1. 产品介绍
1.1 产品概述
路面状况传感器，也称为路面状况检测器或遥感式路面传感器，是一种利用先进遥感技术对路面状况进行实时监测的关键设备。它采用非接触式的检测模式，通过发射光线并接收路面反射回来的光谱信息，实现对路面状态如结冰、积雪、积水及其厚度的精准测量。
路面状况传感器的工作原理主要基于光谱分析技术。传感器内置发射光源，发射单一波长的单色光线，经过透镜聚焦后照射到路面上。由于路面材质和状态的不同，反射回来的光线强度和光谱特征也会有所差异。传感器内的光谱接收装置能够准确测量反射光的强度和波长，并通过内部处理单元对光谱数据进行分析和解释，最终输出路面状况的分析结果，如干燥、湿滑、结冰等状态。
广泛应用于各种交通场景，包括高速公路、城市道路、机场跑道、桥梁隧道等。
购买产品：https://www.modbus.cn/product/31017.html
1.2 功能特点
- 多参数测量：传感器能够测量多种路面参数，包括路面温度、状态（干燥、潮、湿、积水等）、水膜高度、冰层厚度、雪厚度等。
- 结构简单、稳定性好、可靠性高、能耗低、使用维护方便。
- 激光光源，增加激光设计、抗光源干扰。
- 设备表面进行防腐处理，抗雨水腐蚀。
- 实时监测路面状况，及时反馈信息，以便采取相应的措施。
- 非接触式检测原理，通过遥感技术远距离获取道路信息，无需直接接触路面，从而避免了对道路的破坏。
- 直流供电电路具有防反接和自恢复保险双重设计。
- 设备自带镜头加热，能有效防止冬季镜头结霜。
1.3 主要技术指标
| 供电 | 11~28V DC |
| 测量距离与测量直径 | 2-10m，25cm |
| 传感器与垂直立柱夹角范围 | 0~60° |
| 路面状态 | 干燥、潮、湿、积水、结冰、雪（选配） |
| 积水厚度 | 0.00~2.00mm |
| 结冰厚度 | 0.00~2.00mm（可定制） |
| 积雪厚度（选配） | 50mm~2500mm |
| 路面温度 | -30℃~60℃ |
| 湿滑程度¹ | 0.00~1.00（危险~干燥） |
| 更新间隔 | 20s |
| 变送器元件耐温 | -40~80℃ |
| 工作相对湿度 | 不大于95%（30℃） |
| 功耗 | 1.5W（加热功率13W） |
| 输出方式 | 4G / RS485 |
¹仅供参考，数值代表路面和轮胎的摩擦能力。
以上陈述的性能数据是在使用我公司测试系统及软件的测试条件下获取的。为了持续改进产品，我公司保留更改设计功能和规格的权利，恕不另行通知。
1.4 设备尺寸
单位：mm
2. 产品选型
注意：配套托片请另行购买。
| RS- | 路面状况传感器 | ||
| LMK- | 4G 上传/RS485 | ||
| N01 | 1 型 |
3. 设备安装说明
3.1 设备安装前检查
■ 路面状况传感器 1 台
■ 横臂 1 个
■ 抱箍 1 个
■ 安装螺丝（M5*55 外六角螺钉*3，M5 螺母*3，M8*70 外六角螺钉*3，M8 螺母*3）
3.2 安装说明及注意事项
（1）将仪器从包装箱内取出，对照使用说明书的装箱单仔细清点、检查设备附件是否齐全。
（2）认真阅读产品使用说明书、产品合格证。
（3）选择合适地点安装设备，设备提供横臂和安装抱箍，首先将设备安装到横臂上。
然后将横臂利用抱箍将设备安装到 75mm 立杆上。
每个安装地点的测量距离不同，需据此路面状况传感器。调整安装高度或设备与安装支架间的角度，可以调整测量的位置，角度调整时可以手机配置 APP 实时数据中查看设备的安装角度数值，建议范围在 10~40°之间。
注：根据安装角度和高度，计算测量距离 c 和测量位置的大致范围 d，测量
测量距离b = 安装高度a * tan安装角度 α，如位置不理想，可调整传感器安装角度和高度。
3.3 设备接线
宽电压电源输入10~30V均可。
| 线色 | 说明 |
|---|---|
| 棕色 | 电源正 |
| 黑色 | 电源负 |
| 黄色 | 485-A |
| 蓝色 | 485-B |
4. 设备配置说明
4.1 设备配置
