-water.com 引脚 8：遥控 引脚 9：电源负极 请注意：SI-3L™电波流速仪雷达传感器仅当串行电缆插入时，才具备防水效果。因为 串行电缆的圆形接口一端包含了一个“O”型圈，可以用来密封雷达传感器。 3.3 编程电缆 您如果要配置雷达和测试雷达，您可以使用编程电缆。编程电缆的两端设计成 DB9 头，其中含有红黑线的一端用来给雷达供电。编程电缆的有红黑线的一端连接雷达的串行电 缆，另一端连接电脑。红黑线一端的红线连接直流 12V 正极，黑线连接直流 12V 负极。当 您把雷达的编程软件装入电脑时，您就可以按照您的要求来配置雷达了。请参照第 4 章的配 置信息。 图 3.3 编程电缆 12 http://www.king-water.com 3.4 安装提示 SI-3L™电波流速仪雷达传感器的背面配有四个安装孔，参见图 3.4。您可以使用这些 安装孔来安装雷达。请您注意，安装雷达时，一定要使雷达背面的通讯连接器向下（在雷达 的下半部分），如图 3.4 所示，这样可以确保雷达发挥最优的性能。 图 3.4 雷达背面的安装孔如箭头所示 4 配置雷达 在进行配置之前，请确信您的电脑里面安装了 Microsoft Net Framework Version 4.0™组 ® 件，如果没有，您可以打开下面的链接进行安装。 http://msdn.microsoft.com/en-us/netframework/aa569263.aspx. 13 http://www.king-water.com 4.1 设备准备 您需要准备以下设备： SI-3L™电波流速仪雷达传感器。 编程电缆。 带有串口的 PC 机或者没有串口，请准备 USB 转 RS232 串口的适配器。 串行数据电缆 配置软件光盘 直流 12V 电源 4.2 开始配置 1，将串行电缆的圆形连接头和雷达传感器后面的数据输出接口相连接。 2，将编程电缆的有红黑线的接头和串行数据电缆的 DB9 头连接。 3，将编程电缆的红线接直流 12V 电源的正极，黑线连接 12V 电源的负极，但不要打 开电源。 4，将编程电缆的另一端连接有串口的电脑。如果您没有带串口的电脑，请使用 USB 转 RS232 串口的适配器，请记住，务必首先安装适配器的驱动程序。将 USB 转 RS232 串口 的适配器插到您电脑的 USB 接口上，再将编程电缆的另一端连接到适配器的串口上。 4.3 配置程序 1，打开并运行配置程序，如图 4.3a 所示。 14 http://www.king-water.com 图 4.3a 配置程序界面 2，雷达传感器的配置界面可以自动识别指定的 USB 接口。但是，如果因为一些别的 原因，配置软件没有识别您使用的 USB 接口，您可以使用下面的方法来处理。 15 http://www.king-water.com 图 4.3b 计算机设备管理器界面 请检查您的电脑的“设备管理器/端口”设置，数据端口设置为“USB 串口” 。请注意 此端口的分配，本例中，USB 串口被指派为串口 4（COM4）。您的端口设置有可能和本例 的不一样，这是因为当把 USB 转串口适配器插入电脑时，电脑对端口的分配可能发生改变。 3，在雷达配置软件的“Program/Com Serial Port Settings 程序/串口设置”界面中点击 向下的箭头，选择您的电脑分配给 USB 转串口适配器的 COM 端口。您的电脑如果有串行 数据接口，那么，端口的分配就是正常的“Com1”或者“Com2” 。如果您使用 USB 转串口 16 http://www.king-water.com 适配器，请选择“Device Manager/Ports（设备管理器/端口）”显示的串口。一旦正确的端口 知晓，您可以关闭“Device Manager/Computer Management（设备管理器/计算机管理）”界 面。 图 4.3c 选择串口 4，选择完串口以后，点击下图 4.3d 的“Open Port（打开端口）”按钮，那么，一条 “COM port OPEN（串口打开） ”的信息就会显示出来，表示选择的串口已经处于活动状态。 