詳細(xì)介紹
1、產(chǎn)品概述
潮汐監(jiān)測(cè)傳感器是一款專(zhuān)為海洋潮汐水位測(cè)量設(shè)計(jì)的毫米波雷達(dá)傳感器。該傳感器采用FMCW(頻率調(diào)制連續(xù)波)模式,具有非接觸式安裝設(shè)計(jì),體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。適用于沿海潮汐監(jiān)測(cè)、港口水位管理、海洋環(huán)境研究以及防洪預(yù)警等場(chǎng)景,能夠穩(wěn)定應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的海洋環(huán)境。
潮汐監(jiān)測(cè)傳感器是一款專(zhuān)為海洋潮汐水位測(cè)量設(shè)計(jì)的毫米波雷達(dá)傳感器。該傳感器采用FMCW(頻率調(diào)制連續(xù)波)模式,具有非接觸式安裝設(shè)計(jì),體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。適用于沿海潮汐監(jiān)測(cè)、港口水位管理、海洋環(huán)境研究以及防洪預(yù)警等場(chǎng)景,能夠穩(wěn)定應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的海洋環(huán)境。
2、產(chǎn)品主要參數(shù)指標(biāo)
| 參數(shù) | 符號(hào) | 最小值 | 典型值 | 值 | 單位 | 說(shuō)明 |
| 發(fā)射頻率 | ƒ | 77 | | 81 | GHz | 帶寬4G |
| 輸出功率(EIRP) | Pout | | 13 | 20 | dBm | |
| 波束寬度(-3dB) | | | | | | |
| - 水平方向 | | | 6 | | ° | |
| - 垂直方向 | | | 6 | | ° | |
| 工作電壓 | VCC | 9 | 12 | 24 | V | |
| 工作電流 | ICC | | 20 | | mA | 典型值 |
| 輸出方式 | | | | | | RS485通訊,默認(rèn)波特率115200,支持ASCII/Modbus協(xié)議自由切換 |
| 工作溫度 | TOP | -45 | | +85 | ℃ | |
| 外形尺寸 | | | Φ66x96 mm | | | 直徑×高度 |
| 重量 | | | 212 g | | | |
| 測(cè)量指標(biāo) | | | | | | |
| - 測(cè)距范圍 | | 0.1 | | 40 | m | 測(cè)量范圍 |
| - 測(cè)量精度 | | | ±2 | | mm | |
| - 分辨率 | | | 1 | | mm | |
| - 啟動(dòng)時(shí)間 | | | 100 | | ms | 啟動(dòng)時(shí)間 |
說(shuō)明:
雷達(dá)工作頻段為80GHz,測(cè)距范圍為40米,受目標(biāo)物體的RCS(雷達(dá)散射截面)影響,實(shí)際探測(cè)距離可能有所偏差。
出廠默認(rèn)配置兼容ASCII和MODBUS兩種協(xié)議,用戶可根據(jù)相應(yīng)指令自由切換模式(詳細(xì)協(xié)議文件請(qǐng)向我司索?。?。
3、產(chǎn)品特點(diǎn)
非接觸式設(shè)計(jì): 無(wú)需直接接觸水面,避免海水腐蝕和機(jī)械磨損,延長(zhǎng)使用壽命。
高精度測(cè)量: 提供±2mm的測(cè)量精度和1mm的分辨率,滿足潮汐監(jiān)測(cè)的高精度需求。
抗干擾能力強(qiáng): 毫米波技術(shù)有效應(yīng)對(duì)海浪、霧氣和雨水的干擾,確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
低功耗運(yùn)行: 典型工作電流僅20mA,適合長(zhǎng)期野外部署和太陽(yáng)能供電場(chǎng)景。
緊湊便攜: 直徑66mm、高度96mm的輕量化設(shè)計(jì),重量?jī)H212g,便于安裝和維護(hù)。
4、應(yīng)用場(chǎng)景
潮汐監(jiān)測(cè): 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沿海地區(qū)的潮汐變化,為海洋研究和航運(yùn)安全提供數(shù)據(jù)支持。
港口管理: 精確測(cè)量港口水位,優(yōu)化船舶調(diào)度和碼頭運(yùn)營(yíng)。
防洪預(yù)警: 監(jiān)測(cè)異常水位變化,及時(shí)預(yù)警風(fēng)暴潮或海嘯風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)境研究: 支持海洋生態(tài)和氣候變化相關(guān)研究,提供長(zhǎng)期水位數(shù)據(jù)。
5、接口與接線定義
接口定義:
1:V+(正電源)
