DB32 T 2197-2022 水文自动测报系统数据传输规约(修订).pdf
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1、 ICS 07.060 CCS N 93 DB32/T 2197 2022 代替 DB32/T 2197 2012 江 苏 省 地 方 标 准 DB32 水文自动 测报系统 数据传输 规约 Data transmission protocol for hydrologic data acquisition system 2022-07-04 发布 2022-08-04 实施 江 苏 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB32/T 2197 2022 I 目 次 目 次.I 前 言.II 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 术 语和 定义、符 号和 代 号.1 3.1 术语 和定
2、 义.1 3.2 符号 和代 号.2 4 总 体要 求.3 5 数 据报 文传 输规 约.3 5.1 帧结 构.3 5.2 链路 传输.11 5.3 物理 层规 约.13 6 数 据传 输报 文及 数据 结 构.14 6.1 链路 检测.14 6.2 参数 设置 及查 询.15 6.3 控制 命令.48 6.4 自报 数据.52 7 通 信方 式和 误码 率.58 7.1 通信 方式.58 7.2 误码 率.61 8 传 感器 与终 端通 信的 接 口和规 约.61 8.1 通信 接口.61 8.2 通信 规约.61 9 数 据传 输考核.61 9.1 考核 内容 和指 标.61 9.2 考核
3、 方法.62 附录 A(资 料性)事件 记录 表.63 参考文 献.645 DB32/T 2197 2022 II 前 言 本文件是依 据GB/T 1.1 2020 标准 化工作导 则 第1部分:标准 化文件 的结构 和 起草规则的 规 定修 编。本文件 共9 章1个 附录1个 参 考文献,主 要技 术内 容 有:数据报 文传 输规 约、数 据 传输报 文及 结构、通信 方 式和误 码率、传感 器与 终 端通信 的接口和规 约、数据 传输 的考 核。本 文 件 代 替DB32/T 2197-2012 江 苏 省 水 文 自 动 测 报 系 统 数 据 传 输 规 约,与DB32/T 2197-
4、2012 相比,除 结构 调 整和编 辑性 改动 外,主要 技术变 化如 下:a)增加瞬 时风 速风 向、平均 风速风 向、最大 风速 风向 的约定;b)增加了RTU 自动 上送 蓄电 池 电压的 具体 数值 功能;c)增加了 流量 自动 监测 的过 程参数 包括 流量、面 积、点 流速、回波 强度、平均 流速(指标流速)、正北 偏角、横 摇、纵 摇等;d)删除 不能自 动监测的 水质 项目,增加“总有 机碳、溶解性有机 碳、亚 硝酸盐 氮、UV254t”以 及“总磷、叶 绿素a、锑、藻 密度”8个 水质监 测项 目;e)修改 原 规约 中固 态存 储数 据的召 测限 定为24小 时,增 加针
5、对 任意 时段 固态 存储 数据的召测 功能;f)修订查 询(自报)综 合参 数指令,取 消八 种参 数的 数量各 不多 于一 个的 限制;g)修改时 间标 签Tp 结构,增 加年月,并 在自 报数 据响 应帧中 增加 时间 标签Tp信 息;h)新增泥 沙自 动监 测参 数,对应控 制域 字节 中的 功能 码定义 为15。请注意 本文 件的 某些 内容 可能涉 及专 利。本文 件的 发布机 构不 承担 识别 专利 的责任。本文件 由江 苏省 水利 厅提 出 并归 口。本文件 起草 单位:江 苏省 水文水 资源 勘测 局、水利 部南京 水利 水文 自动 化研 究所。本文件 主要 起草 人:辛华
6、荣、高 祥涛、王 美玲、曹晓宁、王萍、钱进、单 延功、张泉荣、陈宁、董万 钧、王培、张磊、朱月、陆敏、严峰、张然、周洪 顺。本文件 及 其 所替 代文 件的 历次版 本 发 布情 况为:2012 年 首次 发布 为DB32/T 2197-2012;本 次为 第一 次修 订。DB32/T 2197 2022 1 水 文自动 测报系统 数据传 输规约 1 范围 本文件 规定 了 水 文自 动测 报系统 数据 传输 的数 据报 文传输 规约、数 据传 输报 文及结 构、通信方 式和 误码 率、传感 器与终 端通 信的 接口 和规 约、数 据传 输考 核 等。本文件 适用 于各 类水 文自 动测报 系