图 4.3d 串口打开提示 17 http://www.king-water.com 5，点击“CONFIGURE（配置） ”按钮，见图 4.3e，同时,请在 3 秒钟之内，给雷达加 电。 图 4.3e 点击配置按钮 6，雷达配置软件将弹出“SVR Configuration Items（SVR 配置项目）”对话框。如图 4.3f 所示。 18 http://www.king-water.com 图 4.3f 雷达配置项目界面 7，选择您要配置的项目进行配置以满足您的实际要求。关于配置的解释参见 4.4 节。 19 http://www.king-water.com 8，当所有的配置选项配置完成之后，点击“OK”按钮，结束配置。配置程序将把最 新配置加载到雷达传感器中，这时，雷达传感器就可以按照您的要求来使用了。 4.4 配置项目解释 “"SVR Configuration Items（雷达配置项目）”界面可以使您根据自己的实际使用要 求来配置雷达。关于“SVR Configuration Items（SVR 配置项目） ”的解释如下。 4.4.1 Serial number（串行号码） 由厂家预设，不用理会。 4.4.2 Unit ID（雷达识别号） 由厂家预设，不用理会。 4.4.3 Measurement（测量选项） 请选择 SI-3L™电波流速仪雷达传感器的速度测量单位。在水面流速的测量中，您只可 以选择“fps（英尺每秒）”或者“m/s（米每秒）” 。 Miles-per-hour（英里每小时），选择“mph” 。 Kilometers-per-hour（公里每小时），选择“km/h” 。 Meters-per-second（米每秒），选择“m/s”。 Feet-per-second（英尺每秒），选择“fps”。 如图 4.4.3a 所示，您可以通过选择“High Speed（高速）”或者“Low Speed（低速）” 单选框，来选择不同的速度范围以适应那您的需求。对于每一种速度单位，最大和最小速度 分别在“Max unit speed（最大速度）”和“Min unit speed（最小速度）”框中进行显示。对 20 http://www.king-water.com 于不同的速度单位，速度范围分别是： 对“mph”：Low Speed（低速）范围：0.1 – 13.6 High Speed（高速）范围：0.2 – 45.0 对“km/h”：Low Speed：0.1 – 20.0 High Speed：0.2 – 70.0 对“m/s”： Low Speed：0.1 – 6.1 High Speed：0.2 – 20 对“fps” Low Speed：0.1 -20 High Speed：0.2 – 70 作为一个例子，图 4.4.3a 选择的速度范围是“High Speed” ，速度单位是“fps”。 图 4.4.3a 选择 High speed 和 fps 在最大和最小速度范围以内，您可以任意调整您需要的速度范围。如图 4.4.3b 所示， 您可以通过改变“MAX Speed（最大速度） ”和“MIN Speed（最小速度）”窗口中的值，来 21 http://www.king-water.com 选择您需要的速度范围。在最大和最小速度值以外的速度将不会输出。 图 4.4.3b 选择您所需要的速度范围 比如，您选择的速度单位是“mph” ，速度范围是“High speed” ，那么雷达将会输出从 0.2 到 45.0mph 范围的速度值。如果您需要忽略 30mph 以上的速度，那么您可以在“MAX speed”数据框中输入 30，那么高于 30mph 的速度将不再输出。同样，您想让 10mph 以下的 速度被忽略，那么您可以在“MIN Speed”数据框中输入 10，那么，10mph 以下的速度不再 输出。 4.4.4 Target Report（目标报告） 对于“Target Report（目标报告） ”，您有四个选项可选择测量目标的运动方向。一般 情况下，当您第一次配置雷达时，我们建议您选择“ALL（所有）”选项。 