RPT3051WL无线变送器概况:
传统基础: RPT3051WL无线温度变送器采用FSTN高清晰段码液晶,同时适用于多达十种的各型热电偶和热电阻信号变送。该产品使用24位Σ-△模拟前端,保证测量的高精度;完善的防浪涌、防雷击以及防反接设计,避免了工程应用中的误安装和误操作;增强的软件安全设计,包括低压监控复位、多任务调度优化等功能。
领先的无线扩频技术: RPT3051WL在无线子系统上采用了国际上最新的433Mhz 直序扩频通信芯片, 相同发射功率下,通信距离要显著超过传统的433Mhz窄带通信无线仪表,DSSS直序扩频通信的抗多径衰减能力,可以大大降低地形、建筑物对信号的影响。因此,RPT3051WL可在较复杂环境下,在数百米的范围内,在无接力或者仅一次接力的情况下,实现可靠的无线数据传输。
更低的安装成本: 较远的通信距离可以减少无线接力次数,降低安装调试的成本。 与此同时,RPT3051WL以及其配套的网关RPT3051GW,可通过RS485集中采集温度和湿度信号,并提供了监听等调试功能。方便了现场故障诊断。
通信协议:LORA
传输距离:城镇可达2-5 Km , 郊区可达15 Km 。
工作频率:ISM 频段 包括433、868、915 MH等。
标准:IEEE 802.15.4g。
调制方式:基于扩频技术,线性调制扩频(CSS)的一个变种,具有前向纠错(FEC)能力,semtech公司私有专利技术。
容量:一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。
安全:AES128加密。
传输速率:几百到几十kbps,速率越低传输距离越长。
供电:使用两节3.6V 19AH 一次性长寿命锂亚电池(ER34615H),总容量达到38AH,电池内置限流保护功能,锂亚电池耐高低温性能好,泄漏电流小,可长期储存,是野外无线设备的理想电源。
无线:采用433Mhz通信(420Mhz~450Mhz间),该频率段为国内无线抄表的常用频率。 与2.4Ghz的无线系统比较,该频道信号衰减小, 穿透力与绕射能力更强,适合野外长距离通信。
防爆:外壳隔爆,防水,电池内置过流保护元件。
RPT3051GW无线网关概况
通信协议:LORA
容量:可管理最多15台无线变送器,轮流在屏幕显示。
供电:9~36VDC直流电源供电
无线:433Mhz,与无线变送器相同
防爆:外壳隔爆,防水。
产品比较
表1. 同行业内无线产品主要性能比较
通信协议 | LORA | Zigbee | Wireless-Hart | WIA-PA |
管理机构 | LORA联盟 | ZigBee联盟 | HART通讯基金会(HCF) | 中科院沈阳自动化研究所 |
设计目的 | 无线抄表,野外环境监测,过程自动化 | 楼宇自动化,智能家居,无线传感器网络 | 过程自动化,工厂自动化 | 过程自动化,工厂自动化 |
网络容量 | 单台网关:15 可使用多个网关扩展网络,最大容量可达247 | 理论最大:65536 | 单台网关:200 可使用多个网关扩展网络。 | 单台网关:150 可使用多个网关扩展网络。 |
节点间典型通讯距离 | 空旷地区:3km (810bps,100mW) 市区街道:800-1200m (810bps, 100mW) 小区内: 400m (810bps, 100mW) | 100m (2.4Ghz) | 10~100m (2.4Ghz) | 市区:200m (2.4Ghz) 空旷:1000m (2.4Ghz) |
更新速率: | 最快 1秒 1次 最慢:3600秒1次 | 由厂家决定 | 最快:8或15秒1次 最慢:3600秒1次 | 最快:1秒1次
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现场可靠性技术: | TDMA(时分同步) 现场显示信号场强,丢包率 | 信号碰撞检测 应答确认,重发 全网频率迁移
| TDMA(时分同步) 应答确认 跳频通信
| TDMA(时分同步) 应答确认 跳频通信
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电池寿命: | 由通信波特率、更新速率、信号发射功率等现场参数决定。 38Ah锂亚电池 典型情况(1分钟1次)时可达3年以上。 | 厂家决定 | 示例: Rosemount3051S 2节C型锂亚电池 典型情况(1分钟1次): 5年 | 典型情况1分钟1次时,电池2年 |
信息安全性 | 1. 扩频编码可以滤除同频段的干扰信号 2. CRC校验信息完整性。 | AES128加密MAC层 其他密码生成工具
| 1. AES128加密数据连接层,应用层。 2. MIC信息完整性密钥 3. 网络Key过滤网外信息 | 1. 数据连接层,应用层加密,算法未规定。 |
防爆性能 | 1. 隔爆外壳 2. 带限流保护的锂亚电池 | 厂家决定 | 本安电路 本安型锂亚电池组 | 未知 |
表2. 各通信协议分层比较
通信协议 | LORA | Zigbee | Wireless-Hart | WIA-PA |
物理层:
| 扩频通信 ISM 433Mhz 810bps~18230bps 1mW~100mW可调
