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　　MARWIS-UMB 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 1 使用期须知 请阅读本手册，并将手册置于方便存取的地方，以便将来查阅。请注意，配图中的各种传感器、 软件在视觉上可能与实物略有差异。 1.1 标识 重要的信息，对用户有潜在的危害 重要的信息，关系到正确操作设备 1.2 安全须知 • 安装与调试必须由合格的专业技术人员来进行。 • 不要在通电状况下直接触摸或测量电路部分。 • 注意技术参数、存储条件及工作条件。 1.3 设计用途 • 设备必须在申明的技术参数范围内工作 • 设备必须在设计的工作条件及用途下工作 • 禁止对设备的结构进行改造；否则操作安全性和矫正功能无法保障 1.4 非法操作 如果设备未能正确安装： • 设备的功能受限或者根本无法正常工作 • 可能会导致掉落并致使人员受伤 注: 司机有责任确保汽车的负载在安全范围内 如果设备未能正确接线 • 设备可能不工作 • 设备可能永久性被损坏 • 可能会导致电路短路 1.5 质保期 质保期为交货之日起一年。如果未能正确使用产品，则不在质保范围之内。 1 第一章 使用前须知 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 MARWIS-UMB 1.6 品牌 所有品牌名称均不受其各自所有者的有效商标和所有权的限制。 2 交付内容 产品交付包含： MARWIS-UMB / STARWIS-UMB 图 1: Marwis-UMB / Starwis-UMB 电缆/接头 电缆和接头必须分别订购。可以在3.2 节配件中或者我们的官网 主页 上找到产品订购号。 为了保护 MARWIS-UMB / STARWIS-UMB 不受污染，需要选择 保护外壳 两款中的一款保护外壳。对应的订购号可以在 3.2 节配件中或者 我们的官网主页 上找到产品订购号。保护外壳需 要单独订货。 操作手册 3 订购号 3.1 MARWIS-UMB 8900.U03MARWIS-UMB 离地 1 m (3 ¼ ft)检测 8900.U04MARWIS-UMB 离地 2 m (6 ½ ft) 检测 8900.U05MARWIS-UMB 离地 0.5 m (1 ¾ ft) 检测 8711.U55STARWIS-UMB 离地 5.5 m (18 ft) 检测 第三章 订购号 2 MARWIS-UMB 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 3.2 附件 短保护外壳(推荐安装在轿车上) ... 8900.G01 长保护外壳(推荐安装在卡车上) 8900.G02 装配杆 (水平) 8900.G01H 装配杆(垂直) 8900.G01V 磁力紧固件 8900.G01H 或 8900.G01V8900.G01M 电缆 15 m (49 ¼ ft) 8371.UK015 电缆5 m (16 ⅜ ft)，带 12V 点烟器接头 8900.UK05 接头不带电缆1 立柱支架及 STARWIS-UMB 的短保护外壳 立柱直径介于 60 – 80 mm (2 ⅜ – 3 ¼ in) 8711.UMB 3.3 备件 温湿度传感器8900.UTFF 3.4 文档及软件 你可以在 上下载下列文档及软件： • 操作手册本文档 • UMB-ProtocolUMB 设备的通讯协议 • 固件本产品的最新固件 MARWIS App for iOS 可以在 iTunes 上下载。MARWIS-App for Android 可以在 Google Playstore 下载。 1 通讯必须在短于 15m (49 ¼ ft)的电缆上达到 115200 的波特率 3 第三章 订购号 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 MARWIS-UMB 4 设备描述 为满足道路交通气象网络的需求，设备将安装在车辆上。MARWIS-UMB 可以安装在车辆上进行 对水、冰、雪及摩擦系数的检测。传感器与路面的距离可以是 0.5 米、1 m 或 2 m (1 ¾ ft , 3 ¼ ft or 6 ½ ft). STARWIS-UMB 必须安装在距离地面 5.5 m (18 ft)高的立柱上。 设备通过红外光实现测量。4 个发射头和 2 个接受二极管捕获路面反射回来的不同波长的光线。由 于不同物质反射的光谱属性不同，例如水和冰，路面状况可以通过捕获的数据推演而得。 MARWIS-UMB 可以测量路面温度、露点温度、空气温度和湿度、路面温度对应的路面相对湿度、 水膜高度、路面状况、含冰量、摩擦系数、冰点温度和除冰剂浓度 2 。STARWIS-UMB 的功能除了 空气温度和湿度和 MARWIS-UMB 一样。 当路面的冰颗粒增加时，摩擦系数会降低，从而这一数据可以为除冰防滑作业提供支持。 由于通讯协议是公开的，MARWIS-UMB 和 STARWIS-UMB 很容易可以集成到现存的冬季养护监 控网络中。同样，MARWIS-UMB 可以直接与铺沙车对接实现联动。 测量数据支持如下协议： UMB binary. 4.1 路面温度 测量路面温度的非接触式高温计完全集成在了传感器里。 4.2 气温 3 MARWIS-UMB 一侧的传感器直接测量空气温度。 3 4.3 相对湿度 相对湿度代表空气中水蒸气的饱和程度。