1.产品概述
● 原理
雷达流量计是一种采用微波技术的水位流速探测仪器，结合了成熟的雷达水位计和雷达流速仪的测量技术,
主要应用于江河、水库闸口、地下水道管网、灌溉渠道等明渠水位流速测量。该产品可有效地监控水位流速流量变化状态，为监测单位提供准确的流量信息。
● 应用范围
(1) 江河、水库闸口、地下水道管网，灌溉渠道等水位流速测量。
(2) 辅助水处理作业，如城市供水、排污监测等。
(3) 流量计量、入水排水流量监测等。
● 特点：
(1) 基于*的26GHz高频脉冲雷达的水位测量技术，和成熟的24GHz平面雷达多普勒微波流速测量技术，高可靠性，高精度，高分辨率；
(2) 非接触式测量，不易受污水腐蚀，不受泥沙影响，甚至可用于有污染物或沉淀物的复杂水环境；
(3) 超低低功耗，超低工作电流和值守电流，更适应太阳能供电的无人值守站点；
(4) 雷达天线方向性好，波束角小，能力集中，具有更强的抗干扰性，大大提高了测量精度和可靠性；
(5) 盲区更小，波长更短，采用更成熟的脉冲工作方式，发射功率极低，对人体和环境无害；
(6) 防水防雷设计，适用于各种天气环境，全天候稳定工作；
(7) 有指令采集和间隔采集两种工作模式，具有历史数据和事件记录，控制灵活；
(8) 标配Modbus两种通讯协议，兼容国内外大部分RTU通讯协议，可定制通讯方式，组网方便；
(9) 外观小巧，安装方便，易于维护；
2.产品参数
S-CL431
流速仪参数：
供电电流：50mA（工作），＜1mA（休眠）；
工作温度：-35~65℃；存储温度：-40~70℃；
野外防护等级：IP68。
测速范围：0.15~21m/s； 测速精度：8.8mm/s；
分辨率：±1mm/s； 方向辨别：上游；
测量持续时间：2~240s； 采样间隔：0s~5h；
工作频率：24GHz； 到水面距离：0.5~35m；
电源：6~30V DC(建议使用12V DC)；通讯:RS485/
Modbus协议
水位计参数：
量程：0.5~30m
精 度：±3mm
环境温度：-35~65℃
重 复 性：±1mm
天线材质：PP
频率范围：26GHz
信号输出：RS485/Modbus协议 6~30 DC（建议使用
12V DC）
S-CL432
供电电压：12-24V DC
静态电流：≤1mA（12V）
工作电流：≤100mA（12V）
水位量程：0-30m
水位准确度：±3mm
水位分辨率：1mm
水位雷达频率：26GHz
水位雷达天线类型：平面微带阵列天线
水位雷达天线结构：密封天线，防露，防凝结构
水位雷达波束角：10°×１0°
流速测量范围：0.15-21m/S
流速准确度：8.8mm/S
流速分辨率：1mm/S
流速雷达发射频率：24GHz
流速雷达天线类型：平面微带阵列天线
流速雷达天线结构：密封天线，防露，防凝结构
流速雷达波束角：12°×１２°
水面距离：0.5-35m
工作温度：-35~65℃
存储温度：-40~70℃
工作湿度：≤95%
应用场合：静水或动水均可
采集间隔：5s-24h可设置
数字接口：RS485(标配Modbus)
3.安装
安装地点的说明
表面流量计需要安装在特定的场所，下图为五种典型的安装地点。
管道安装示意图
矩形明渠安装示意图
梯形明渠安装示意图
桥梁安装示意图
堤坝安装示意图
安装调试注意事项：调试过程中需要注意传感器的稳定性，以安装在河流上的情况为例，如果风速很大，导致传感器振动很厉害，则需要停止测量工作;
另一方面，也需要在传感器上安装电子罗盘用以测量安装的姿态是否发生变动,如果变动，则需要停止工作，进行调整，否则测量结果不精确。
传感器的测量点对于一个合适的测量位置来说，重要的是，传感器主要测量区域位于河道
一个有代表性的位置，位置尽量靠近河道中间，并且不受树叶、随风而动的植物的影响。
注：测量点依赖于安装高度
4.连接S-CL431
通过RS-485总线与流速仪、水位计连接，默认参数如下：
波特率：9600（可修改）；
数据位：8；
停止位：1；
奇偶校验：无。
连接方式如图1所示，图1的详细说明，见图2。图2中流速仪电源可以在6V~30V之间选择，水位计电源可以在6V~30V之间选择，例如在采用光伏供电的时候，可以采用12V蓄电池供电。
图1 S-CL431 与计算机连接示意图
● S-CL431 — 电气连接
5. 连接S-CL432
通过RS-485总线与流速仪、水位计连接，默认参数如下：
波特率：9600（可修改）；
数据位：8；
停止位：1；
奇偶校验：无。
连接方式如图1所示，图1的详细说明，见图2。图2中电源可以采用12V蓄电池供电，也可以采用24V供电。建议12V DC.
