远程采集终端-数据采集终端-数据采集器原理

1 产品介绍

1.1 概述

WJ-3000S 远程采集终端(以下简称WJ-3000S)是一种微功耗、多功能、适合于恶劣环境下的数据采集设备，它有强大的数据采集和数据通信能力，是集数据采集、通信、远程管理等功能于一体的遥测遥控数字终端设备。WJ-3000S采用物联网设计思想，其数据可以做到云存储和云分享。通过WJ-3000S可以使传感器快速的接入Internet网络。

1.2 产品特点

WJ-3000S远程采集终端是物联网高速发展的产物，解决了原有的采集终端体积庞大、采集数据单一、实时性差的问题，它将物联网的发展运用到工业中去，设备适用于通信、电力、水利、农业、工业等多种行业，具有轻巧、方便、操作简单、采集控制为一体、数据实时性强，应用范围广等特点。

2 技术指标

供电电源 软硬件 平台 供电电源 功耗 时钟 供电范围：5～28V DC 接口类型：工业级拔插式端口 运行功耗<25mA; 内置实时时钟 数据存储空间 采用TF卡存储模式，容量4G。 看门狗 工作温度 采用CPU内部看门狗 -40℃～+80℃ 1个电源指示灯 1个状态指示灯 1个联网指示灯 1个运行指示灯 1个通信指示灯 LED灯 指示灯

1个RS232串口 串口 支持MODBUS协议 接口类型：DB9标准接口 电源输入 1路电源输入端口 电源输出 2路电源输出端口 接 口 4～20mA输入 2路4～20mA输入端口 干接点 2路干接点端口 I/O输入 2路I/O口输入端口 RS485 1路RS485输入端口 USB口 1路标准micro接口 内置SIM芯片卡 手机卡 SIM卡 外插标准SIM手机卡 标准SMA阴头天线，阻抗50Ω 天线 GSM天线 支持Hirose U.FL-R-SMT-1(80) 50 ohm 接口 防雷、抗电磁符合GB/T 17626标准 干扰 -20℃~+70℃ 工作温度 工作环境 存储温度 -40℃~+85℃ MTBF >30000小时 WJ-3000S物理120x83x25(mm) 尺寸 物理特性 重量 <0.25kg 3 快速使用

3.1 准备工作

1、 WJ-3000S (含手机卡)一台 2、 安卓智能手机(版本4.0以上)一部

3、 5V/1A充电器(带microUSB接口的数据线)一根 3.2 添加设备

1、 扫描设备面膜上的二维码安装万江设备助手APP 2、 打开万江设备助手注册帐号并登录

3、 点击添加设备，扫描设备面膜上的二维码添加设备(图一) 4、 返回设备页面(图一)

图一 添加设备

3.3 接收设备实时数据

1、 在设备页面单击4.2添加的设备进入设备数据展示页面(图二) 2、 等待设备向APP发送数据(图二)

图二 接收设备实时数据

3.4 修改配置

1、 点击参数配置进入参数配置页面(图三) 2、 进入模拟页面(图三)

3、 点击同步参数，输入设备默认密码“12345678”(图三) 4、 等待设备参数同步成功(图三) 5、 修改输入1设置为：“启用” (图四) 6、 点击保存参数，等待设备参数保存成功(图四) 7、 返回设备页面(图一)

图三 同步参数

图四 修改参数

3.5 等待设备上报数据

1、 在设备页面单击4.2添加的设备进入设备数据展示页面(图五) 2、 设备主动上报模拟输入1的采集值(图五)

图五 接收实时数据

4 功能说明

WJ-3000S远程采集终端支持四种工作模式：  Collect模式  Modbus模式  Comm模式

 PointToPoint模式

注意：为了更好的描述，做出如下约定：  WJ-3000S代表WJ-3000S远程采集终端的简写

 WJ-3000S(Collect)代表工作在Collect模式的WJ-3000S  WJ-3000S(Modbus)代表工作在Modbus模式的WJ-3000S  WJ-3000S(Comm)代表工作在Comm模式的WJ-3000S

