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文档简介

附件2

HJ/T□□□-201□

中华人民共和国国家环境保护标准

HJ212-201□

环境监控(监测)系统数据传输标准

Standardfordatacommunicationofenvironmentmonitoringsystem

(征求意见稿)

HJ/T□□□-201□

前言

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,指导环境监控(监测)系统的建设,规范数据传输,保证

各种环境监控监测仪器设备、传输网络和环保部门应用软件系统之间的连通,制定本标准。

本标准规定了环境监控(监测)数据传输过程的数据格式和代码定义。

本标准的附录A、B为规范性附录,附录C、D为资料性附录。

本标准首次发布于2005年,本次为第一次修订。

本标准对《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》(HJ/T212-2005)主要做了如下修

改:

——扩充了标准的适用范围,新增环境质量监测、污染源排放过程(工况)监控自动监控设备和监

控中心之间的数据交换传输;

——新增数据采集传输仪与监测仪器仪表之间的数据传输通讯协议;

——新增现场机与上位机之间的数据传输网络;

——修改设备唯一标识MN描述;

——修改是否拆分包及应答标志Flag描述;

——删除报警相关的字段对照表中字段、命令字、通讯示例;

——删除日数据相关的字段对照表中字段、命令字、通讯示例;

——增加污染源排放过程(工况)监控监测因子编码规则;

——增加污水工况监控中生产设施和治理设施处理工艺及代码;

——增加废气工况监控中生产设施和治理设施处理工艺及代码;

——增加对系统编码进行分类,根据扩充的标准适用范围定义及新增系统编码;

——增加对命令编号进行分类,新增命令编号;

——扩充代码定义中执行结果定义表;

——扩充代码定义中请求返回表;

——新增实时数据标记定义表;

——规定污水、废气污染物排放量及均值的计算方法;

——增加对附录A循环冗余校验(CRC)算法示例;

——新增常见部分污染物相关参数编码表,引用并定义了新的污染物代码、环境质量监测因子、城

镇污水处理污染源排放过程(工况)监控监测因子、火电厂烟气排放过程(工况)监控监测因子;

——完善和扩充了各条命令的通讯过程示例。

自本标准实施之日起,按本标准的规定执行,不再执行《污染源在线自动监控(监测)系统数据传

输标准》(HJ/T212-2005)中的相关规定。

本标准由环境保护部科技标准司组织制订。

本标准起草单位:西安交大长天软件股份有限公司、环境保护部信息中心、中国环境监测总站。

本标准环境保护部20□□年□□月□□日批准。

本标准自20□□年□□月□□日起实施。

本标准由环境保护部解释。

—6—

环境监控(监测)系统数据传输标准

1适用范围

本标准适用于污染源在线自动监控(监测)系统、环境质量监测、污染源排放过程(工况)监控自

动监控设备和监控中心之间的数据交换传输。本标准规定了数据传输的过程及系统对参数命令、交互命

令、数据命令和控制命令的数据格式和代码定义,本标准不限制系统扩展其他的信息内容,在扩展内容

时不得与本标准中所使用或保留的控制命令相冲突。

本标准还规定了在线监测仪器仪表和数据采集传输仪传输数据格式和代码定义。

2规范性引用文件

本标准内容引用了下列文件中或其中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。

GB3096-2008声环境质量标准

GB3838-2002地表水环境质量标准

GB/T14848-93地下水质量标准

GB15618-1995土壤环境质量标准

GB/T16706-1996环境污染源类别代码

GB/T19582-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范

HJ/T75-2007固定污染源烟气排放连续监测排技术规范(试行)

HJ/T76-2007固定污染源烟气排放连续监测排放系统技术要求及监测方法(试行)

HJ524-2009大气污染物名称代码

HJ525-2009水污染物名称代码

YD/T1093-2000900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)隧道

协议技术规范

YD/T1323-2004接入网技术要求——非对称数字用户环路(ADSL)

YD/T1334-2004800MHzCDMA数字蜂窝移动通信网无线智能网(WIN)阶段2:智能外设

(IP)设备技术要求

EIARS-232C数据终端设备与使用串行二进制数据进行交换的数据通信设备之间的接口

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1环境监控(监测)系统EnvironmentMonitoringSystem

由对污染源和环境中主要污染物实施在线自动监控(监测)的自动监控(监测)仪器设备和监控中

心组成以及污染源排放过程(工况)监控自动监控设备和监控中心组成,本标准中简称环境监控(监测)

