DB34∕T 4343-2022 区域自动气象站观测数据无线传输技术规范

ICS07.060

CCSA47

34

安徽省地方标准

DB34/T4343—2022

区域自动气象站观测数据无线传输

技术规范

Specificationforwirelesstransmissiontechnologyofregionalautomaticweather

stationobservationdata

2022-12-29发布2023-01-29实施

安徽省市场监督管理局发布

DB34/T4343—2022

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4网络和硬件结构.....................................................................1

网络结构.......................................................................1

网络层协议.....................................................................2

硬件结构.......................................................................2

5传输流程...........................................................................2

总体流程.......................................................................2

交互示例.......................................................................3

6交互指令...........................................................................8

传输请求指令...................................................................8

常规数据报文确认指令...........................................................9

补报指令.......................................................................9

终止补报指令..................................................................10

校时指令......................................................................11

7数据报文格式......................................................................11

报文结构......................................................................11

气象要素数据段说明............................................................11

附录A（规范性）CRC校验............................................................16

附录B（资料性）数据包示例..........................................................18

附录C（规范性）天气现象编码........................................................21

附录D（规范性）路面状况编码........................................................22

附录E（规范性）数据质量控制代码....................................................23

参考文献.............................................................................24

I

DB34/T4343—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—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

起草。

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。

本文件由安徽省气象局提出并归口。

本文件起草单位：安徽省大气探测技术保障中心、蚌埠市气象局、合肥市气象局。

本文件主要起草人：赵宝义、章超、黄晶、汪玮、翁磊、吴健、田晓明、祝颂。

II

DB34/T4343—2022

区域自动气象站观测数据无线传输技术规范

1范围

本文件规定了无线通信方式的区域自动气象站网络和硬件结构、传输流程、交互指令和数据报文格

式等内容。

本文件适用于采用无线通信方式的区域自动气象站。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

区域自动气象站regionalautomaticweatherstation

根据中小尺度灾害性天气预警、大中城市、特殊地区和专属经济区的气象和环境预报服务需求，在

国家级观测站网布局的基础上，根据当地经济社会发展需要采用自动气象站建设的观测站，是国家气象

观测站的重要补充。

[来源：QX/T465—2018，3.1]

气象要素meteorologicalelements

表征大气状态的基本物理量和基本天气现象。

[来源：GB/T33703—2017，3.1]

数据采集器dataacquisitionunit

具有采集、处理、存储、输出气象数据功能的装置。

[来源：QX/T520—2019，3.1]