1）设备支持蓝牙配置，需要手机下载配置软件“多功能参数配置 app”，可扫描二维码下载即可。
2）下载完成后，打开蓝牙，打开 APP 软件界面如下点击连接设备，设备名称 LMK 加设备地址，例设备地址为 12345678，选择 LMZK12345678 即可（默认密码 12345678）。
3）可在 APP 内进行查看终端地址、目标地址端口设置、目标地址设置等操作。
4.2 设备标定说明
4.2.1 路面状态标定
当设备初次安装或更改安装位置时需对设备进行重新标定，设备标定时需保持路面干燥，且无遮挡。在“设备调试”界面，点击“初始化设备”，这时设备开始自动标定，设备初始化状态显示“执行中”，且设备镜头正对的路面出现一个红点，红点直径 25cm 范围内为标定区域，设备标定大概持续 5 分钟左右，当地面红点消失时，设备标定完成。
4.2.2 雪深标定
若选配雪深要素，需在路面状态标定完成后进行雪深标定，设备标定时需保持路面干燥，且无遮挡。在“设备调试”界面，点击“雪深校零”，这时设备开始自动标定，标定时设备镜头正对的路面出现一个红点，红点即为标定点，设备标定大概持续 10S 左右，当地面红点消失时，设备标定完成。
4.3 设备字典及实时数据选项说明
4.3.1 设备字典
- GPRS 数据帧间隔（秒）：设备主动上传数据的间隔时间，本时间即为数据采集器更新时间。若用户对数据的更新时间要求较高，则可将此时间设短；若用户想减少网络负荷，则可将本时间设长，范围是 1~60000s。一般用户可设置为 30s，即设备每隔 30s 上送一次数据。（默认：30s）
- GPRS 目标地址 URL：填写温湿度监控平台所在服务器的公网 IP 地址，若平台启用了域名解析服务，可填写对应的服务器域名。
- GPRS 目标端口：监控平台的网络监听端口，需与平台端口一致。（默认：8030）
- 主机 ModBus 从站地址：4G 选型设备请忽略此项，仅 485 选型设备生效。
- 波特率：4G 选型设备请忽略此项，仅 485 选型设备生效。
- 奇偶校验方式：4G 选型设备请忽略此项，仅 485 选型设备生效。
- ICCID 号：设备内 SIM 卡的 ICCID 号码。
- 设备的 8 位地址：为设备唯一地址，软件监控平台根据此地址区分不同设备。（不可修改）
- 校准使能：安装完成后，此栏位写入 1，设备自动开始标定（需路面干燥无遮挡）。标定完成后由 1 变为 0，耗时约 5 分钟。
- 零点校准：安装完成后，此栏位写入 1，设备自动标定雪深零点（需路面干燥无遮挡）。标定完成后由 1 变为 0，耗时约 10 秒。
注：未说明部分菜单均已在出厂时设置完成，请勿进行修改！
4.3.2 实时数据
●节点0-5：节点对应数据如下表
| 节点 | 说明 | 数据类型 |
|---|---|---|
| 0 | 路面状态 | 32 位无符号整形 0：错误 1：干燥 2：潮 3：湿 4：积水 7：结冰 |
| 1 | 积水深度 | 浮点型 |
| 2 | 结冰厚度 | 浮点型 |
| 3 | 雪深（选配） | 浮点型 |
| 4 | 路面温度 | 浮点型 |
| 5 | 安装角度 | 浮点型 |
5. PC 端配置软件安装及使用
5.1 软件选择
如若需要修改设备的地址和波特率，需要使用该配置软件进行设置。打开资料包，选择“调试软件”---“485 参数配置软件”，找到打开即可。
注意：在使用该配置软件时，必须要接入单台设备！设备的接线
5.2 参数设置
- 选择正确的 COM 口（“我的电脑—属性—设备管理器—端口”里面查看 COM 端口），下图列举出几种不同的 485 转换器的驱动名称。
- 单独只接一台设备并上电，点击软件的测试波特率，软件会测试出当前设备的波特率以及地址，默认波特率为 4800bit/s,默认地址为 0x01。
- 根据使用需要修改地址以及波特率，同时可查询设备的当前功能状态。
- 如果测试不成功，请重新检查设备接线及485驱动安装情况。
5.3 设备校准说明