系统。

3.2监控中心MonitoringCenter

安装在各级环保部门,有权限通过传输线路与自动监控设备连接,对其发出查询和控制等指令的数

据接收和数据处理系统,包括计算机信息终端设备及计算机软件等,本标准中简称上位机。

—7—

HJ/T□□□-201□

3.3自动监控设备AutomaticMonitoringEquipment

安装在污染源和环境质量监测点现场,用于监控、监测污染物状况及完成与上位机的数据通讯传输

的单台或多台设备及设施,包括污染物排放监控(监测)仪器、流量(速)计、污染治理设施运行记录

仪和数据采集传输仪等。本标准中简称现场机。

3.4数据采集传输仪DataAcquisitionandTransmissionEquipment

采集各种类型监控仪器仪表的数据、完成数据存储及与上位机数据通讯传输功能的单片机、工控机、

嵌入式计算机、嵌入式可编程自动控制器(PAC)或可编程控制器等。

3.5污染物治理设施PollutionTreatmentEquipment

治理排放废气、污水或工业废水中的污染物所需的全部设备。

3.6过程(工况)监控ProcessMonitoring

根据工艺设计,对影响污染物排放的污染源的生产设施、污染物治理设施(以下简称治理设施)运

行的关键参数,包括工艺参数(如:流量、温度、pH值、氧量、氨氮等)和电气参数(电流、电压、

频率、转速)进行的监测;结合企业生产工艺和末端监测数据,全面监控企业的生产设施和治理设施的

运行、污染物治理效果和排放情况,判定污染物排放监测数据的合理性、真实性和可接受性。

4系统结构

环境监控(监测)系统从底层逐级向上可分为现场机、传输网络和上位机三个层次。上位机通过传

输网络与现场机交换数据、发起和应答指令。

自动监控设备系统有两种构成方式:

1)一台(套)现场机集自动监控(监测)、存储和通讯传输功能为一体,可直接通过传输网络与上

位机相互作用,如图1所示。

图1系统构成方式1

2)现场有一套或多套监控仪器、仪表,监控仪器、仪表具有模拟或数字输出接口,连接到独立的

数据采集传输仪,上位机通过数据采集传输仪实现数据交换和收发指令,如图2所示。

—8—

图2系统构成方式2

5协议层次

现场机与上位机通讯接口应满足选定的传输网络的要求,本标准不作限制。

本标准规定的数据传输通讯协议对应于ISO/OSI定义的7层协议的应用层,在基于不同传输网络的

现场机与上位机之间提供交互通讯。

协议结构如图3所示。

图3数据传输通讯协议结构

本标准基于TCP/IP协议,此方式的使用建立在TCP/IP基础之上。常用如:

通用无线分组业务(GeneralPacketRadioService缩写GPRS)

非对称数字用户环路(AsymmetricalDigitalSubscriberLoop缩写ADSL)

码分多址(CodeDivisionMultipleAccess缩写CDMA)

宽频分码多重存取(WidebandCDMA缩写WCDMA)

时分同步CDMA(TimeDivision-SynchronousCDMA缩写TD-SCDMA)

宽带CDMA技术(CDMA2000)

电力线通讯(PowerLineCommunication缩写PLC)

时分长期演进(TimeDivisionLongTermEvolution缩写TD-LTE)

频分双工长期演进(FrequencyDivisionDuplexLongTermEvolution缩写FDD-LTE)

微波存取全球互通(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess缩写WIMAX)

应用层依赖于所选用的传输网络,在选定的传输网络上进行应用层的数据通讯,在基础传输层已经

建立的基础上,整个应用层的协议和具体的传输网络无关。本标准体现通讯介质无关性。

—9—

HJ/T□□□-201□

6通讯协议

6.1应答模式

完整的命令由请求方发起,响应方应答组成,具体步骤如下:

1)请求方发送请求命令给响应方;

2)响应方接到请求命令后应答,请求方收到应答后认为连接建立;

3)响应方执行请求的操作;

4)响应方通知请求方请求执行完毕,没有应答按超时处理;

5)命令完成。

6.2超时重发机制

6.2.1请求回应的超时

一个请求命令发出后在规定的时间内未收到回应,认为超时;

超时后重发,重发规定次数后仍未收到回应认为通讯不可用,通讯结束;

超时时间根据具体的通讯方式和任务性质可自定义;