它随着温度而变化，热空气比冷空气会吸收更多的水蒸 气。 4.4 露点温度 露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。即形成雾时候的临 界凝结温度。 4.5 路面温度对应的相对湿度 计算路面温度对应的相对湿度其实是基于绝对湿度和路面温度的。它可以用来推演露水或者霜的 形成。 2 预计 2017 十月推出 3 仅适用于 MARWIS-UMB 第四章 设备描述 4 MARWIS-UMB Operating Manual V 3.0 / 23 Mar 2017 4.6 水膜高度 测量路面的水膜高度是通过一个非接触式的光学光谱仪。水膜高度表示路面液态水的比例。 4.7 路面状况 路面状况由测量到的水膜高度、路面温度和含冰量来决定。传感器推演出干、潮、湿、雪或冰， 湿含盐和水加冰 4 . 用于计算路面状况的参数是可以设置的。例如，最后一段路面的最高、最低和平均路面温度。有一 组预设的参数可供选择。 4.8 含冰量 借助光学光谱数据，路面上的水溶液的冰冻部分可以被测得，并计算出含冰量。 4.9 摩擦系数 摩擦系数表示轮胎在路面上的附着力。这可以用于推演环境条件，如雨、雪。摩擦系数的值介于 0.1 到 1.0 之间。该数值越高则表示附着力越高，越低则附着力越低。最高值(1.0)在路面干的情况 下出现，最低值(0.1)在路面有水或结冰的时候出现。 注: 抓地力取决于路面的质地。MARWIS-UMB / STARWIS-UMB的摩擦系数代表某一质地的路面相对 于最大抓地力的比例或程度，分别被各个环境条件削减的多少。 MARWIS-UMB / STARWIS-UMB 在不同路面上的摩擦系数表示不同的抓地力。 4.10 冰点温度 5 冰点温度仅在路面不是干的，而且路面温度低于 0 °C (32 °F)才会被计算。可用于观测冰点温度 是否高于、低于或等于路面温度。 4.11 除冰剂浓度 9 除冰剂浓度是除路面的冰物质在液体混合物中的比例。仅在路面不是干的，而且路面温度低于 0 °C (32 °F)才会被计算。可以产生计算值或者最小值。 . 4 路面状况模型一直在更新，请关注最新的固件。 5 预计 2017 年 10 月推出 5 第四章 设备描述 操作手册 3.0 / 23 Mar 2017 MARWIS-UMB 4.12 MARWIS-UMB / STARWIS-UMB 传感器技术 图 2: MARWIS-UMB / STARWIS-UMB 组件 图 3: 温度传感器 (仅 MARWIS-UMB) 第四章 设备描述 6 MARWIS-UMB 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 4.13 LED 状态灯 设备上有一个 LED 状态指示灯，表示 MARWIS-UMB/STARWIS-UMB 的当前状态。LED 以不同的 颜色闪烁时，表示正在通过 RS485 或蓝牙传输数据。 LED 不同颜色的含义: 颜色 描述 绿 设备正常，红外测量激活 蓝 设备正常，红外测量激活，蓝牙连接成功 黄 设备正常，红外测量出现故障 (例如：工作温度尚未达到 预热需要达到的温度) 状态通道”测量状态“ 可以提供更详细的故障信息。 紫 固件更新；不要切断电源！ 红 设备故障。状态通道”测量状态“ 可以提供更详细的故障信息。 闪烁 数据传输 测量的状态可以通过 UMB 通道 4000 和 4001 发送。相应的信息见第七章。 5 测量值 5.1 当前测量值 (act) 对应不同的采样频率，最后一次测量值在有当前请求的时候，作为当前测量值发送。 为了减少行车过程中产生的干扰，MARWIS-UMB / STARWIS-UMB 定期按配置对数据进行过滤。 对数据带来干扰的例子见第 16.2 节。 7 第五章 测量值 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 MARWIS-UMB 6 工作模式 6.1 一般工作模式 MARWIS-UMB / STARWIS-UMB 在上电和断电的瞬间开启或关闭。 在开启之后，需要约 10 秒钟才能进行首次测量。视环境温度不同，预热阶段需要 5 到 15 分钟， 然后才能产生正确的测量数据。这个过程可以缩短，办法是通过 24 V 供电。通过 LED 状态 灯由绿色转为蓝色，表示蓝牙连接成功。LED 状态灯不同颜色的意义见第 4.13 节。 第六章 工作模式 8 MARWIS-UMB 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 7 测量输出 测量值通过 UMB 二进制协议输出。可在附录中参考 UMB 通道的数据的采集。 7.1 测量值 7.1.1 路面温度 采样频率 1 秒 单位ºC; ºF 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 100 路面温度 -40.0 70.0 ºC 105 路面温度 -40.0 158.0 ºF 6 7.1.2 空气温度 采样频率1 秒 单位ºC; ºF 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 110 空气温度 -50.0 70.0 ºC 115 空气温度 -58.0 158.0 ºF 6 7.1.3 相对湿度 采样频率1 秒 单位% 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 210 相对湿度 0 100 % 7.1.4 露点温度 采样频率1 秒 单位ºC; ºF 通道: 6 仅 MARWIS-UMB 9 第七章 测量输出 Operating Manual V 3.0 / 23 Mar 2017 MARWIS-UMB 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 120 露点温度 -50.0 60.0 ºC 125 露点温度 -58.0 140.0 ºF 7.1.5 相对路面温度的相对湿度 采样频率1 秒 单位% r.h. 