NY-T 4988-2025《农机作业远程监测管理系统 终端通信协议与数据格式》

1农机作业远程监测管理系统终端通信协议与数据格式本文件规定了农机作业远程监测管理系统的农机作业监测终端与农机作业远程监测管理平台之间的通信协议与数据格式,包括一般要求、通信协议与数据格式.本文件适用农机作业远程监测管理系统的农机作业监测终端与农机作业远程监测管理平台之间的通信与数据交互.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.农机作业远程监测管理平台remotemonitoringplatformforagriculturalmachineryoperation具有作业数据实时显示、作业轨迹回放、作业面积计算、作业质量分析、重复作业检测与分析、作业数据统计汇总、数据导出和报表打印等功能的综合性信息处理平台(以下简称“平台”).安装在农机上,对作业中农机的单一或多种作业状态、作业过程和作业效果等进行监测,并将作业数据存储、传输至平台的设备.件或其集成部件组成.农机作业远程监测管理系统remotemonitoringsystemforagriculturalmachineryoperation包括农机作业监测终端和农机作业远程监测管理平台.终端业务信息terminalbusinessinformation农机的基本参数、作业类型、配套传感器信息等.数据交互datainteraction终端与平台之间进行数据传输、解析、请求与应答的行为.小端模式little－endian数据的高字节保存在内存的高地址中,数据的低字节保存在内存的低地址中,该存储模式将地址的高低和数据的位权有效地结合起来.作业质量分析qualityanalysisofagriculturalmachineryoperation对农业机械在田间作业过程中的作业效果进行评价,如作业达标率、达标面积、重叠与遗漏面积等.2协议用于客户端/服务器(CS)架构下客户端与服务器端交互,终端作为客户端,平台作为服务器端,采用传输控制协议(TCP)或用户数据报协议(UDP)作为传输层通信协议,终端作为客户端,平台作为服务器端。4.2传输规则协议采用小端模式的网络字节序进行数据传输。4.3数据类型协议中使用的数据类型见表1。数据类型说明UINT8无符号单字节整型或字符型(字节,8位)INT8有符号单字节整型(字节,8位)UINT16无符号双字节整型(字节,16位)INT16有符号双字节整型(字节,16位)UINT32无符号四字节整型(字节,32位)INT32有符号四字节整型(字节,32位)FLOAT有符号四字节浮点型(字节,32位)DOUBLE有符号八字节浮点型(字节,64位)BYTE[n]n字节BCD[n]8421码,n字节5通信协议与数据格式5.1终端编号编码规则终端编号编码规则可由厂家或用户自定义。本协议提供示例编码规则如下:终端编号(ID)由9个字节组成,采用二进制编码的十进制(8421BCD)编码格式,编码规则见表2。表2终端编号(ID)编码规则字段数据类型编码规则1UINT16服务器自定义生成2UINT8年份(保留最后2位,如2023,记录23)3UINT8月份(范围:1~12)4UINT8预留5UINT32终端编号序号(1~99999999)5.2传输协议版本号终端传输协议版本号用于与平台进行协议对接,定义规则见表3。表3终端数据传输协议版本号定义规则字段主版本号子版本号修订版本号字节数111规则说明当传输协议在进行了局部修改或错误修正时,主版本号和子版本号都不变,修正版本号加1;当传输协议在原有的基础上增加了部分内容时,主版本号不变,子版本号加1,修正版本号复位为0;当传输协议在进行了重大修改或局部修正累积较多,导致协议整体结构发生全局变化时,主版本号加5.3终端业务信息5.3.1作业类型每种作业类型由作物、作业环节大类及作业环节小类组成,共占用3个字节,见表4。