超时重发次数根据具体的通讯方式和任务性质可自定义。

6.2.2执行超时

请求方在收到请求回应(或一个分包)后规定时间内未收到返回数据或命令执行结果,认为超时,

命令执行失败,结束。

缺省超时定义表如表1所示(可扩充)。

表1缺省超时定义表

通讯类型缺省超时定义(秒)重发次数

GPRS103

CDMA103

ADSL53

WCDMA103

TD-SCDMA103

CDMA2000103

PLC103

TD-LTE103

FDD-LTE103

WIMAX103

6.3通讯协议数据结构

所有的通讯包都是由ACSII码字符组成。通讯协议数据结构如图4所示。

—10—

图4通讯协议数据结构

6.3.1通讯包结构组成

通讯包结构组成见表2。

表2通讯包结构组成

名称类型长度描述

包头字符2固定为##

数据段的ASCII字符数

数据段长度十进制整数4

例如:长255,则写为“0255”

数据段

字符0≤n≤1024变长的数据

(见6.3.2)

CRC校验十六进制整数4数据段的校验结果,如CRC错,即执行超时

包尾字符2固定为<CR><LF>(回车、换行)

6.3.2数据段结构组成

数据段结构组成见表3。

表3数据段结构组成

名称类型长度描述

精确到毫秒的时间戳:QN=YYYYMMDDHHMMSSZZZ,用来唯一标

请求编号QN字符20

识一个命令请求,用于请求命令或通知命令

总包号PNUM字符4PNUM指示本次通讯中总共包含的包数

包号PNO字符4PNO指示当前数据包的包号

系统编号ST字符5ST=系统编号,系统编号见6.6.1中系统编码表

命令编号CN字符7CN=命令编号,命令编号见6.6.5中命令列表

访问密码字符6PW=访问密码

—11—

HJ/T□□□-201□

名称类型长度描述

MN=监测点编号,这个编号下端设备需存储到相应存储器

中,用作身份识别。推荐采用RFID产品电子代码编码体系

EPC-96编码结构,但不局限,同时适用标准HJ/T212-2005

中规定的MN编号(14位),其中后14位为MN编号,前十

位补零。字符为16进制0~9,A~F,字符长度为24位。

设备唯一标识MN字符24EPC-96编码结构

标厂商对象分类代

名称序列号

头识别代码码

长度

8282436

(比特)

V5V4V3V2V1V0DA

V0~V5:标准版本号;Bit:000000表示标准HJ/T212-2005,

拆分包及应答标志

字符3000001表示本次标准版本号。

Flag

A:数据是否应答;Bit:1-应答,0-不应答

D:是否有数据序号;Bit:1-数据包中包含包序号和总包

号两部分,0-数据包中不包含包序号和总包号两部分

示例:Flag=7表示拆分包并且需要应答

指令参数CP字符0≤n≤951CP=&&数据区&&,数据区定义见6.3.3

6.3.3数据区

6.3.3.1结构定义

字段与其值用“=”连接;在数据区中,同一项目的不同分类值间用“,”来分隔,不同项目之间

用“;”来分隔。

6.3.3.2字段定义

6.3.3.2.1字段名

字段名要区分大小写,单词的首个字符为大写,其他部分为小写。

6.3.3.2.2数据类型

C4:表示最多4位的字符型字串,不足4位按实际位数;

N5:表示最多5位的数字型字串,不足5位按实际位数;

N14.2:用可变长字符串形式表达的数字型,表示14位整数和2位小数,带小数点,带符号,最

大长度为18;

YYYY:日期年,如2005表示2005年;

MM:日期月,如09表示9月;

DD:日期日,如23表示23日;

—12—

HH:时间小时;

MM:时间分钟;

SS:时间秒;