7、统 中遥 测站 与中 心站之 间的 数据 传输、遥测 终端与 传感器之 间的 数据 采集,及 自动测 报系 统的 设计、建 设和管 理,及与 水相 关的 测报系 统。2 规 范性 引用 文件 下列文 件的 内容 通过 文中 的规范 性引 用而 构成 本文 件必不 可少 的条 款。其 中,注日期 的引用文 件,仅 该日 期的版 本适用 于本 文件;不注日 期的引 用文 件,其 最新版 本(包括 所有 的修改单)适 用于 本文 件。GB/T 2260 2017 中 华人 民共和 国行 政区 划代 码 GB/T 18657.3 2002 远 动设备 及系 统 第五 部分 传输 规约 GB/T 500
8、95 水 文基本 术 语和符 号标 准 SL 26 水利水 电工 程技 术 术语标 准 SL 502 2010 水 文测 站 代码编 制导 则 3 术 语和 定义、符 号和 代 号 3.1 术 语和 定义 GB/T 50095、SL 26 界定的 以及下 列术 语和 定义 适用 于本文 件。3.1.1 终端地 址 terminal address 系统中 终端 设备 的地 址编 码。3.1.2 中继站 地址 relay station address 系统中 用于 中转 数据 和监 控命令 的中 继站 的地 址编 码。3.1.3 报文 report text 系统中 交换 与传 输的 完整 数
9、据信 息。DB32/T 2197 2022 2 3.1.4 帧 frame 数据链 路传 输单 元。3.1.5 启动站 initiative station 一次报 文传 输过 程,主动 发出报 文的 站。3.1.6 从动站 driven station 一次报 文传 输过 程,接收 报文并 作出 响应 的站。3.1.7 随时在 线 always online 通信设 备时 刻处 在可 以接 收或发 送的 状态。3.1.8 在线保 持 online conservation 采用技 术措 施使 通信 链接 不被中 断,维持 通信 链接 保持在 线 状 态。3.1.9 水位基 值 the bas
10、e of water level 测站所 测相 对水 位的 基面 高程的 修正 基准 值。3.2 符 号和 代号 GB/T 50095、SL 26 等标 准 界定的 以及 表1 中符 号、代 号和缩 略语 适用 于本 文件。表 1 符号、代 号和 缩略 语 序号 符号、代号和缩略语 内容 1 A 终端、中继地址 2 ADSL 非对称数字用户环路 3 AFN 应用层功能码 4 AUX 附加信息 5 BCD 二十进制编码 6 BIN 二进制编码 7 C 控制域 8 CDMA Code Division Multiple Access,码分多址。CDMA 系 统 是 基 于 码分 技 术(扩 频 技
11、 术)和 多 址 技 术 的 通 信 系 统 9 CRC 循环冗余校验 10 CS 帧校验码 11 DIR 传输方向位 12 DIV 拆分标志位 13 DIVS 拆分计数 14 ERC 事件记录代码 DB32/T 2197 2022 3 序号 符号、代号和缩略语 内容 15 GPRS General Packet Radio Service 通用分组无线服务,是GSM 系统的通用无线分组业务。16 HEX 十六进制编码 17 IP 地址“互联网协议(Internet Protocol)”规定计算机在网络上 的标识 18 L 用户数据区长度 19 MODBUS 应用于可以将 不 同 厂 商 生
12、产 的 控 制 设 备 可 以 连 成 网 络 进 行 集 中 监 控的通用协议和工业标准。国家标准号 GB/T19582 2008 20 Pc 校验位 21 PSTN Public Switched Telephone Network 公用电话交换网 22 PW 密码 23 SMS 移动通信中的短消息 业务 24 SDI-12 欧美国家监 测 传 感 器 串 行 数 据 通 讯 接 口 协 议。该 协 议 支 持 一 对 多 点总线远距离连接和传送 25 Tp 时间标签 26 VPN Virtual Private Network 虚 拟专用网。27 4G 4th Generation Mo