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 相对于路面温度的相对湿 200 -0.0 100.0 % 度 7.1.6 水膜高度 采样频率100 Hz 单位µm, mil, mm 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 600 水膜高度 0.0 6000.0 µm 605 水膜高度 0.0 78.7 Mil 610 水膜高度 0.0 6.0 mm 7.1.7 光滑表面的水膜高度 采样频率100 Hz 单位µm, mil, mm 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 601 光滑表面的水膜高度 0.0 6000.0 µm 606 光滑表面的水膜高度 0.0 78.7 Mil 611 光滑表面的水膜高度 0.0 6.0 mm 通道 601, 606 和 611 不考虑水在路面微孔 7 7.1.8 路面状况 采样频率10 Hz 单位编码码 通道: UMB 通道 测量变量 (uint8) Coding 7 路面状况模型不断更新中，敬请关注最新的固件。 第七章 测量输出 10 MARWIS-UMB 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 0 干 1 潮 2 湿 3 冰 900 路面状况 4 雪/冰 5 湿含盐 6 水+冰 8 雪 99 未定义 干: 路面无水 水膜高度 低于潮的阈值 潮: 路面有水 水膜高度低于湿的阈值 湿: 路面有水 水膜高度等于或高于湿的阈值 冰: 路面积水结冰，主要以冰的形式存在 雪/冰: 路面积水结冰，有可能是雪或者冰，无法更精确地判断 湿含盐: 水膜高度高于潮的阈值，路面温度低于 1.5°C (34.7 °F); 水中的化学 除冰剂阻止了冰的形成。 水+冰: 水膜高度 高于潮的阈值，路面温度低于 1.5°C (34.7 °F)，冰的颗粒已 经形成。 雪: 路面积水主要以雪的形式存在。 7.1.9 含冰量 采样频率10 Hz 单位% 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 800 含冰量 0.0 100.0 % 7.1.10 摩擦系数 采样频率10 Hz 单位无 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 820 摩擦系数 0.0 1.0 无 11 第七章 测量输出 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 MARWIS-UMB 8 7.1.11 冰点温度 采样频率1 秒 单位 无 通道: UMB 通道 测量变量(float32) 量程 xx 未检测到 700 冰点温度 1 = 路面温度 2 路面温度 3 路面温度 7.1.12 除冰剂浓度 7 采样频率1 秒 单位 g/m² 通道: 量程 UMB 通道 测量变量 (float32) 最小 最大 单位 810 除冰剂浓度 – 值       g/m² xx 未检测到 710 除冰剂浓度- 含义 1 实时值 2 最小值 通道 710 可以表明为何通道 810 的值没有输出 7.2 更多传感器信息 传感器还输出其他状态和功能的信息。 7.2.1 设备状态 UMB 通道 测量变量 (uint16)   4000 设备状态   Bit 0 保留 0 电压正常 Bit 1 供电状态 1 电压过低 0 闪存正常 Bit 2 闪存状态 1 读写闪存故障 0 NIR 测量正常 Bit 3 NIR 红外遥感状态 NIR 测量故障 1 (详细信息见 UMB 通道 4001) 0 高温计测量正常 Bit 4 高温计状态 1 高温计测量故障 0 温度计测量正常 Bit 5 温度计状态 1 温度计测量故障 8 预计 2017 年 10 月推出 第七章 测量输出 12 MARWIS-UMB 操作手册 V 3.0 / 23 Mar 2017 0 内部加热温度正常 加热器温度测量状态 Bit 6 测量加热器温度错误(加热强制停止) 1 0 RS485 通讯正常 Bit 7 RS485 状态 1 RS485 通讯故障 0 蓝牙模块启动并成功运行 Bit 8 蓝牙状态 1 蓝牙通讯故障 Bit 9 - 15 保留     7.2.2 测量状态 UMB 通道 测量变量 (uint16)   4001 测量状态   0 设备温度在正常范围 Bit 0 工作模式 1 工作温度异常 (LED 状态：橙色) 0 NIR 红外遥感 测量正常 Bit 1 NIR 红外遥感 超时 1 NIR 红外遥感测量超时 0 监视测量正常 Bit 2 监视故障 1 监视测量故障 (LED 故障)