接收服务器receivingserver

用于收集数据采集器信号，通过解调和译码，获取数据的系统。

4网络和硬件结构

网络结构

整体结构由区域自动气象站、数据传输网络以及数据接收服务器构成。区域自动气象站根据设定的

公网地址与端口，将观测数据通过数据传输网络发送至数据接收服务器，网络结构见图1。

1

DB34/T4343—2022

图1网络结构

网络层协议

区域自动气象站与接收服务器之间在网络层协议使用用户数据报协议。

硬件结构

区域自动气象站由气象要素传感器、数据采集器与通信单元构成。传感器和数据采集器负责气象数

据的观测与收集，并生成数据报文交付通信单元。通信单元不进行任何的报文解析、加工及格式转化，

仅根据设定的IP与端口，完成数据传输功能，实现数据采集器与接收服务器的透明交互。数据采集器与

通信单元使用RS232接口通信，交互参数为波特率：9600，奇偶校验位：n，数据位：8，停止位：1。

5传输流程

总体流程

5.1.1数据采集器在每分钟第10s之前完成上一分钟01s到当前分钟00s的数据报文编码，并

于第10s通过通信单元主动与接收服务器发起交互，交互成功后，便开始进行当前时间数据报文传

输及响应服务器反馈的各项要求，如校时、补报等。采集器在每一次发送数据报文5s内接收到接收

服务器的应答，则表示发送成功，采集器进入自动补发状态，将过去未能成功发送的数据报文一一补报，

2

DB34/T4343—2022

直到本分钟第55s结束，准备下一分钟的报文编码。如果在15s内采集器没有接收到接收服务器

的应答，采集器将再次发送相同的数据报文直至发送成功。如果在当前分钟始终未能收到接收服务器的

回应，则将标记这一时次数据报文发送失败，待以后自动补发，优先补发整点数据，发送报文时序由近

至远。

5.1.2接收服务器时刻处于监听状态，当收到采集器交互请求时，根据当前状态确认是否同意报文上

传。并时刻对每个来自采集器的数据报文返回确认指令，该指令除表示当前报文已被接收以外还可附带

校时、补报等请求。

交互示例

5.2.1数据报文发送成功示例

采集器在收到常规的回复指令之后，根据时间戳可知当前报文已经发送成功，并且服务器没有其他

补报校时任务，采集器可进入自动补报状态，直到本分钟第55s结束，数据报文发送成功示例见图2。

图2数据报文发送成功示例

5.2.2数据报文发送失败示例

采集器在GPRS命令或数据报文发送之后15s内未收到回复时，将判断发送失败，当前时刻在本分

钟55s之前则立即选择重新发送。如果直到本分钟55时仍然没有发送成功，则不在继续重发，采集

3

DB34/T4343—2022

器准备下一分钟的编报工作，且将标记此报文为发送失败，等待以后自动补报，数据报文发送成功示例

见图3。

图3数据报文发送失败示例

5.2.3交互请求失败示例

采集器在收到ER指令，或者5s内未获得回复则判断服务器状态或者网络状态异常，本分钟内将

不再进行任何交互操作，且将本分钟报文标记为发送失败，等待以后自动补报。终止补报指令，将取消

采集器标记的所有失败报文，交互请求失败示例见图4。

4

DB34/T4343—2022

图4交互请求失败示例

5.2.4补报示例

采集器在收到补报指令之后，根据时间戳可知当前报文已经发送成功，并且根据补报指令中的补报

起止时间，进行数据补发。当前分钟若补发完成，则继续自动重发以前未发送成功的数据；若未补发完

成，则继续等下一分钟实时数据发送结束以后再继续补发，补报示例见图5。

5

DB34/T4343—2022

图5交互请求失败示例

5.2.5终止补报示例

采集器在收到终止补报指令之后，将停止一切非实时报文的发送，并且标记所有未发送成功的报文

为成功状态。直到有新的实时数据没有发送成功或者收到新的补报指令，才重新开始自动补报，终止补

报示例见图6。

6

DB34/T4343—2022

图6终止补报示例

5.2.6校时示例

采集器每个半点左右会收到校时指令，根据校时时间戳与本地时间之差判断是否需要校时,校时示

例见图7。

7

DB34/T4343—2022

图7校时示例

6交互指令

传输请求指令

6.1.1数据采集器在每分钟的第10s向接收服务器发送传输请求指令，提出发送请求，指令为：

GPRS?，传输请求指令见表1。

表1传输请求指令

代码代码说明字节长度

指令GPRS？大写5

区站号I1234站点识别ID可变长度

结束符0DH0AH回车换行2

8

DB34/T4343—2022

6.1.2接收服务器两种应答分别如下：

a)正常，同意发送数据时，回复请求允许指令，指令为：OK，请求允许指令见表2。数据采集器

在接收到“OK”后，立刻将当前分钟数据报文发送给接收服务器，并等待接收服务器的反馈指

令。

表2请求允许指令

代码代码说明字节长度

指令OK大写2

结束符0DH0AH回车换行2

b)网络状态忙，服务器端异常等不适合接收数据时，回复请求拒绝指令，指令为：ER，请求拒绝

指令见表3。数据采集器在接收到“ER”，本分钟内将不再进行任何操作，等待下一分钟第10

s时，再向接收服务器提出发送请求。数据采集器发送GPRS?后15s内未收到任何回复时，

需重新发送GPRS?命令。当网络状态不好时，数据采集器会在10s、25s、40s三次问询

接收服务器，如果均未答复，本分钟不再发送任何指令。

表3请求拒绝指令

代码代码说明字节长度