2:V-(負(fù)電源)
3:485A(RS485通訊A線)
4:485B(RS485通訊B線)
通訊方式: RS485接口,默認(rèn)波特率115200,支持ASCII/Modbus協(xié)議切換,方便集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。
對(duì)接協(xié)議:
1. MODBUS-RTU指令
雷達(dá)工作頻段為80GHz,測(cè)距范圍為40米,受目標(biāo)物體的RCS(雷達(dá)散射截面)影響,實(shí)際探測(cè)距離可能有所偏差。
出廠默認(rèn)配置兼容ASCII和MODBUS兩種協(xié)議,用戶可根據(jù)相應(yīng)指令自由切換模式(詳細(xì)協(xié)議文件請(qǐng)向我司索?。?。
3、產(chǎn)品特點(diǎn)
非接觸式設(shè)計(jì): 無(wú)需直接接觸水面,避免海水腐蝕和機(jī)械磨損,延長(zhǎng)使用壽命。
高精度測(cè)量: 提供±2mm的測(cè)量精度和1mm的分辨率,滿足潮汐監(jiān)測(cè)的高精度需求。
抗干擾能力強(qiáng): 毫米波技術(shù)有效應(yīng)對(duì)海浪、霧氣和雨水的干擾,確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
低功耗運(yùn)行: 典型工作電流僅20mA,適合長(zhǎng)期野外部署和太陽(yáng)能供電場(chǎng)景。
緊湊便攜: 直徑66mm、高度96mm的輕量化設(shè)計(jì),重量?jī)H212g,便于安裝和維護(hù)。
4、應(yīng)用場(chǎng)景
潮汐監(jiān)測(cè): 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沿海地區(qū)的潮汐變化,為海洋研究和航運(yùn)安全提供數(shù)據(jù)支持。
港口管理: 精確測(cè)量港口水位,優(yōu)化船舶調(diào)度和碼頭運(yùn)營(yíng)。
防洪預(yù)警: 監(jiān)測(cè)異常水位變化,及時(shí)預(yù)警風(fēng)暴潮或海嘯風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)境研究: 支持海洋生態(tài)和氣候變化相關(guān)研究,提供長(zhǎng)期水位數(shù)據(jù)。
5、接口與接線定義
接口定義:
1:V+(正電源)
2:V-(負(fù)電源)
3:485A(RS485通訊A線)
4:485B(RS485通訊B線)
通訊方式: RS485接口,默認(rèn)波特率115200,支持ASCII/Modbus協(xié)議切換,方便集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。
對(duì)接協(xié)議:
1. MODBUS-RTU指令
| 寄存器 | 讀寫(xiě) | 參數(shù)含義 | 指令 | 備注 |
| 0x0000 | R/- | 空高 | 01 03 00 00 00 01 84 0A | 單位:cm濾波后數(shù)據(jù),測(cè)距時(shí),讀空高即可 測(cè)水位時(shí),需要提前設(shè)置安裝高度。讀取到的水位值=安裝高度-空高,私有協(xié)議下的數(shù)據(jù)是空高數(shù)據(jù) |
| 0x0001 | R/- | 空高 | 01 03 00 01 00 01 D5 CA | 單位mm,濾波后數(shù)據(jù) |
| 0x0002 | R/- | 水位 | 01 03 00 02 00 01 25 CA | 單位cm,濾波后數(shù)據(jù) |
| 0x0003 | R/- | 水位 | 01 03 00 03 00 01 74 0A | 單位mm,濾波后數(shù)據(jù) |
| 0x0004 | R/- | 信號(hào)強(qiáng)度 | 01 03 00 04 00 01 C5 CB | 大于30dB信號(hào)好 |
| 0x0005 | R/W | 安裝高度 | 01 03 00 05 00 01 94 0B 01 06 00 05 [AA] [BB] [CC] [DD] | 單位:cm雷達(dá)到水底的距離,水位等于安裝高度減去空高。要讀水位,首先設(shè)置安裝高度。 |
| 0x270F | R/- | 心跳寄存器 | 01 03 27 0F 00 01 BE BD | 每讀取一次數(shù)值加1,判斷雷達(dá)是否正常工作。 |
| 0x03E7 | -/W | 切換到私有協(xié)議 | 01 06 03 E7 55 AA 86 96 | 切換到私有協(xié)議保持現(xiàn)有波特率 |
| 0x03E7 | -/W | 切換到私有協(xié)議 | 01 06 03 E7 55 BB 46 9A | 切換到私有協(xié)議恢復(fù)原有波特率 |