| IEEE 802.15.4 扩频DSSS ISM 2.4G, 868M,915M 250k bps 10mW | IEEE 802.15.4 扩频DSSS 跳频FHSS ISM 2.4G, 868M,915M 250k bps 10mW | IEEE 802.15.4 扩频DSSS 跳频FHSS I ISM 2.4G, 868M,915M 250k bps 63mW |
数据连接层: | 实时性: 网关和无线仪表通信时可使用TDMA 最小时间片:50ms | 不支持TDMA 实时性稍差 | 实时性:TDMA 最小时间片:10ms 跳频FHSS | 实时性:TDMA 最小时间片:未知 跳频:FHSS |
网络层: | 拓扑结构: 1. 上层Mesh或者树形 2. 下层星型。 网络管理及路由: 1. 中心集中管理 2. 路由用户指定,目前无自组织功能。 | 拓扑结构: 1. 上层Mesh. 2. 下层星型 网络管理及路由: 1. Ad hoc分布式,自组织型网络。 2. 路由是分布式决定 | 拓扑结构: 全Mesh网络。 现场设备同时担任路由功能。 | 拓扑结构: 1. 上层Mesh 2. 下层星型
网络管理及路由: 中心集中管理及分布式管理相结合。 |
产品技术参数
RPT3051WL无线温度变送器:
传感器: | 热电阻(Pt100)或热电偶 |
工作频段: | 420~450Mhz |
发射功率: | 1.6mW~100mW 可设定 |
信道: | 30个 |
空中波特率: | 18230, 9110, 2600, 810可选 |
精度: | 0.25% |
电池供电1: | ER34615H锂亚电池 3.6V 19Ah |
传输距离(空旷地): | 2000m@9110bps, 100mW, 3000m@810bps, 100mW |
传输距离(市区内): | 400-600m@9110bps,100mW, , 600-1000m@810bps,100mW |
环境温度: | -30℃~70℃ |
湿度: | < 90% |
显示: | 5位LCD显示 |
外壳防护等级: | IP65 |
电池工作寿命: | > 3年(1分钟上传1次) |
备注1: 有防爆要求的场合,电池需有内部限流电阻。
RPT3051GW无线网关技术指标:
工作频段: | 420~450Mhz |
发射功率: | 100mW |
信道: | 30个 |
空中波特率: | 18230, 9110, 2600, 810可选 |
供电: | 9~36VDC |
功耗: | <2W |
传输距离(空旷地): | 2000m@9110bps, 3000m@810bps |
传输距离(市区内): | 400-600m@9110bps, 600-1000m@810bps |
环境温度: | -30℃~70℃ |
湿度: | < 90% |
串口波特率: | 9600 |
串口通信协议: | RS485/Modbus RTU |
采样间隔: | 1~3600秒 |
无线变送器系统结构
多个现场无线温度变送器采集温度信号,每个变送器巡检1个Pt100的温度,并传输给同一信道的接收器,接收器通过RS485将采集到的信号传输给PLC、DCS或者上位机。接收器按照Modbus协议输出,详细第六节。
RPT3051WL无线温度传感器采用FSTN高清晰段码液晶,同时适用于多达十种的各型热电偶和热电阻信号变送。该产品使用24位Σ-△模拟前端,保证测量的高精度;增强的软件安全设计,包括低压监控复位、多任务调度优化等功能。LORA(Sub 1GHz)的无线通信,具有传播距离远,组网速度快的特点。与市面上的无线温度传感器相比,本产品具有精度高、传播距离远、电池寿命长的特点,具体的,温度测量分辨率高达0.03℃,综合精度高达0.2%F.S.,空旷地带通信距离可达3km以上,电池容量高达3.8Ah,可有效使用长达两年。
无线发射器主要由五个部分组成:防爆外壳、专用天线、温度传感器、无线发射器电路、大容量电池。无线传感器的壳体可采用过程连接螺纹连接至管道,亦可采取支架安装的方式,实现分体式安装。
无线传感器的天线接口为标准的SMA天线接头,匹配433MHz的胶棒天线,亦可根据需求连接长引线的吸盘天线。
无线传感器的电池采用大容量一次性锂电池,容量高达3.8Ah,保证户外仪表的长续航,降低仪表的维护频率。
无线传感器电路包括五个主要部分:电源电路,将电压稳定在合理范围内,下级电路使用;微控制器,电路的核心处理单元,控制其他各个功能单元;无线收发电路,包括无线通信的物理层和链路层管理以及功率放大等功能;温度调理电路,测量并处理热电阻或热电偶的温度物理量;显示控制电路,包含显示控制芯片以及液晶显示屏等。
无线收发电路采用进口的SX1278芯片,具有低功耗、高灵敏度的特点,并且配置灵活,可以根据不同的现场情况调整LORA无线配置参数。
温度调理电路,采用ADI公司的AD7793芯片,该芯片高达24位分辨率,有效精度可达21位,并且在抗干扰、温漂方面性能突出,温漂系数低至3ppm,保证仪表的长期高精度、高稳定性。段码液晶屏具有显示美观,对比度高,尤其适合强光的户外环境。
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