ZZZ:时间毫秒。

6.3.3.2.3字段对照表

字段对照表如表4所示。其中:xxxxxx:代表某个污染物编号,见附录B。

表4字段对照表

字段名描述字符集宽度取值及描述

SystemTime系统时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSS

QN请求编号,见6.3.2

QnRtn请求回应代码,见6.6.30-9N3

ExeRtn执行结果回应代码,见6.6.20-9N3

RtdInterval实时采样数据上报间隔0-9N430.另以秒为单位

MinInterval分钟数据上报间隔0-9N210.以分钟为单位且0<n<60

RestartTime数据采集仪开机时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSS

xxxxxx-SampleTime污染物采样时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSS

xxxxxx-Rtd污染物实时采样数据0-9--“xxxxxx”是污染物代码

xxxxxx-Min污染物指定时间内最小值0-9--

xxxxxx-Avg污染物指定时间内平均值0-9--污水、废气污染源计算方式参照附录D

xxxxxx-Max污染物指定时间内最大值0-9--

xxxxxx-ZsRtd污染物实时采样折算数据0-9--“xxxxxx”是污染物代码

xxxxxx-ZsMin污染物指定时间内最小折算值0-9--

xxxxxx-ZsAvg污染物指定时间内平均折算值0-9--污水、废气污染源计算方式参照附录D

xxxxxx-ZsMax污染物指定时间内最大折算值0-9--

A-Z

xxxxxx-Flag监测仪器数据标记C1参见6.6.4

0-9

A-Z

xxxxxx-EFlag监测仪器扩充数据标记C4监测设备自定义

0-9

xxxxxx-Cou污染物指定时间内累计值0-9--污水、废气污染源计算方式参照附录D

污染治理设施运行状态的实时0:关闭1:运行2:校准3:维护4:

SBxxx-RS0-9N1

采样值报警5:反吹等

污染治理设施一日内的运行时

SBxxx-RT0-9N2.210.11且0=n<=24,xxx为设备号

xxxxxx-Data噪声监测时间段内数据0-9N3.110.1

0-9,a-z,

PolId污染物的编号C6见附录B

A-Z

BeginTime开始时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSS

EndTime截止时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSS

DataTime数据时间信息0-9N14YYYYMMDDHHMMSS

—13—

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字段名描述字符集宽度取值及描述

0-9,a-z,

PW访问密码C6

A-Z

OverTime超时时间(单位:秒)0-9N5取值范围达到24小时

ReCount重发次数0-9N2取值范围为0-99

Ctime设备采样时间周期0-9N2取值范围小于24小时,为整点时间

取值范围0-9999,设备采样需要出样

Stime设备出样时间(单位:分钟)0-9N4

的时间间隔

日志可以使用中文,日志必须在一对

SYS-Log系统日志_C800“//”之间,使用UTF-8编码,中文

之间不可出现“//”字符。

_C800日志可以使用中文,日志必须在一对

xxxxxx-Log在线仪器维护日志

“//”之间,使用UTF-8编码

_C800日志可以使用中文,日志必须在一对

EG-Log门禁日志

“//”之间,使用UTF-8编码

xxxxxx-State设备状态0-9N2取值范围为0-99

-C100“xxxxxx”是污染物代码,可为空,

污染物代码代码为空时,格式为

xxxxxx-yyyyyy-Par现场端参数“yyyyyy-Par”;

“yyyyyy”参数代码,见附录B

参数在“//”之间

注:污染物(折算)实时值、(折算)最大值、(折算)最小值、(折算)平均值等根据实际的污染物监测范围及精度来决定所

上传字符的宽度,同时污染物(折算)实时值、(折算)最大值、(折算)最小值、(折算)平均值的计量单位应该保持一致。

6.4工况编码规则

工况监测因子代码值的格式采用码位固定的字母数字混合格式组成。字母代码采用缩写码,数字代

码采用阿拉伯数字表示,采用递增的数字码。

代码分为四层(见图5),第一层代码,用“e”表示水体,用“g”表示废气,可扩展;第二层代

码,表示生产设施和治理设施处理工艺类别(参见表5、表6),类别代码采用1位阿拉伯数字和字母表

示,即1-9,A-Z;第三层代码,表示监测因子或一个监测指标在一工艺类别中代码,采用2位阿拉伯

数字表示,即01-99,每一种阿拉伯数字表示一种监测因子或一个监测指标;第四层表示相同监测对象

的个数,采用2位阿拉伯数字表示,即01-99,默认值为01,同一处理工艺中,多个相同监测对象,数

字码编码依次递增。

图5代码结构图

—14—

表5污水工况监控生产设施和治理设施处理工艺

序号类别工艺类型代码

1污水处理厂进口污水流量及污染物1

2污水处理厂出口污水流量及污染物2

3传统活性污泥法3

4氧化沟法4

5A0法—A20法5

6SBR法6

7生物接触氧化法7

8生物滤池法8

9污水处理厂设计参数9

可扩充

表6废气工况监控生产设施和治理设施处理工艺

序号类别工艺类型代码

1湿法脱硫(石灰石/石灰-石膏法)1

脱硫设施

2半干法脱硫(循环硫化床法)2

3SCR3

脱硝设施

4SNCR4

5电除尘5

除尘

6布袋除尘6

可扩充

6.5通讯流程

6.5.1请求命令(四步或者三步)

请求命令流程图见图6。

图6请求命令流程图

6.5.2上传命令(一步)

上传命令流程图见图7。

—15—

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图7上传命令流程图

6.5.3通知命令(两步)

