地埋式水位监测仪原理

　　HC-DMJS100 地埋式水位监测仪核心传感硬件量程上限 1.5m，测量分辨率 1mm，水位测量误差控制 1cm，依托液介式超声波测距原理完成积水深度采集，搭配蓝牙配置、LoRa 无线传输、RS485 总线通信构成完整数据采集传输逻辑，整套设备分为积水监测仪、LoRa 采集终端两大单元，各自具备独立工作原理且协同完成水位监测全流程。

　　一、超声波水位检测核心工作原理

　　设备核心测量部件为液介式超声波传感器，水位测算依托声波传播时差法实现。传感器探头定向向下发射超声波信号，声波接触积水水面后形成反射回波，探头同步接收反射声波，内部电路记录声波发射与接收的完整时间间隔。设备内置温度补偿模块，根据现场环境温度修正空气介质下声波传播速度，消除高低温带来的声速偏差，用补偿后的标准声速结合传播时间计算探头到水面的垂直距离。

　　设备出厂完成标定，预先录入探头距离地面基准高度数值，用基准高度减去实测探头到水面距离，换算得出当前积水深度，生成毫米级水位原始数据。304 不锈钢 IP68 密封外壳隔绝泥沙、雨水，避免探头遮挡造成回波缺失;设备内置锂亚电池稳定供电，保障超声波持续稳定发射与采样，无积水环境下五年不间断采样不会出现传感零点偏移。

　　二、本地蓝牙配置唤醒与参数识别原理

　　设备内置蓝牙模块，依靠磁性触发唤醒机制进入配置模式。使用唤醒磁铁在测量模块表面 3 秒内顺时针旋转两圈以上，设备硬件感应磁场变化，切换至蓝牙广播状态，手机蓝牙配置 APP 可搜索设备信号，积水监测仪设备标识以 JSCD 加四位 ID 命名，LoRa 终端标识为 LGH 搭配 8 位地址码。

　　蓝牙连接默认密码 12345678，建立连接后 APP 下发各类运行参数，包含收发频率、扩频因子、水位换算系数、数据上传间隔等。水位换算采用线性公式，固定水位系数 A=1.00、B=0.00，原始测距数据通过公式换算为标准积水深度;收发频率、8 位设备地址码作为无线配对识别标识，是监测仪与 LoRa 终端实现数据互通的匹配依据。

　　三、LoRa 无线点对点数据传输原理

　　积水监测仪采集完成水位、电量数据后，通过 LoRa 无线模块向外广播数据包，采用 433M 频段扩频通信，扩频因子统一设置为 9。监测仪发射频率 479700KHZ、接收频率 470100KHZ，LoRa 终端收发频率与之交叉反向设置，依靠匹配的频段、地址码、扩频因子完成数据接收，多测点数据可同步汇总至同一 LoRa 终端。

　　无线传输自带数据校验机制，若积水深度过大，水体对无线信号产生衰减，会造成数据包丢失;设备内置离线判断逻辑，超出设定时长无数据上传则判定测点离线。正常工况下按照预设时隙间隔定时上传实时水位与设备电量，数据包完整传递至 LoRa 终端本地缓存。

　　四、RS485 总线与后台转发通信原理

　　LoRa 采集终端搭载 RS485 硬件接口，遵循 Modbus-RTU 标准协议，通信默认波特率 9600、数据格式 8N1，采用 CRC16 多项式 A001 校验数据包，过滤传输失真数据。终端通过 03 读、06 写标准寄存器指令读取测点数据，水位数据以 32 位浮点型存储，单位毫米;设备电量为 16 位无符号整型，单位百分比。

　　终端内置 4G 通讯模块，将 RS485 汇总后的水位数据转发至后台服务器，数据同步分发至网页云平台、微信小程序;同时终端外接 LED 显示屏、号筒扬声器、声光报警器，实时读取本地缓存水位数值，水位超出设定阈值时硬件电路触发声光双重报警，完整实现从声波测距、无线传输、总线转发到本地预警的整套工作流程。