| 0x3E8 | R/- | 測(cè)距輸出值 | 01 03 03 E8 00 01 04 7A 01 03 03 E8 00 02 44 7B | (濾波后,單位為mm)濾波后數(shù)據(jù)干擾更小,變化更慢,高16bit |
| 0x3E9 | R/- | 測(cè)距輸出值 | 01 03 03 E9 00 01 55 BA | (濾波后,單位為mm)濾波后數(shù)據(jù)干擾更小,變化更慢,低16bit |
| 0x3EA | R/- | 測(cè)距輸出值 | 01 03 03 EA 00 01 A5 BA 01 03 03 EA 00 02 E5 BB | (濾波前,單位為mm)濾波前數(shù)據(jù)會(huì)有干擾,變化較快,高16bit |
| 0x3EB | R/- | 測(cè)距輸出值 | 01 03 03 EB 00 01 F4 7A | (濾波前,單位為mm)濾波前數(shù)據(jù)會(huì)有干擾,變化較快,低16bit |
| 0x3F4 | R/W | 設(shè)備地址 | 01 03 03 F4 00 01 C5 BC 01 06 03 F4 [AA] [BB] [CC] [DD] | 范圍:0x01-0xFD支持廣播0xFF |
| 0x3F6 | R/W | 波特率調(diào)整 | 01 03 03 F6 00 01 64 7C 01 06 03 F6 [AA] [BB] [CC] [DD] | 48 96 144 192 384 560 576 讀,寫(xiě)波特率,為實(shí)際波特率/100 |
| 0x3F7 | R/W | 切換到空高自動(dòng)模式 | 01 03 03 F7 00 01 35 BC 01 06 03 F7 [AA] [BB] [CC] [DD] | 寫(xiě)入0關(guān)閉空高自動(dòng),寫(xiě)入1打開(kāi)空高自動(dòng)。 |
| 0x3F8 | R/W | 恢復(fù)背景建模 | 01 06 03 F8 55 AA B7 50 | |
| 0x041E | -/W | 雷達(dá)重啟 | 01 06 04 1E 00 01 29 3C | 重啟必要時(shí)重啟雷達(dá) |
| 0x07D1 | R/W | 距離跳變 | 01 03 07 D1 00 01 D5 47 01 06 07 D1 [AA] [BB] [CC] [DD] | 范圍:0x01-0xFF當(dāng)距離跳變 大于 DeltaR 時(shí),輸出保持原值 |
| 0x07D2 | R/W | 距離跳變 | 01 03 07 D2 00 01 25 47 01 06 07 D2 [AA] [BB] [CC] [DD] | 范圍:0x01-0xFF當(dāng)跳變發(fā)生,當(dāng)跳變的幀數(shù)大于 DeltaT 時(shí),更新輸出值為新值 |
| 0x07D4 | R/W | 量程 | 01 03 07 D4 00 01 C5 46 01 06 07 D4 00 [AA] [BB] [CC] | 默認(rèn):0X0A,單位m量程與產(chǎn)品型號(hào)有關(guān) |
| 0x07D5 | R/W | 中頻增益AGC | 01 03 07 D5 00 01 94 86 01 06 07 D5 00 [AA] [BB] [CC] | 0自動(dòng),1-11固定增益,最小值為0,值為11 |
| 0x07D6 | R/W | 盲區(qū)參數(shù)設(shè)置 | 01 03 07 D6 00 01 64 86 01 06 07 D6 00 [AA] [BB] [CC] | 范圍0x01-0xFF單位0.01米 |
| 0x07D7 | R/W | 發(fā)射功率 | 01 03 07 D7 00 01 35 46 01 06 07 D7 00 [AA] [BB] [CC] | 最小值為7,值為0 |
| 0x07D8 | R/W | 初始值矯正 | 01 03 07 D8 00 01 05 45 01 06 07 D8 00 [AA] [BB] [CC] | 范圍0x01-0xFF,01相當(dāng)于增加1mm,02增加2mm;FF相當(dāng)于減去1mm,F(xiàn)E減去2mm |
| 0x07D9 | R/W | 靈敏度調(diào)整: | 01 03 07 D9 00 01 54 85 01 06 07 D9 00 [AA] [BB] [CC] | 范圍1-20,值越小越靈敏 |
| 0x07DA | R/W | 采樣率調(diào)整 | 01 03 07 DA 00 01 A4 85 01 06 07 DA 00 [AA] [BB] [CC] | 范圍0x01-0xFF,修改采樣率可以調(diào)整雷達(dá)功耗 |
| 0x07DB | R/W | 頻譜搜索模式 | 01 03 07 DB 00 01 F5 45 01 06 07 DB 00 [AA] [BB] [CC] | 模式切換:4,峰值搜索,5,域值搜索 |
| 0x07DC | R/W | 背景建模 | 01 03 07 DC 00 01 44 84 01 06 07 DC 00 [AA] [BB] [CC] | 8:關(guān)閉背景差9:開(kāi)啟背景差 10:重建背景 重建背景,一定要先打開(kāi)背景差模式,否則不保存 |