通知命令流程图见图8和图9。

图8现场机通知上位机命令流程图

图9上位机通知现场机命令流程图

6.6代码定义

6.6.1系统编码表(可扩充)

6.1.1.1类别划分

本代码从3个不同的环境适用范围进行监控。每个类目表示一种监控适用范围。

6.1.1.2编码方法

系统编码表(见表7)由两位阿拉伯数字表示,其中:

10~29表示环境质量类别;

—16—

30~49表示环境污染源类别;

50~69表示工况类别;

91~99表示系统交互类别。

表7系统编码表(GB/T16706-1996)

系统名称系统编号描述

地表水监测21

空气质量监测22

区域环境噪声监测23

地下水环境质量监测24

土壤环境质量监测25

海水水质监测26

大气环境污染源31

地表水体环境污染源32

地下水体环境污染源33

海洋环境污染源34

土壤环境污染源35

声环境污染源36

振动环境污染源37

放射性环境污染源38

工地扬尘监测39

电磁环境污染源41

火电厂烟气排放过程监控51

城镇污水处理厂污染源排放过程监控52

系统交互91用于现场机和上位机的交互

6.6.2执行结果定义表(可扩充)

执行结果定义表见表8。

表8执行结果定义表

编号描述备注

1执行成功

2执行失败,但不知道原因

3找到的数据错误

4与智能设备通讯超时

5系统繁忙不能执行

6系统故障

7没有数据

6.6.3请求返回表(可扩充)

请求返回表见表9。

—17—

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表9请求返回表

编号描述备注

1准备执行请求

2请求被拒绝

3密码错误

4MN错误

5ST错误

6Flag错误

7开始时间大于结束时间

8QN错误

9CN不存在或者被设备不予处理

10CRC校验错误

100未知错误

6.6.4数据标记定义表(可扩充)

数据标记表见表10。

表10数据标记表

数据标记标记说明

N监测仪器工作正常

F监测仪器停运

M监测仪器处于维护期间产生的数据

A报警类型数据

S手工输入的设定值,非在线监测仪器测试数据

D监测仪器故障

C监测仪器处于校准状态

T监测仪器与数据采集仪通讯异常

6.6.5命令列表(可扩充)

6.6.5.1类别划分

本代码从4个不同的方面对命令编码进行分类。每个类目表示一种命令类型。

6.6.5.2编码方法

命令列表如表11所示。命令编码用4位阿拉伯数字表示,其中:

1000~1999表示初始化命令和参数命令编码;

2000~2999表示数据命令编码;

3000~3999表示控制命令编码;

9000~9999表示交互命令编码。

—18—

表11命令列表

命令编号

命令名称命令编号描述

上位向现场现场向上位

初始化命令

设置下位机给上位机发送数据的重发

设置超时时间与重发次数1000请求命令

次数和超时时间,参见表1

预留初始化命令预留命令范围1002-1010

参数命令

提取现场机时间1011请求命令上位机提取现场机系统时间

上传现场机时间1011上传命令现场机上传自己系统时间

设置现场机时间1012请求命令远程设置现场机系统时间

提取实时数据间隔1061请求命令提取现场机的实时数据间隔

上传实时数据间隔1061上传命令上传现场机的实时数据间隔

设置实时数据间隔1062请求命令设置现场机的实时数据间隔

上位机提取现场机设置的分钟数据上

提取分钟数据上报间隔1063请求命令

报间隔时间

现场机上传设置的分钟数据上报间隔

上传分钟数据上报间隔1063上传命令

时间

上位机远程设置现场机的分钟数据上

设置分钟数据上报间隔1064请求命令

报间隔时间

用于上位机远程设置现场机的访问密

设置访问密码1072请求命令

预留参数命令预留命令范围1073-1999

数据命令

实时数据

通知命令用于上位机告诉现场机开始按照设置

开始察看染物实时数据2011

的实时数据间隔发送实时数据

上传命令用于现场机按照设置的间隔自动上传

上传污染物实时数据2011

实时数据

停止察看实时数据通知命令用于上位机告诉现场机停止发送实时

2012

数据

设备状态

开始察看污染治理设施运用于上位机告诉现场机开始按照设置

2021通知命令

行状态数据的间隔发送污染治理设施运行状态

上传污染治理设施运行状用于现场机按照设置的间隔自动上传

2021上传命令

态数据污染治理设施运行状态

停止察看污染治理设施运用于上位机告诉现场机停止发送污染

2022通知命令

行状态

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