在气象分类中选择路面状况设备，可以查看设备的实时数据，同时当设备初次安装或更改安装位置时交易对设备进行重新标定，设备标定时需保持路面干燥，且无遮挡。在“设备调试”界面，点击“初始化设备”，这时设备开始自动标定，设备初始化状态，显示执行中，且设备镜头正对的路面出现一个红点，红点直径 25cm 范围内为标定区域，设备标定大概持 续 5 分钟左右，当地面红点消失时，设备标定完成。
若选配雪深要素，需在路面状态标定完进行雪深标定，设备标定时需保持路面干燥，且无遮挡。在“设备调试”界面，点击“雪深校零”，这时设备开始自动标定，标定时且设备镜头正对的路面出现一个红点，红点即为标定点，设备标定大概持续 10S 左右，当地面红点消失时，设备标定完成。
6. 通信协议
6.1 通讯基本参数
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 编码 | 8 位二进制 |
| 数据位 | 8 位 |
| 奇偶校验位 | 无 |
| 停止位 | 1 位 |
| 错误校验 | CRC（冗余循环码） |
| 波特率 | 1200bit/s、2400bit/s、4800bit/s、9600bit/s、19200bit/s、38400bit/s、57600bit/s、115200bit/s 可设，出厂默认为 4800bit/s |
6.2 数据帧格式定义
采用ModBus-RTU 通讯规约，格式如下：
- 初始结构 ≥4 字节的时间
- 地址码 = 1 字节
- 功能码 = 1 字节
- 数据区 = N 字节
- 错误校验 = 16 位CRC 码
- 结束结构 ≥4 字节的时间
地址码：为变送器的地址，在通讯网络中是唯一的（出厂默认0x01）。
功能码：主机所发指令功能指示，本变送器用到功能码0x03（读取寄存器数据）0x06（写入单个寄存器）0x10（写入多个寄存器）。
数据区：数据区是具体通讯数据，注意16bits数据高字节在前！
CRC码：二字节的校验码。
主机问询帧结构：
| 地址码 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 字节 | 1 字节 | 2 字节 | 2 字节 | 1 字节 | 1 字节 |
从机应答帧结构：
| 地址码 | 功能码 | 返回有效字节数 | 数据一区 | 第二数据区 | 第 N 数据区 | 校验码 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 字节 | 1 字节 | 1 字节 | 2 字节 | 2 字节 | 2 字节 | 2 字节 |
6.3 寄存器地址
| 寄存器地址（16 进制） | PLC 或组态地址（10 进制） | 内容 | 操作 |
|---|---|---|---|
| 0000 H | 40001 | 路面状态 0：错误 1：干燥 2：潮 3：湿 4：积水 7：结冰 | 03 |
| 0001 H | 40001 | 路面状态 0：错误 1：干燥 2：潮 3：湿 4：积水 7：结冰 | 03 |
| 0002 H | 40003 | 积水厚度浮点型高位 | 03 |
| 0003 H | 40003 | 积水厚度浮点型低位 | 03 |
| 0004 H | 40005 | 结冰厚度浮点型高位 | 03 |
| 0005 H | 40006 | 结冰厚度浮点型低位 | 03 |
| 0006 H | 40007 | 积雪深度浮点型高位 | 03 |
| 0007 H | 40008 | 积雪深度浮点型低位 | 03 |
| 0008 H | 40009 | 路面温度浮点型高位 | 03 |
| 0009 H | 40010 | 路面温度浮点型低位 | 03 |
| 000A H | 40011 | 设备安装角度浮点型高位 | 03 |
| 000B H | 40012 | 设备安装角度浮点型低位 | 03 |
| 000C H | 40013 | 湿滑程度浮点型高位 | 03 |
| 000D H | 40014 | 湿滑程度浮点型低位 | 03 |
| 0013 H | 40020 | 定位使能 0：关闭激光束 1：开启激光束 | 03/06/10 |