图 1 S-CL432与计算机连接示意图
● S-CL432 — 电气连接
6.产品尺寸
7. 通信描述
7.1 流速仪 — 通信描述
S-CV430 RS-485通信的帧格式如表 1所示。
| 名称 | 字节 | 说明 |
| 起始域 | 2B | 发送数据帧的开始标志 |
| 控制域 | 1B | 通知下位机执行具体的动作 |
| 包计数域 | 1B | 计数数据域的字节长度，帧中数据域固定16个字节，一般填
为0 |
| 数据域 | 16B | 数据段 |
| 地址域 | 2B | 原地址(1b)，目的地址(1b) |
| 备份域 | 1B | 备用 |
| 帧校验 | 1B | CRC校验值 |
表1 通信帧的格式
通信帧，包含了上行的数据帧、上行的应答帧；下行的指令帧等。都是采用如表1 所示的同一种长度，皆为24个字节，这样固定的帧长度有利于数据包和指令的解析。下面结合表1 对帧内各个域的定义和功能进行详细的说明。
● 上行、下行通用格式
上位机软件下发数据简称为下行，下位机即 S-CV430 上传或应答数据简称为上行，后文统一称上行和下行。结合上行、下行特点，说明各自不同的地方。
帧起始
帧起始用于标记一个传输的开始，将0xFE作为帧起始。
应答帧采用相同的通信格式，区别通过表 1中的控制域来体现。
0xFE、0xFE：起始标记；
控制域
控制域用于说明数据帧的功能与含义，后文结合上行、下行分别加以介绍。
计数域
计数数据域的字节长度，帧中数据域固定16个字节，一般填为0。
数据域
数据域是上位机软件和下位机软件通信数据交互段，不同的控制码会下发对应的数据，后文将结合控制域解释数据的具体含义。
地址域
地址域分为源地址和目的地址，S-CV430 设备地址范围为1-99，0为广播地址。
校验
本文采用8位的CRC校验，如表 1所示，将前23个字节进行CRC校验的结果填写在第24个字节中,也就是帧的结尾，S-CV430 采用包头和CRC校验两种措施保证传输数据的正确性。
CRC8的校验程序如下所示：
unsigned char GetCrc8(unsigned char *ptr, unsigned short len)
{
unsigned char crc = 0;
unsigned char ii;
while(len--)
{
crc^=*ptr++;
for(ii=0;ii<8;ii++)
{
if(crc&0x01)
{
crc=(crc>>1)^0x8C;
}
else
{
crc >>= 1;
}
}
}
return crc;
}
● 上行数据格式
上行数据的格式相对单一，分为上传测量结果、下行指令应答两种情况。这里结合上行控制域介绍上行数据格式。
上行帧的控制域
上行帧的控制域如表2所示。
| 控制码 | 名称 | 数据字段 | 说明 |
| 0x0 | 上报测量数据 | 测量数据段 | |
| 0x01 | 上报配置数据 | 配置数据段 | |
| 0x02 | 上报校正参数 | 校正参数数据段 | |
| 0x03 | 上报系统信息A | 系统信息A数据段 | |
| 0x04 | 上报系统信息B | 系统信息B数据段 | |
| 0x10 | 指令执行正确 | —— | |
| 0x11 | 指令执行错误 | —— | |
表2 上行帧的控制域码
数据域
数据域不管上行还是下行数据域固定16个字节,不同的控制域对应的数据域不同,详细介绍下上传测量数据码0x00、指令执行正确0x10、指令执行错误0x11的数据段。
上传测量结果即控制域为0x00对应的数据具体内容如表3所示:
| 偏移量 | 类型 | 字段 | 单位 | 备注 |
| 0 | Int16 | 流速 | 0.001m/s | |
| 2 | Int16 | 谱宽 | 0.001m/s | |
| 4 | UInt8 | 俯仰角 | ° | 0~90° |
| 5 | UInt8 | 设备状态 | | - 待机
- 工作
255 - 故 障 |
| 6 | UInt16 | SNR | db | 信噪比 |
| 8 | UInt32 | 信号强度 | | |
| 12 | UInt32 | 数据时戳 | s | 数据产生时的RTC时间
（自1970-01-01零点开始的秒数） |
表3 上传测量结果数据段具体内容
● 下行数据格式
下行指令对应具体含义和功能如下表4所示：
| 控制码 | 名称 | 数据字段 | 应答 | 备注 |
| 0x81 | 设置测量配置 | 配置数据段 | 上报配置数据 | 如执行成功，下位机按新的配置上报配置数据 |
| 0x90 | 连接设备 | —— | 四条数据包 | 下位机收到指令后连续上报四条数据包：配置数据、系统信息A、系统信息B、校正参数 |
| 0x91 | 开启测量 | —— | 指令执行
正确/错误 | |
| 0x92 | 停止测量 | —— | 指令执行
正确/错误 | |
| 0x93 | 重新启动 | —— | 指令执行正确/错误 | 下位机如能成功执行重启，须先应答；上位机收到执行正确
应答后，自动断开连接 |
| 0x94 | 断开设备 | —— | —— | 无需应答,上位机自动断开连接 |
| 0x95 | 测量触发 | —— | 指令执行正确/错误 | 仅在指令触发模式下发送 |
| 0x96 | 上报触发 | —— | 应答测量结果数据 | 仅在指令输出模式下发送（间隔为测量时间+上报时间）;如下发上报触发指令前未收到上
一条上报数据，则上位机自动断开连接。 |