指令ER大写2

结束符0DH0AH回车换行2

常规数据报文确认指令

数据采集器每发送一个数据报文后，需等待接收服务器应答，以确定数据是否到达服务器。当接收

服务器接收到数据报文且没有校时、补报等需求的时候，回复常规数据报文确认指令，指令中所包含时

间戳来自当前接收到的数据报文，用以标记此时间报文已收到。指令为：X202101010000，常规数据报

文确认指令见表4。数据采集器收到该指令之后，确认对应报文已经传输成功，将进行自动补报操作，

发送过去没有成功发送的报文。

表4常规数据报文确认指令

代码代码说明字节长度

指令X大写1

数据报文时间戳2021010100002021年01月01日00时00分12

结束符0DH0AH回车换行2

补报指令

6.3.1当接收服务器接收到数据报文且需要数据采集器进行补报的时候，回复补报指令，指令中所包

含时间戳来自当前接收到的数据报文，用以标记此时间报文已收到，所含补报时间戳用于标示需要补报

的起止时间。补报指令分为分钟数据补报指令与正点数据补报指令，分钟数据补报指令见表5。

示例：分钟数据补报指令：C202101010000202012300000202012310000

9

DB34/T4343—2022

表5分钟数据补报指令

代码代码说明字节长度

指令C大写1

数据报文时间戳2021010100002021年01月01日00时00分12

补报起始时间戳2020123000002020年12月30日00时00分12

补报结束时间戳2020123100002020年12月31日00时00分12

结束符0DH0AH回车换行2

6.3.2补报起始时间戳≤补报结束时间戳。数据采集器接收到服务器补报指令后，在不影响实时数据

采集发送的情况下，把需要补发的分钟数据报文依次（由近到远）进行重发，并且保证每个数据报文获

得服务器接收确认。如果采集器同一时段内接收到多个补报指令，则执行最后一条指令。无补报指令可

终止采集器响应当前正在执行的补报指令。如果采集器内未存储需要补发的某条数据，则跳过该条数据，

继续补发下一条，正点数据补报指令见表6。

示例：正点数据补报指令：D202101010000202012300000202012310000

表6正点数据补报指令

代码代码说明字节长度

指令D大写1

数据报文时间戳2021010100002021年01月01日00时00分12

补报起始时间戳2020123000002020年12月30日00时00分12

补报结束时间戳2020123100002020年12月31日00时00分12

结束符0DH0AH回车换行2

6.3.3补报起始时间戳≤补报结束时间戳。数据采集器接收到服务器补报指令后，在不影响实时数据

采集发送的情况下，把需要补发的正点数据报文依次（由近到远）进行重发，并且保证每个数据报文获

得服务器接收确认。如果采集器同一时段内接收到多个补报指令，则执行最后一条指令。无补报指令可

终止采集器响应当前正在执行的补报指令。如果采集器内未存储需要补发的某条数据，则跳过该条数据，

继续补发下一条。

终止补报指令

6.4.1当接收服务器接收到数据报文且不需要数据采集器进行补报的时候，回复终止补报指令，指令

中所包含时间戳来自当前接收到的数据报文，用以标记此时间报文已收到。指令为：W202101010000，

终止补报指令见表7。

表7终止补报指令

代码代码说明字节长度

指令W大写1

数据报文时间戳2021010100002021年01月01日00时00分12

结束符0DH0AH回车换行2

6.4.2采集器收到该指令之后，确认对应报文已经传输成功，并且终止所有补报工作，标记所有历史

报文已经发送成功，直到有新的报文传输失败时再次进行自动补报工作。

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校时指令

6.5.1接收服务器在每小时第30分钟时，收到数据报文之后，回复校时指令，指令中所包含时间戳来

自当前接收到的数据报文，用以标记此时间报文已收到，所含校时时间戳来自本地服务器，用于校时。

软硬件设备（辐射类数据除外）均采用北京时，数据采集器需具备对时功能，校时指令见表8。

示例：指令为：B20180101000020210101000000

表8校时指令

代码代码说明字节长度

指令B大写1

数据报文时间戳2021010100302021年01月01日00时30分12

校时时间戳202101010030002021年01月01日00时30分00秒14

结束符0DH0AH回车换行2

6.5.2校时时间戳为接收服务器主机时间，精确到秒，提供给采集器对时用。采集器接收到“校时时

间戳”，并且当采集器当前时间与其相差超过10s时，才进行校时，避免时钟高度统一造成上传拥

挤。

7数据报文格式

报文结构

7.1.1数据报文采用ASCII字符（8bit），由五个部分构成，由英文半角空格分割，组成如下：

——帧头：AHQX；

——区站号：由大写字母或数字表示，如I1234；

——气象要素数据段：包括观测时间、观测数据索引、观测数据、质量控制标志四个部分；

——校验码：校验内容为数据报文中校验码位之前所有ASCII码（包含质量控制标志与校验码之

间的空格），校验算法为CRC-16/IBM，查询表格应按照附录A的规定执行。校验结果以4个

字节大写ASCII码表示，高位在前；