| 0x07DD | R/W | 設(shè)置濾波隊(duì)列長(zhǎng)度 | 01 03 07 DD 00 01 15 44 01 06 07 DD 00 [AA] [BB] [CC] | 范圍:0x08-0xFF 出廠默認(rèn)值:128 濾波緩沖隊(duì)列時(shí)長(zhǎng)=濾波隊(duì)列長(zhǎng)度/采樣率 濾波初始輸出時(shí)間=濾波隊(duì)列長(zhǎng)度/采樣率/4 濾波隊(duì)列長(zhǎng)度由小變大時(shí)需要等待隊(duì)列內(nèi)數(shù)據(jù)補(bǔ)充至1/4時(shí)才有數(shù)值輸出,長(zhǎng)度由大變小時(shí)無(wú)需等待。 |
| 0x07DE | R/W | 0-255 | | 背景建模時(shí)剔除距離值1,單位0.1米,在建模時(shí)剔除該值前后各0.5米的回波信號(hào),用線性插值表示,設(shè)置為0時(shí)不剔除任何區(qū)域。 |
| 0x07DF | R/W | 0-255 | | 背景建模時(shí)剔除距離值2 |
| 0x07E0 | R/W | 0-255 | | 背景建模時(shí)剔除距離值3 |
| 0x07E1 | R/W | 0-255 | | 背景建模時(shí)剔除距離值4 |
| 0x07E2 | R/W | 0-255 | | 背景建模時(shí)剔除距離值5 |
| 0x07E3 | R/W | 0-255 | | 背景建模時(shí)剔除距離值6 |
| 0x07E4 | R/W | 0-255 | | 背景建模時(shí)剔除距離值7 |
| 其他說(shuō)明: 1、讀寫(xiě)功能碼03,寫(xiě)單個(gè)寄存器06,默認(rèn)地址是:1 2、數(shù)據(jù)格式: 8N1 效驗(yàn): CRC16 (多項(xiàng)式A001) 3. 以上寄存器編號(hào)是十進(jìn)制的,需要轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制,通過(guò)MODBUS協(xié)議操作這些寄存器 例如打開(kāi)域值搜索模式,我們需要發(fā)送01 06 07 DB 00 05 38 86 字節(jié),設(shè)備地址 第二字節(jié),功能碼0x03讀取寄存器的值,0x06改寫(xiě)寄存器的值 第三四字節(jié),寄存器地址 第五六字節(jié),功能碼位0x03時(shí):要讀取的寄存器個(gè)數(shù) 功能碼位0x06時(shí):要存入寄存器的數(shù)據(jù) 第七八字節(jié),CRC校驗(yàn) 當(dāng)我們需要寫(xiě)寄存器時(shí),會(huì)存在[AA] [BB] [CC] [DD] 這些參數(shù),需要根據(jù)需求確定這些參數(shù)的值 | ||||
2. 私有協(xié)議:
1)設(shè)置命令1:07 F5 0B AA BB CC DD EE FF GG HH II JJ KK
推薦默認(rèn)參數(shù):07 F5 0B 00 FF 01 80 0A 00 01 07 00 05 64(LDRR01 120GHz)
推薦默認(rèn)參數(shù):07 F5 0B 00 FF 01 80 0A 00 01 07 00 05 64(LDRR03 120GHz)
推薦默認(rèn)參數(shù):07 F5 0B 00 FF 01 80 28 00 0A 07 00 10 64(LDRR04 80GHz)
推薦默認(rèn)參數(shù):07 F5 0B 00 FF 01 80 4B 00 14 07 00 10 64(LDRR08 24GHz)
讀取已設(shè)參數(shù):07 F5 0B 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
AA輸出格式:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x00-0X01,0x00>兩列輸出,0x01>六列數(shù)據(jù)輸出,該參數(shù)斷電不保存。
BB距離跳變DeltaR閾值:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x01-0xFF,單位mm,當(dāng)距離跳變大于DeltaR時(shí),輸出保持原值,除非達(dá)到DeltaT閾值。
CC距離跳變DeltaT閾值:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x01-0xFF,跳變幀計(jì)數(shù),當(dāng)跳變發(fā)生,且跳變的幀數(shù)大于DeltaT時(shí),更新輸出值為新值。
DD設(shè)置濾波隊(duì)列長(zhǎng)度:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x08-0xFF。