All：跟踪所有的最强信号目标，忽略目标运动方向。 Approach and Recede（接近和离开） ： 跟踪接近或者离开的具有真实方向性的最强信号 目标。这个跟踪模式包含了方向滤波器，它可以滤除任何方向性不强的或者说方向性不明的 目标。 22 http://www.king-water.com Approach（接近）：只跟踪接近雷达的最强信号的目标，忽略其他方向的目标。 Recede（离开）：只跟踪离开雷达的最强信号的目标。 图 4.4.4 Target Report（目标报告） 4.4.5 Target Select（目标选择） 在流速测量中，此项没有选择。默认的选择就是“Strongest（最强）” 图 4.4.5 Target Select（目标选择） 23 http://www.king-water.com 4.4.6 Cosine Horizontal and Cosine Vertical（水平余弦和垂直余弦） 对于“桥”式安装，您把雷达传感器架设到水面的上方，并且略微向下倾斜的指向水 面，此时，您需要输入垂直方向的俯仰角度，进行垂直余弦修正，以确保雷达可以测量出正 确水面流速。另外，如果雷达的安装位置和水面的流速方向有水平方向的夹角，那么你需要 输入水平方向上的方位角度，进行水平余弦修正。当雷达的架设，与水面既有俯仰角度又有 方位角度时，那么这两角度都需要修正。请记住，这两个角度的范围必须在 0°到 45°之 间。默认是“0°”。 图 4.4.6 余弦角度修正 请您注意，当您做余弦角度修正时，请务必考虑水流的余弦角度。当雷达传感器安装 方向指向的水面，水面的流速是顺流向下流动时，那么余弦角度的修正值应该是雷达的角度 和水流角度的差，也就是说要用雷达角度的值减去水流角度的值。比如，雷达的安装的垂直 方向俯角为 30°，而顺流向下水流的俯角是 10°，那么实际的垂直修正角度应该是 30°减 去 10°，也就是 20°。 同样地，如果雷达的装角度指向逆流的向下水流时，那么，垂直角度的修正值必须加 上逆流的水面的俯角。比如，如上例，雷达角度 30°，逆流的水流角度是 10°，那么垂直 角度的修正值就是 30°加 10°，也就是 40°。 24 http://www.king-water.com 4.4.7 Hold Time（保持时间） Hold Time（保持时间）数据框中的值表示当目标离开雷达的波束区域以后，数据继续 保持的时间长度，单位是毫秒，默认值是 1000 毫秒。 图 4.4.7 数据保持时间 4.4.8 Update Rate（更新速率） 更新速率的意思是，测量的速度数据以什么样的时间间隔送出。最低可以设置为 1 秒， 最高为 8 秒。更新速率和活动串口的数量不影响测量的精度。默认更新速率是 1 秒，也就是 每隔 1 秒，送一次数。 图 4.4.8 数据更新速率 25 http://www.king-water.com 4.4.9 Sensitivity（灵敏度） SI-3L™ SVR 电波流速仪雷达传感器的灵敏度分为 1-10 级。您拿到手的新雷达，厂家 设置为 10，但一般建议您应设置的比 10 小些。 图 4.4.9 灵敏度设置 4.4.10 Alarm Speed Threshold（速度报警门限） 当测量的速度值高过设定的速度报警门限时，雷达会输出一个低电平（集电极开路输 出） 。 图 4.4.10 速度报警门限设置 26 http://www.king-water.com 请注意，集电极开路输出的驱动电流是 50mA，负载的驱动电流如果超 过 50mA，那么就会损坏雷达传感器。 4.4.11 Baud Rate（波特率） 波特率可以是每秒：1200，2400，4800，9600,19200,38400,57600,115200 等。串口 的通讯协议为：8 位数据位，无校验，一位停止位。默认的波特率为 9600。 图 4.4.11 波特率设置 4.4.12 Serial Protocol（串行数据协议） 电波流速仪雷达传感器目前只给出一个串口协议。[ss.sss]表示输出的速度数据的格式。 方括号内的句点表示小数点。“S”代表十进制数，