 WJ-3000S(PointToPoint)代表工作在PointToPoint模式的WJ-3000S  设备出厂时配置为Collect模式

4.1 Collect模式

WJ-3000S的Collect模式描述如下：

WJ-3000S(Collect)远程采集终端将采集到的传感器数据(根据需要选择具体的

传感器)及设备自身的工作状态以一定的时间间隔(可配置)发送至用户应用或者手机APP。可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S进入Collect模式，详细说明见《6 参数配置》。

4.1.1 设备组网示意图

WJ-3000SWJ-3000S用户应用1WJ-SDK用户应用2用户应用NWJ-3000S云中心手机应用1WJ-3000SWJ-3000S 手机应用2手机应用N图六 采集模式设备组网示意图

4.1.2 上报数据时间间隔说明

WJ-3000S(Collect)上报数据间隔可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置，详细说明见《6 参数配置》。

注意：

 WJ-3000S(Collect)上报数据时间间隔越短，消耗的数据流量越大，用户需

要根据实际情况合理的配置上报数据时间间隔。

4.1.3 上报采集参数说明

WJ-3000S(Collect)可以对各个传感器接口进行使能，部分传感器接口有多种工作模式，各个传感器接口的使能情况以及工作模式可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置，详细说明见《6 参数配置》。

注意：

 WJ-3000S(Collect)使能的传感器接口越多，消耗的数据流量越大，用户需

要根据实际情况合理的配置传感器接口的使能情况。

4.1.4 上报设备参数说明

WJ-3000S(Collect)每次上报采集数据时还会上报设备的工况信息，设备工况信息包括：设备编号、设备时间、供电电压、GSM信号强度。

注意：

 设备编号可以作为设备的唯一识别号

 如果是蓄电池供电，可以通过供电电压分析电池的充放电情况；

 可以通过GSM信号强度分析WJ-3000S(Collect)工作的移动数据网络环境。

4.2 Modbus模式

WJ-3000S的Modbus模式描述如下：

WJ-3000S(Modbus)将关注对象(WJ-3000S(Collect))的采集数据缓存于本地，供组态王，PLC等Modbus主机读取；同时Modbus主机也可以通过WJ-3000S(Modbus)的RS485接口向关注对象(WJ-3000S(Collect))的读写寄存器写入指定的值。从而实现在无网络的情况下Modbus主机与远端传感器进行通信，可以最大限度节约小规模设备组网的建设成本。可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S进入Modbus模式，详细说明见《6 参数配置》。

注意：

 设备处于Modbus模式时不再具有传感器数据采集功能。

4.2.1 设备组网示意图

WJ-3000SWJ-3000SWJ-3000S云中心WJ-3000S(Modbus)MODBUS主机WJ-3000SWJ-3000S 图七 Modbus模式设备组网示意图

4.2.2 Modbus设备地址映射说明

WJ-3000S(Modbus)对关注的设备的Modbus地址映射如下表所示，Modbus地址1为本机的Modbus地址。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

WJ-3000S(Modbus)可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置

关注对象 关注对象1 关注对象2 关注对象3 关注对象4 关注对象5 关注对象6 关注对象7 关注对象8 关注对象9 关注对象10 Mdbus地址 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

WJ-3000S(Modbus)的关注对象(WJ-3000S(Collect))，详细说明见《6 参数配置》。

注意：

 WJ-3000S(Modbus)的关注对象(WJ-3000S(Collect))越多，消耗的数据流量

越大；

 WJ-3000S(Modbus) 的关注对象(WJ-3000S(Collect))上报数据时间间隔越

短，消耗的数据流量越大；

 建议关注对象(WJ-3000S(Collect))的上报数据时间间隔大于30秒。

4.2.3 数据缓存机制

WJ-3000S(Modbus)采用线性的存储空间对关注设备的数据进行缓存，每个WJ-3000S(Collect)拥有512byte的缓存空间，整个缓存如下表所示： 本机数据 关注对象1数据 关注对象2数据 „ 关注对象10数据 4.2.4 ModBus-RTU协议