——结束符：回车换行，即0DH0AH。

7.1.2报文示例详见数据包示例（附录B）。

气象要素数据段说明

数据段中的观测时间、观测数据索引、观测数据、质量控制标志及多个观测数据之间由英文半角空

格分割。观测数据索引由一串（89位定长）连续的0和1表示，观测项目对应位序索引为1时，表示包含

对应项观测数据，为0则不包含。数据段详细说明见表9。

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DB34/T4343—2022

表9数据段详细说明

内容格式举例

（固定长度16位）2018-01-0101:01，表示北京时2018年1月1日01

一、观测时间

时01分

（固定长度89位）分别对应以下89项观测数据，1表示报文中含有此

二、观测数据索引

项数据，0表示不含

1电源电压138表示13.8V

2-8表示-0.8℃；

气温

12表示1.2℃

3最高气温格式同2

4最高气温出现时间（固定长度4位）1602，表示16时02分

5最低气温格式同2

6最低气温出现时间格式同4

7相对湿度23表示23％；100表示100％

8最小相对湿度格式同7

9最小相对湿度出现时间格式同4

10水汽压123表示12.3hPa

11露点温度格式同2

12本站气压10013表示1001.3hPa

13最高本站气压格式同12

14最高本站气压出现时间格式同4

三、

15最低本站气压格式同12

观

16最低本站气压出现时间格式同4

测

172min平均风向36表示36°；123表示123°

数

182min平均风速27表示2.7m/s

据

1910min平均风向格式同17

2010min平均风速格式同18

21最大风速的风向格式同17

22最大风速格式同18

23最大风速出现时间格式同4

24分钟内最大瞬时风速的风向格式同17

25分钟内最大瞬时风速格式同18

26极大风向格式同17

27极大风速格式同18

28极大风速出现时间格式同4

29分钟降水量1表示0.1mm；10表示1.0mm

30小时降水量格式同29

31（固定长度120位）

分钟雨量

每分钟2位

321min能见度100表示100m

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DB34/T4343—2022

表9（续）

内容格式举例

三、3310min平均能见度格式同32

观34最小平均能见度格式同32

测35最小平均能见度出现时间格式同4

数36天气现象编码天气现象编码应按照附录C的规定执行

据37路面状况路面状况编码应按照附录D的规定执行

38水膜/冰层/雪层厚度2表示0.2mm

39最高厚度格式同38

40最高厚度出现时间格式同4

41最低厚度格式同38

42最低厚度出现时间格式同4

43湿滑系数89表示为0.89

44冰点温度格式同2

45-8表示-0.8℃；

道面温度

12表示1.2℃

46最高道面温度格式同2

47最高道面温度出现时间格式同4

48最低道面温度格式同2

49最低道面温度出现时间格式同4

50100表示100W/M2；

总辐射

当前时刻的总辐射

511000表示10MJ/M2，保留两位小数，扩大100倍存储；每1小时内总辐

总辐射曝辐量

射的总量

52100表示100W/M2；

总辐射最大值

每1小时内最大总辐射辐照度

53（固定长度4位）每1小时内最大总辐射辐照度出现时间（地平时）

总辐射最大出现时间

1602表示16时02分

54由10个温度数据构成，分别表示地面、草面、5cm、10cm、15cm、

20cm、40cm、80cm、160cm、320cm的地温，单个数据表示同2.气

温。未挂接：-，缺测：/。

地温

例如“--10098//----”。表示5cm地温为10℃，10cm地温

(固定10个数据构成)

为9.8℃，15cm、20cm数据缺测，地面、草面、40cm、80cm、

160cm、320cm未挂接。质控码固定为10位，未挂接为N（详见附录

D）。

55土壤水分由4个数据构成。体积含水量：g/cm3，保留一位小数，扩大

10倍记录；相对湿度：百分比，保留一位小数，扩大10倍记录；重

10cm土壤水分量含水率：百分比，保留一位小数，扩大10倍记录；有效水分贮存

（固定4个数据构成）量：mm，取整记录。例如：“555555510”，表示体积含水量

0.5g/cm3、体积相对湿度55.5％、重量含水量55.5％、有效水分贮存

量10mm；对应质控码固定为4位。

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DB34/T4343—2022

表9（续）

内容格式举例

5620cm土壤水分格式同56

（固定4个数据构成）

5730cm土壤水分格式同56

（固定4个数据构成）

5840cm土壤水分格式同56

（固定4个数据构成）

5950cm土壤水分格式同56

（固定4个数据构成）

6060cm土壤水分格式同56

（固定4个数据构成）

6180cm土壤水分格式同56

（固定4个数据构成）

62100cm土壤水分格式同56

（固定4个数据构成）

63单位为mm，保留一位小数，扩大10倍记录，例如33表示3.3mm。记录

蒸发