13、bile Communication Technology 第四代 移动通信技术 28 5G 5th Generation Mobile Communication Technology 第五代 移动通信技术 4 总 体要 求 4.1 为规范水文自动测报系统的设计、建设和管理,统一数据采集和传输规约,形成科学合理、相 互兼 容、资源 共 享的信 息管 理体 制,以适 应水利 信 息 化建 设和 管理 的需要,制定 本文件。4.2 本 文件 中涉 及的 仪器 设备等 产品 应符 合相 应国 家标准、行 业标 准的 要求。4.3 数 据采 集和 传输 除应 符合本 文件 规定 外,尚应 符合国 家
14、现 行有 关标 准的 规定。5 数 据报 文传 输规 约 5.1 帧 结构 5.1.1 帧 结构 的制 定 参考GB/T18657.3 2002 规 定的增强性 三层参考 模型,结合水文 自动测报 系统 数据传输的特点,制 定实 用的 帧结 构。5.1.2 字 节格 式为 帧的 基 本单元 字节 传输顺 序为 低位 在前,高 位在后;低 字节 在前,高 字节在 后。5.1.3 帧 格式 5.1.3.1 本 文件 采用 异步 式传输 帧格 式。DB32/T 2197 2022 4 定义见 表2。表 2 帧格式定 义 起始字符(68H)长度 L 固定长度的报文头 起始字符(68H)控制域 C 控制
15、域 用户数据区 地址域 A 地址域 用户数据域 用户数据 校验CS 帧校验 结束字符(16H)5.1.3.2 传 输规 则应 按以 下规定 执行:a)线 路空 闲状 态为 二进 制 1;b)帧的字 符之间 无线路空 闲间隔;两 帧之间 的线路 空闲间隔应 考虑信 道网络 延时、中间环节 延时、终 端响 应时 间等因 素;c)帧 校验 位(CS)是用 户 数据区 的CRC 校验;d)接 收方 校验,如 检出 了 差错,舍弃 此帧。两 帧之 间应考 虑线 路的 空闲 间隔;e)每 个字 符应 校验 起动 位、停止 位、偶校 验位(在 超短波 通信 等自 定义 字符 时用);f)每 帧应 按以 下规
16、 定执 行:1)帧 固定 报文 头中 的开 头和结 束所 规定 的字 符;2)1 个字 节长 度 L;3)接 收的 字符 数最 少帧 长度 L+5;4)帧 校验;5)结 束字 符;6)若 这些 校验 有一 个失 败,舍 弃此 帧;若无 差 错,则此 帧数 据有 效。5.1.4 链 路层 5.1.4.1 链 路层 长度L 应 按以下 规定 执行:DB32/T 2197 2022 5 a)用户数 据区 长度 L 由 1 字 节组成,见 表3。本 规约 除 特别指 出L 采用 2 字 节的 报文之外,其他 报文 的 L 均采 用1 字 节。表 3 用户数据 长 度 L D7 D6 D5 D4 D3
17、D2 D1 D0 b)用户数 据区 长度 L,采用 BIN 码,长度 1 字节,由 D7D0 组成,是控 制域、地 址域、用 户数 据域(应 用层)的字 节总 数。数据 为图 片数据 流时,数 据长 度为L*1K。采用无 线数 传信 道,帧字 节总数 不宜 超过 通信 设备 单次传 输的 长度 限制。5.1.4.2 控 制域C 应按 以 下规定 执行:a)控制域 C 表 示报 文传 输方向 和所 提供 的传 输服 务类型 的信 息,定义 见 表4。表 4 控制域 C D7 D6 D5D4 D3 D0 传输方向位 DIR 拆分标志位 DIV 帧计数位 FCB 功能码 b)传 输方 向 位DIR
18、应按 以下规 定执 行:1)DIR=0,表 示此 帧报 文是 由 中心站 发出 的下 行报 文;2)DIR=1,表 示此 帧报 文是 由 终端发 出的 上行 报文;3)在每帧 报文 的通 信过 程中 是不变 的。c)拆 分标 志位DIV 应按 以 下规定 执行:1)DIV=1,表 示此 报文 已被 拆分为 若干 帧,接收 后 应 拼接。此时 控制 域 C 后增 加一个字 节,为拆 分帧 计 数DIVS,采用 BIN 倒计 数(255 1),当 DIVS 为 1 时表示最 后一 帧。启动 站发 送时自 动加 上发 送,从动 站返回 帧时 对应 加上 确 认;2)DIV=0,表 示此 帧报 文为
19、单帧。d)帧 计数 位FCB 应按 以 下 规定执 行:1)FCB 表示 每个 站连 续的 发 送/确 认或 者请 求/响 应的 变化位。FCB 位用 来防 止 信息传输 的丢 失和 重复;2)启 动 站 向 同 一 从 动 站 传 输 新 的 发 送/确 认 或 请 求/响 应 传 输 时,启 动 站 将 设 置 FCB值,若超时未收到从动站的报文,或接收出现差错,则启动站将 FCB 减 1,重复原来的发送/确 认 或 者 请 求/响应,直到 FCB 值为0,表 示 本 次 传 输 服 务 失 败;3)从动站 收到 启动 站 FCB 值 不为0 的报 文并 按照 要求 确认或 响应 时,返回