4.2.4.1 通讯参数

远程端口：RS485，ADDR=1～11，9600bps，8，N，1 速率固定为9600

4.2.4.2 通讯协议

WJ-3000S(Modbus)采用标准的MODBUS-RTU协议，支持0x03和0x10功能码。其中0x03功能码用于读取寄存器值，0x10用于写入寄存器值。

0x03功能码报文格式如下： 主机发送查询报文： 设备地址 0x03 起始地址 读取寄存器数 CRC16校验码 从机发送应答报文：

设备地址

0x03 数据总字节数 寄存器数据内容 CRC16校验码 0x10功能码报文格式如下： 主机发送查询报文：

设备地址 0x10 起始地址 寄存器数 数据长度 写入数据 CRC16校验码 从机发送应答报文：

设备地址 0x10 起始地址 寄存器数 CRC16校验码 4.2.4.3 Modbus-RTU变量状态表

起始地址 长度 参数名 0000 0002 0004 0010 0011 0012 0020 0022 0024 0040 0041 0042 0050 0052 0053 0070 0074 0078

备注 只读，两位小数 只读，两位小数 只读(0001--开；0000--关) 只读(0001--开；0000--关) 保留 只读(单位：次) 只读(单位：次) 保留 读写((0001--开；0000--关)) 读写((0001--开；0000--关)) 保留 只读(单位mV) 只读 保留 只读 只读 只读 0002 模拟输入通道1采集值 0002 模拟输入通道2采集值 000C 保留 0001 IO输入通道1状态 0001 IO输入通道2状态 000E 保留 0002 IO输入通道1脉冲数 0002 IO输入通道2脉冲数 001C 保留 0001 IO输出通道1状态 0001 IO输出通道2状态 000E 保留 0002 设备电压 0001 信号强度 001D 保留 0004 RS485采集通道1参数1 0004 RS485采集通道1参数2 0004 RS485采集通道1参数3

007C 0080 0084 0088 008C 0090 0094 0098 009C 00A0 00A4 00A8 00AC 00B0 00B4 00B8 00BC 00C0 00C4 00C8 00CC 00D0 00D4

0004 RS485采集通道1参数4 0004 RS485采集通道1参数5 0004 RS485采集通道2参数1 0004 RS485采集通道2参数2 0004 RS485采集通道2参数3 0004 RS485采集通道2参数4 0004 RS485采集通道2参数5 0004 RS485采集通道3参数1 0004 RS485采集通道3参数2 0004 RS485采集通道3参数3 0004 RS485采集通道3参数4 0004 RS485采集通道3参数5 0004 RS485采集通道4参数1 0004 RS485采集通道4参数2 0004 RS485采集通道4参数3 0004 RS485采集通道4参数4 0004 RS485采集通道4参数5 0004 RS485采集通道5参数1 0004 RS485采集通道5参数2 0004 RS485采集通道5参数3 0004 RS485采集通道5参数4 0004 RS485采集通道5参数5 --- --- 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 只读 --- 注意：

 WJ-3000S(Modbus)的寄存器长度为16位

4.3 Comm模式

WJ-3000S的Comm模式描述如下：

WJ-3000S(Comm)将关注对象(WJ-3000S(Collect))的采集数据通过RS232接口发送至PC客户端，PC客户端再将数据推送至用户应用；PC客户端将用户应用数据通过RS232接口发送给WJ-3000S(Comm)，WJ-3000S (Comm)再通过移动网络将数据发送给对应的关注对象(WJ-3000S(Collect))，从而实现在无网络的情况下用户应用与远端传感器进行通信，可以最大限度节约小规模设备组网的建设成本。可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S进入Comm模式，详细说明见《6 参数配置》。 注意：

 设备处于Comm模式时不再具有传感器数据采集功能。

4.3.1 设备组网示意图

WJ-3000SWJ-3000S用户应用1用户应用2WJ-3000S云中心WJ-3000S(Comm)PC客户端WJ-3000SWJ-3000S用户应用3用户应用N

图八 Comm模式设备组网示意图

4.3.2 关注远端设备

WJ-3000S(Comm)可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S(Comm)的关注对象(WJ-3000S(Collect))，详细说明见《6 参数配置》。