| 0x97 | 出厂设置 | —— | 指令执行正确/错误 | 下位机如能成功执行重启，须先应答;上位机收到执行正确应答后，自动断开连接; |
表4 下行数据帧的控制码
设置测量配置(0x81)：此命令主要对 S-CV430 工作方式进行设置，如测量时间、上报时间、安装朝向等。
连接设备0x90：S-CV430 传感器功耗较低，因此，一般情况下处于睡眠状态，此指令：一是唤醒 S-CV430，其实任何一条下行指令都可以唤醒S-CV430；二是可同时获取下位机的设备信息: 配置数据、系统信息A、系统信息B、校正参数。
开启测量：0x91：S-CV430 处于默认设置是不工作的，一直是处于睡眠状态,需要发送这条指令让S-CV430自动定时测量，指令应答显示执行正确或者错误。
停止测量0x92这个指令的作用让 S-CV430 停止定时测量，指令应答显示执行正确或者错误。
重新启动0x93：将 S-CV430 传感器进行重启(注意以前配置参数不会丢失)可以在设置新的设备参数后，重新启动使其按照新的参数重新执行。
测量触发0x95：S-CV430 工作方式有两种：一种是自动测量，一种是指令触发测量，当工作在指令触发测量时，每发送一条测量触发指令，S-CV430 就测量一次，否则不执行测量工作。
注意：测量触发命令只有在 S-CV430 工作方式设置为指令触发方式并且S-CV430 处于工作状态时才会有效，应答指令执行正确或者错误。
上报触发0x96：S-CV430 测量输出有两种方式，一种是测量完成后立即输出，另一种是命令输出。当需要测量结果时，发送上报触发指令获取测量数据，命令执行成功应答显示上报测量数据，指令执行失败应答显示指令执行错误。
注意：上报触发指令只有在 S-CV430 输出方式设置为命令请求模式并且S-CV430 处于工作状态才有效。
恢复出厂设置0x97：即令传感器恢复出厂时的配置,应答指令显示执行正确或者错误。
常用命令列举:
连接命令:
fe fe 90 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 fa
开始工作:
fe fe 91 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 10
停止工作:
fe fe 92 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 37
重启:
fe fe 93 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 dd
出厂设置:
fe fe 97 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 5e
测量触发:
fe fe 95 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 93
上报触发:
fe fe 96 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 b4
7.2 水位计 — MODBUS通讯协议说明
7.3.流量计— MODBUS通讯协议说明
一、硬件及数据格式
硬件接口：RS485
波特率： 9600
数据格式RTU 8N1
校验CRC16
二、信息帧格式及说明
1、主机的命令格式由从机地址、功能码、 寄存器起始地址、读取点数及CRC码组成如表1所示。
表1 主机命令
| 站号(1B） | 功能码
（1B） | 寄存器起始地址
（2B） | 读取点数
（2B） | CRC
（2B） |
| 01 | 03/06 | 00 XX | 00 XX | XX XX |
主机命令详细说明
站号：从机地址（0-99）；
功能码：03读取寄存器的数值；
06 更改寄存器的数值；
寄存器起始地址：两个字节，具体描述详见表3
读取点数：2个字节，若读取十六位整型数据，则设为0001，读取32为整型数据，则设为0002；
CRC:校验码，两个字节；
2、从机响应有两种格式，当功能码为03时，其格式由站号、功能码、数据长度，数据区及CRC码，如表2；当功能码为06时，其格式与主机命令帧相同，如表1所以。
表2 功能2从机应答:
| 站号(1B） | 功能码
（1B） | 返回数据长度 | 数据（nB） | CRC
（2B） |
| 01 | 03 | n | XX XX XX ... | XX XX |
站号（地址）：一个字节，返回主机发送的地址；
功能码：一个字节，返回主机发送功能码；
应答数据字节数:后面跟的数据字节数；
数据：针对主机命令返回对应的数据，高字节在前，低字节在后；
CRC:校验码，两个字节。
| 寄存器地址 | 描述 |
| 0x001E | 读取当前水位值，单位为cm（只读） |
| 0x001F | 读取当前流速值，单位为mm/s（只读） |
| 0x0020 | 读取当前流量值，单位为m3/S（只读） |
| 0x0021 | 读取累计流量值（32位无符号整形数据，高字节在前），单位为m3（只读） |
| 0x0023 | 模块地址 （读写） |
| 0x0024 | 槽堰模式：0X01-圆形槽 0X02-矩形槽 0X03-梯形槽 （读写） |
| 0X0025 | 管道半径 CM （读写） |
| 0X0026 | 矩形槽槽宽 CM （读写） |
| 0X0027 | 梯形槽下底宽 CM （读写） |
| 0X0028 | 梯形槽上底宽 CM （读写） |
| 0X0029 | 梯形槽高度 CM （读写） |
物联网流量流速水位监测系统界面：