20、 相应 的FCB 值。e)功 能码 定义 应按 以下 规 定执行:DB32/T 2197 2022 6 1)传输方 向 位 DIR=0,下 行 帧具体 定义 见 表 5;2)传输方 向 位 DIR=1,上 行 帧具体 定义 见 表 6。表 5 下行帧传 输方 向(DIR=0)功能码 帧类型 分类 0 发送确认 命令 1 查询响应帧 雨量参数 2 查询响应帧 水位参数 3 查询响应帧 流量参数 4 查询响应帧 流速参数 5 查询响应帧 闸位参数 6 查询响应帧 功率参数 7 查询响应帧 气象参数 8 查询响应帧 风速参数 9 查询响应帧 水温参数 10 查询响应帧 水质参数 11 查询响应帧 土
21、壤含水率参数 12 查询响应帧 蒸发量参数 13 查询响应帧 报警或状态参数 14 查询响应帧 综合参数 15 查询响应帧 含沙量 表 6 上行帧传 输方 向(DIR=1)功能码 帧类型 分类 0 确认 认可 1 自报帧 雨量参数 2 自报帧 水位参数 3 自报帧 流量参数 4 自报帧 流速参数 5 自报帧 闸位参数 6 自报帧 功率参数 7 自报帧 气象参数 8 自报帧 风速参数 9 自报帧 水温参数 10 自报帧 水质参数 11 自报帧 土壤含水率参数 12 自报帧 蒸发量参数 13 自报帧 报警或状态参数 14 自报帧 综合参数 DB32/T 2197 2022 7 功能码 帧类型 分类
22、 15 自报帧 含沙量 5.1.4.3 地 址域A 按 照以 下 执行,有 水文 测站 编码 的用第 一种 方式:a)第一种 方式 的地 址域 由地 区水文 特征 码、水文 测站 编码组 成,为 5 个字 节。其 中水文特征 码取 00H,水文 测 站编码 码 应 符合 SL 502 2010 的 相关 规定,由 8 位 HEX码构成。地 址域 格式 见 表7;表 7 第 一 种方 式地 址域 格 式 地址域格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 BYTE 1 水文特征 码 BYTE 2 水文测站编码第 8 位(高位)水文测站编码第 7 位 BYTE 3 水文测站编码第 6 位
23、水文测站编码第 5 位 BYTE4 水文测站编码第 4 位 水文测站编码第 3 位 BYTE 5 水文测站编码第 2 位 水文测站编码第 1 位(低位)b)第二种 方式 的地 址域 由行 政区划 码 A1、终端 地 址 A2 组 成,格式 见表 8。行政 区划码 A1,按 GB 2260 2017 的规定 执行。具 体编 码方 法:用 4 位十 进制 数字 表 示,前两位 为省(区、市)码,后两 位数字 为地(市)码。终 端、中 继地 址 A2、地址控制编 码 A3,格式 见表 9、表 10。1)控制编 码 A3 为010B 时,D0-D20 为终 端地 址;控 制编 码 A3 为 101B
24、时,D0-D20为中继 地址;2)终 端、中 继 地址 A2 选址范 围 为 000001H 1FFFFEH。1FFFFFH 为 广播 地 址,000000H 为 无效 地址。表 8 地址域 A 地址域 数据格式 字节数 行政区划码A1 BCD 2 终端、中继地址 A2 BIN 3 表 9 终端、中 继地 址 A2 Byte2 Byte1 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 终端、中继地址 A2 Byte3 DB32/T 2197 2022 8 D23 D22 D21 D20 D19 D18 D17 D16 控制编码A3
25、终端、中继地址A2 表 10 地址控 制编 码 A3 D23 D22 D21 0 1 0 终端地址 1 0 1 中继地址 其它编码 备 用 5.1.4.4 帧 校验CS 是控 制 域、地 址域、链 路用 户数 据(应 用层)的 字节 的 CRC 校验,生 成多项式:X7+X6+X5+X2+1。校 验失败 时,舍弃 此帧;无 差错时,则 此帧 数据 有效。5.1.5 应用层 5.1.5.1 应 用层(链 路用 户数据)格 式定 义见 表 11。表 11 应用层格 式 应用层功能码 AFN 数据域 附加信息域 AUX 5.1.5.2 应 用层 功能 码 AFN 由 1 个 字 节组 成,采用HEX
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