注意：

 WJ-3000S(Comm)的关注对象(WJ-3000S(Collect))越多，消耗的数据流量越

大；

 WJ-3000S(Comm) 的关注对象(WJ-3000S(Collect))上报数据时间间隔越

短，消耗的数据流量越大；

 建议关注对象(WJ-3000S(Collect))的上报数据时间间隔大于30秒。

4.4 PointToPoint模式

WJ-3000S的PointToPoint模式描述如下：

WJ-3000S(PointToPoint)将关注对象(WJ-3000S(Collect))收到的RS485数据通过RS485接口发出；WJ-3000S(PointToPoint)将收到的RS485数据通过移动网络发送至所有的关注对象(WJ-3000S(Collect))，关注对象(WJ-3000S(Collect))通过RS485接口发送至传感器。从而实现在无网络的情况下RS485主机与远端传感器进行通信，可以最大限度节约小规模设备组网的建设成本。可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S进入PointToPoint模式，详细说明见《6 参数配置》。

注意：

 设备处于PointToPoint模式时不再具有传感器数据采集功能。

4.4.1 设备组网示意图

WJ-3000SWJ-3000S云中心WJ-3000S(PointToPoint)RS485主机WJ-3000S

图九 PointToPoint模式设备组网示意图

4.4.2 关注远端设备

WJ-3000S(PointToPoint)可以通过手机APP、PC客户端或者串口AT指令配置WJ-3000S(PointToPoint)的关注对象(WJ-3000S(Collect))，详细说明见《6 参数配置》。

注意：

 WJ-3000S(PointToPoint)的关注对象(WJ-3000S(Collect))越多，消耗的数

据流量越大；

 WJ-3000S(PointToPoint) 的关注对象(WJ-3000S(Collect))上报数据时间

间隔越短，消耗的数据流量越大；

 建议关注对象(WJ-3000S(Collect))的上报数据时间间隔大于30秒。

5 参数配置

WJ-3000S的参数配置将决定WJ-3000S的工作状态，故正确的参数配置是WJ-3000S正常工作的有力保障。WJ-3000S的参数配置主要包括以下几个方面：

 模拟配置  RS485配置  IO输入/输出配置  设备互联  基本设置

5.1 手机APP和PC客户端配置

由于手机APP和PC客户端的配置原理相同，故此处只介绍APP配置的方法。

5.1.1 进入配置

进入配置的方法如下：

 在设备页面点击需要配置的WJ-3000S(图十)  在设备数据展示页面点击参数管理(图十)

图十 进入配置

5.1.2 模拟配置

模拟配置包括两路模拟输入设置：模拟输入1设置和模拟输入2设置，每路模拟输入设置包括以下五个参数：

 是否启用：启用该路模拟输入启用；禁用该路模拟输入禁用；  工作模式：4—20mA硬件处于4—20mA工作模式；0—5V硬件处于0—5V

工作模式；

 采集延时：从打开电源输出到开始采集传感器数据的时间；  起始值：模拟输入0点(4mA或者0V)对应的值；

 量程：模拟输入满量程(20mA或者5V)对应的值减去模拟输入0点(4mA或者

0V)对应的值。

注意：

 采集模拟输入1时WJ-3000S将打开电源输出1，输出电压与WJ-3000S的供

电电压一样

 采集模拟输入2时WJ-3000S将打开电源输出2，输出电压与WJ-3000S的供

电电压一样

 对于4—20mA工作模式，计算公式为：value = (模拟输入值-4) / 16 × 量

程 + 起始值

 对于0—5V工作模式，计算公式为：value = 模拟输入值 / 5 × 量程 + 起

始值

5.1.3 RS485配置

RS485配置包括基本设置、采集模式设置、透传模式设置、透传数据。

5.1.3.1 基本设置

基本设置包括RS485是否启用、RS485工作模式设置。

 RS485是否启用：启用RS485接口启用；禁用RS485接口禁用；  RS485工作模式设置：透传模式RS485工作于透传模式；采集模式 RS485

工作于采集模式 注意：  透传模式：

 WJ-3000S(Collect) 将收到的RS485数据通过RS485接口发送至用户；  WJ-3000S(Collect) 将用户发送的RS485数据发送至传感器。  采集模式：