EE量程設(shè)置:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x00-0x4B,出廠默認(rèn)值根據(jù)不同型號(hào)確認(rèn)。
FF中頻增益:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x00-0x08,0x00為自動(dòng)增益,0x01-0x08為固定增益,倍數(shù)為1,2,4,8,16,32,64,128,如果需要高精度測(cè)量,需要調(diào)整到合適固定增益。
GG盲區(qū)設(shè)置:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x00-0xFF,單位0.01米,可配置最小盲區(qū)內(nèi)的干擾信號(hào)。
HH發(fā)射功率:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x01-0x07,07發(fā)射功率最小,01。
II距離修正:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x00-0xFF,調(diào)整單位1mm。例如:01增加1mm,02增加2mm。FF減1mm,F(xiàn)E減去2mm。
JJ CFAR值:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x01-0xFF,此參數(shù)可以降低讀取數(shù)值的靈敏度,遇到有干擾比較多,可適當(dāng)增加。
KK刷新率:8bit無(wú)符號(hào)數(shù),設(shè)置范圍0x00-0xFF,0x01 0.1fps,0x64 10fps。此參數(shù)設(shè)置,雷達(dá)探測(cè)輸出數(shù)據(jù)變化,可以有效降低功耗。一般不用設(shè)置。
2)設(shè)置命令2:07 F5 08 00 01 02 03 04 05 06 07
切換至MODBUS協(xié)議,返回Switch to Modbus Mode... Done,命令可掉電保存
3)設(shè)置命令3:07 F6 08 [AA] [BB] [CC] [DD] [EE] [FF] [GG] [HH]
[AA]:bit0:0:關(guān)閉背景差
[AA]:Bit0:1:開(kāi)啟背景差
[AA]:Bit1:0:峰值搜索模式,(默認(rèn))。
[AA]:Bit1:1:首波模式
[AA]:Bit6:0:不讀回【07 F6 08】的配置信息
[AA]:Bit6:1:回送【07 F6 08】的配置信息
[AA]:Bit7:0:保持原背景不變,不重建背景,[BB] [CC] [DD] [EE] [FF] [GG] [HH]參數(shù)無(wú)效。
[AA]:Bit7:1:重建背景
[BB]~[HH]:背景建模剔除距離值,單位0.1米,在建模時(shí)剔除設(shè)置值前后各0.5米回波信號(hào),用線性插值代替。
示例及說(shuō)明:
1,07 F6 08 83 16 1B 00 00 00 00 00(背景學(xué)習(xí),一定要打開(kāi)背景差開(kāi)關(guān))首波模式,開(kāi)背景差,重建背景。重建時(shí)剔除2.2±0.5米和2.7±0.5米的兩個(gè)范圍。如果設(shè)置區(qū)域重復(fù),則合并成一個(gè)剔除區(qū),[1.7---2.7]U[2.2…3.2]=[1.7…3.2]
2,07 F6 08 00 00 00 00 00 00 00 00(關(guān)閉首波模式,關(guān)閉背景差模式)
3,07 F6 08 40 00 00 00 00 00 00 00(查詢工作模式參數(shù))
4,峰值搜索模式下,打開(kāi)背景差,重建背景,可以有效降低盲區(qū)信號(hào)雜波比。
5,07 F6 08 20 00 00 00 00 00 00 00 (回送頻譜數(shù)據(jù)),Begin……….End。 共4096行,列是頻譜(原始頻譜,未作背景差學(xué)習(xí))第二列是背景(若未建背景,默認(rèn)為0。)
6,以HEX格式讀取 全部頻譜
4)設(shè)置命令4:07 F6 08 08 00 00 00 00 00 00 00
以HEX格式讀取 FFT起點(diǎn)到量程終點(diǎn)頻譜
5)設(shè)置命令5:07 F6 08 04 00 00 00 00 00 00 00
雷達(dá)回復(fù):
Begin
[A0.MSB][A0.LSB][B0.MSB][B0.LSB]
[A1.MSB][A1.LSB][B1.MSB][B1.LSB]
[An.MSB][An.LSB][Bn.MSB][Bn.LSB]
End
A是頻譜(原始頻譜,未做背景差),B是背景(如果未建背景,默認(rèn)為0),全部回讀時(shí),n=4096;部分回讀時(shí),n與設(shè)置的雷達(dá)探測(cè)范圍相關(guān)。
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