| 0015 H | 40022 | 路面校准使能 写入 1 自动标定 | 03/06/10 |
| 0056 H | 40087 | 积水厚度校准值 16 位无符号，扩大 100 倍 | 03/06/10 |
| 0057 H | 40088 | 结冰厚度校准值 16 位无符号，扩大 100 倍 | 03/06/10 |
| 0058 H | 40089 | 结冰厚度校准值 16 位无符号，扩大 100 倍 | 03/06/10 |
| 0061 H | 40098 | 激光雪深校准 写入 1 自动标定零点 | 03/06/10 |
| 07D0 H | 42001 | 设备地址 1~254 | 03/06/10 |
| 07D1 H | 42002 | 波特率 0 代表 2400 1 代表 4800 2 代表 9600 3 代表 19200 4 代表 38400 5 代表 57600 6 代表 115200 7 代表 1200 | 03/06/10 |
6.4 通讯协议示例以及解释
读取设备地址 0x01 的路面状态
- 问询帧（16 进制）：
- 地址码 功能码 起始地址 数据长度 校验码低位 校验码高位
- 0x01 0x03 0x00 0x00 0x00 0x01 0x84 0x0A
- 应答帧（16 进制）：（例如读到路面状态为干燥）
- 地址码 功能码 返回有效字节数 路面状态 校验码低位 校验码高位
- 0x01 0x03 0x02 0x00 0x01 0x79 0x84
能见度计算：0001 H（十六进制）=1 => 路面状态 =干燥
读取设备地址 0x01 的积水厚度
- 问询帧（16 进制）：
- 地址码 功能码 起始地址 数据长度 校验码低位 校验码高位
- 0x01 0x03 0x00 0x01 0x00 0x02 0x95 0xCB
- 应答帧（16 进制）：（例如读到积水厚度为 0.5mm）
- 地址码 功能码 返回有效字节数 积水厚度高位 积水厚度低位 校验码低位 校验码高位
- 0x01 0x03 0x04 0x3F 0x00 0x00 0x00 0xF6 0x27
积水厚度计算：3F00 0000 H（十六进制）=0.5 => 积水厚度 =0.5mm
修改当前地址
- 问询帧：（假如当前地址为 01,，需修改地址为 02）
- 地址码 功能码 起始地址 修改数值 校验码低位 校验码高位
- 0x01 0x06 0x07 0xD0 0x00 0x02 0x08 0x86
- 应答帧：
- 地址码 功能码 起始地址 修改数值 校验码低位 校验码高位
- 0x01 0x06 0x07 0xD0 0x00 0x02 0x08 0x86
修改当前波特率
- 问询帧：（假如当前波特率为 4800 修改为 9600）
- 地址码 功能码 起始地址 修改数值 校验码低位 校验码高位
- 0x01 0x06 0x07 0xD1 0x00 0x02 0x59 0x46
- 应答帧：
- 地址码 功能码 起始地址 修改数值 校验码低位 校验码高位
- 0x01 0x06 0x07 0xD1 0x00 0x02 0x59 0x46
查询地址
- 问询帧：
- 地址码 功能码 起始地址 数据长度 校验码低位 校验码高位
- 0xFF 0x03 0x07 0xD0 0x00 0x01 0x91 0x59
- 应答帧
- 地址码 功能码 返回有效字节数 地址 校验码低位 校验码高位
- 0xFF 0x03 0x02 0x00 0x01 0x50 0x50
读取到的地址码即为设备的真实地址：01
7. 常见问题及解决办法
设备无法连接到 PLC 或电脑
可能的原因：
- 电脑有多个 COM 口，选择的口不正确。
- 设备地址错误，或者存在地址重复的设备（出厂默认全部为 1）。
- 波特率，校验方式，数据位，停止位错误。
- 主机轮询间隔和等待应答时间太短，需要都设置在 200ms 以上。
- 485 总线有断开，或者 A、B 线接反。
- 设备数量过多或布线太长，应就近供电，加 485 增强器，同时增加 120Ω终端电阻。
- USB 转 485 驱动未安装或者损坏。
- 设备损坏。