 WJ-3000S(Collect)将按照用户配置的传感器类型的协议对传感器进行

数据采集并按照用户配置的数据上报时间间隔上报至用户。

5.1.3.2 采集模式设置

采集模式设置包括五路传感器设置：传感器1设置、传感器2设置、传感器3设置、传感器4设置和传感器5设置，每路传感器设置包括以下五个参数：

 是否启用：启用该路传感器设置启用；禁用该路传感器设置禁用；  传感器型号：设置传感器型号  波特率：设置RS485串口波特率  停止位：设置RS485串口停止位

 奇偶校验位：设置RS485串口奇偶校验位

5.1.3.3 透传设置

透传设置包括以下三个参数：  波特率：设置RS485串口波特率  停止位：设置RS485串口停止位

 奇偶校验位：设置RS485串口奇偶校验位

5.1.3.4 透传数据

注意：

 透传数据需要填写16进制，主要是测试使用，需要将RS485工作模式设置

为透传模式

5.1.4 IO输入/输出配置

IO输入/输出配置包括输入和输出两项配置。

5.1.4.1 输入设置

输入设置包括两路IO输入设置：输入1设置和输入2设置，每路输入设置包括以下两个参数：

 是否启用：启用该路IO输入设置启用；禁用该路IO输入设置禁用；  工作模式：脉冲计数该路IO输入工作于脉冲计数模式;通用模式该路

IO输入工作于通用模式 注意：

 脉冲计数模式：IO输入连通一次即表示一个脉冲；  通用模式：IO输入的状态，只有断开和闭合两种状态。

5.1.4.2 输出设置

输出设置包括两路IO输出设置：输出1设置和输出2设置，每路输出设置包括以下两个参数：

 是否启用：启用该路IO输出设置启用；禁用该路IO输出设置禁用；  输出状态：闭合控制该路IO输出闭合；断开 控制该路IO输出断开。 注意：

 输出状态只有在启用该路IO输出设置时才会生效。

5.1.5 设备互联

设备互联只有关注一项配置。

5.1.5.1 关注

关注包括关注对象1、关注对象2、关注对象3、关注对象4、关注对象5、关注对象6、关注对象7、关注对象8、关注对象9、关注对象10是个关注对象的设置。

 关注对象n:配置WJ-3000S的关注对象(n=1～10)。 注意：

 关注对象只有WJ-3000S处于Modbus模式、Comm模式、PointToPoint模式

时生效；

 关注对象的工作模式需要工作于Collect模式；

 关注对象的上报数据时间间隔建议大于30秒。

5.1.6 基本设置

基本设置包括时间、管理员、模式三项配置。

5.1.6.1 时间

时间包括采集间隔(单位：秒)和设备参数上报时间间隔(单位：小时)两项配置。  采集间隔：设备采集数据上报时间间隔。

 设备参数上报时间间隔：设备参数上报时间间隔，主要是时间同步(用户无

需关心)。 注意：

 采集间隔越短，消耗的数据流量越大，建议用户根据实际应用配置合理的

采集间隔；

 设备参数上报时间间隔越短，消耗的数据流量越大，该采用用户无需设置。

5.1.6.2 模式

模式包括工作模式和测试模式两项配置。

 工作模式：工作模式包括Collect模式、Modbus模式、Comm模式、

PointToPoint模式

 测试模式：启用启用测试模式；禁用禁用测试模式，用户无需关心该

参数。 注意：

 工作模式详细说明见《5 功能说明》；  测试模式为调试时使用模式，用户无需关心。

5.2 串口AT指令配置

5.2.1 AT指令概述

AT指令一般应用于终端设备与PC应用之间的连接与通信。WJ-3000S支持AT指令配置参数，AT指令描述如下：

 AT+CMD ?\\r\\n；查询CMD指令的帮助；  AT+CMD=?\\r\\n；查询CMD的配置状态；  AT+CMD=value\\r\\n；配置CMD参数为value。

5.2.2 AT指令详细说明

5.2.2.1 进入AT指令模式

在使用AT指令查询或者设置参数之前必须通过AT指令输入设备密码，设备初始密码为：12345678，步骤如下：

 发送命令：AT+SBMM=12345678\\r\\n  等待设备返回：\\r\\nOK\\r\\n

5.2.2.2 AT指令说明

AT指令详细说明如下表所示： 序号 指令 1 2 3 4 5 6 7

描述 设备编号 设备名称 软件版本 硬件版本 设备时间 测试模式 工作模式 备注 SBBH SBMC RJBB YJBB SBSJ CSMS GZMS

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 CJJG CSJG 采集间隔 设备参数上报间隔 SQHM1 管理员号码1 SQHM2 管理员号码2 SQHM3 管理员号码3 GZDX1 关注对象1 GZDX2 关注对象2 GZDX3 关注对象3 GZDX4 关注对象4 GZDX5 关注对象5 GZDX6 关注对象6 GZDX7 关注对象7 GZDX8 关注对象8 GZDX9 关注对象9 GZDX10 关注对象10 AIPZ1 模拟输入1设置 AIPZ2 模拟输入2设置 ZXPZ ZXMS RS485是否启用 RS485模式 ZXPZ1 RS485采集模式传感器1设置 ZXPZ2 RS485采集模式传感器2设置 ZXPZ3 RS485采集模式传感器3设置 ZXPZ4 RS485采集模式传感器4设置 ZXPZ5 RS485采集模式传感器5设置 ZXTC RS485透传模式 DIPZ1 IO输入1设置 DIPZ2 IO输入2设置 DOPZ1 IO输出1设置

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

DOPZ2 IO输出2设置 AICJ1 模拟输入1采集值 AICJ2 模拟输入2采集值 DITY1 IO输入1通用模式状态 DITY2 IO输入2通用模式状态 DIMC1 IO输入1脉冲模式计数 DIMC2 IO输入2脉冲模式计数 DOCJ1 IO输出1状态 DOCJ2 IO输出2状态 ZXCJ1 RS485采集模式传感器1采集值 ZXCJ2 RS485采集模式传感器2采集值 ZXCJ3 RS485采集模式传感器3采集值 ZXCJ4 RS485采集模式传感器4采集值 ZXCJ5 RS485采集模式传感器5采集值 ZXFS ZXJS GDDY XHQD JZXX YXSJ SBWD SJKH FSDX BDDH CQSB RS485透传模式发送 RS485透传模式接收 供电电压 GSM信号强度 设备基站信息 设备运行时间 设备温度 SIM卡信息 发送短信 拨打电话 重启设备 注意：

 设备处于Modbus模式、Comm模式、PointToPoint模式将只会相应SBMM和

GZMS指令

6 故障与排除

故障方式 故障原因 1、 输入电源电压过低导致设备不能正常运行； 电源指示灯不亮 2、 设备电源输入正负极连接错误。 2、接插电源输入是否连接错误，或者出现电源线短路。 1、 首先检查手机插卡处手机卡 放置是否正确，卡座是否牢固； 2、 天线接触口是否连接正常，天 1、 手机卡是否正常插入； 线摆放位置是否远离电磁场较强的区域； 2、 天线是否正常连接； GPRS信号无法连接 3、 输入电源是否满足要求； 内，建议采用DC:9V～24V电源最优； 4、 手机卡损坏或者欠费； 4、 检查手机卡是否正常，将手机 卡取出插入手机中，检查手机卡是欠费或者损坏，以便更换。 1、 参数配置错误 设备功能不正常 2、 设备连接不正常； 3、 供电电源错误

1、 从新读取设备参数信息，检查 是设备参数配置是否错误； 2、 仔细检测，设备连接I/O口是否正确。 3、 供电电源不正常，建议采用DC:9V～24V电源最优。 3、 输入电源是否是在供电范围 处理方法 1、更换电源，输入电源必须满足设备参数要求；