3表4作业类型作物作业环节大类作业环节小类十六进制无类型(0x00)无类型(0x00)无类型(0x00)0x00作物细分玉米(0x01)水稻(0x02)小麦(0x03)油菜(0x04)大豆(0x05)马铃薯(0x06)花生(0x07)棉花(0x08)甘蔗(0x09)耕整地(0x01)深松作业0x01深翻作业0x02犁地作业0x03耙地作业0x04旋耕作业0x05镇压作业0x06平地作业0x07推土作业0x08铲运作业0x09开沟作业0x0a撒播作业0x01播栽(0x02)条播作业0x02穴播作业0x03精播作业0x04插秧作业0x05移栽作业0x06施肥作业0x01田间管理(0x03)撒肥作业0x02中耕作业0x03植保作业0x04收获作业0x01收获(0x04)青贮作业0x02捡拾作业0x03挖收作业0x04方捆机打捆作业0x01收获后处理(0x05)圆捆机打捆作业0x02秸秆还田作业0x03旋耕播种作业0x01复式作业(0x06)旋耕施肥作业0x02旋播开沟作业0x03中耕施肥作业0x04覆膜播种作业0x05其他环节(0x07)烘干作业0x01注:表中未定义的保留,其中0x80~0xFA自定义.5.4终端与平台数据交互5.4.1交互机制5.4.1.1正常业务数据传输机制正常业务数据传输机制如图1所示.终端上电时,发送握手信号至服务器端;当服务器接收到握手信号后,按照协议规定反馈握手信号至终端;当终端收到反馈后,停止发送握手信号;握手成功,终端停止发送握手信号,开始发送业务数据,进行正常数据传输;服务器接收并解析数据,然后返回流水号.当握手失败时,终端则间隔循环发送握手信号.当终端掉线重连时,重复上述步骤,重新发送握手信号.5.4.1.2远程控制机制远程控制机制如图2所示.服务器端发送指令信息,当终端接收到指令信息后进行解析;解析成功后,终端给服务器发送响应信息,然后执行指令并与服务器进行交互;当指令完成后,终端向服务器发送完4成指令信号,将结果反馈至服务器,完成远程控制。图1正常业务数据传输机制5.4.2终端至服务器传输协议5.4.2.1终端至服务器传输协议结构见表5。图2远程控制机制表5终端至服务器传输协议结构字段起始标志消息头消息体校验值结束标志长度终端编号(ID)版本号分包流水号重传加密保留数据类型数据段字节数2293221144单包最字节115.4.2.2协议各组成部分和要求如下:a)起始标志:起始标志标识一个完整消息的开始位为(0x7F,0x3F)。b)长度:终端至服务器传输协议起始标志(包含)到结束标志(包含)之间所有数据字节数量总和。d)版本号:见表3。c)终端编号(d)版本号:见表3。低字节代表本次传输的包序号,见表6。e)分包:对于长消息,该标志位显示是否为分包发送,该标志共有2低字节代表本次传输的包序号,见表6。表6分包传输定义字段高字节低字节0无分包无效1…分包个数包序号注:如高字节标志位的值为0,则表示该消息的数据段是一个完整的数据信息,没有分包,低字节数据无效。如果高字节标志位的值大于0(最大255),则代表了分包个数;此时,低字节标志位的值代表了当前包序号,从1开始编号,最大f)流水号:指消息流水号,标识一定周期内,按增序循环标识的消息序号。当该值大于65535时,再从0开始计数。g)重传:指重传次数,0为第一次传输,1为重传1次,2为重传2次,以此类推。h)加密:加密方式,0为无加密传输,1为采用分组密码算法(TEA)加密传输,仅对数据段内容加密,见表7。5表7加密方式加密标识加密点加密算法公钥0无无无1全加密TEA不公开2自定义自定义自定义i)保留:保留使用.j)数据类型:数据类型包含传输类型和作业类型,传输类型占1个字节,作业类型占3个字节,数据类型见表8.表8数据类型字段传输类型作业类型默认0x00:无效无效链接类0x01:终端握手信号无效0x02~0x0F:预留业务数据类0x10:作业数据定义见表40x11:图像数据0x12:上传终端硬件信息0x13~0x1F:预留固件管理0x20:固件版本查询自定义0x21:固件升级请求数据包序号0x22~0x2F:预留自定义故障信息0x30:终端硬件故障自定义0x31~0x3F:预留备用0x40~0x7F:预留自定义注:表中未定义的保留,其中0x80~0xFA自定义.k)数据段:根据作业类型的不同,数据段包含的定位数据、终端硬件数据、深松与深翻数据、旋耕作业数据、播种作业数据、插秧作业数据、谷物收获作业数据、方捆打捆机作业数据、圆捆打捆机作业数据、秸秆还田作业数据、植保作业数据,应符合附录A的规定.l)校验值:终端编号(包含)至数据段(包含)所有字节累加和的低字节.m)结束标志:结束标志标识一个完整消息的结束位为(0x2A).5.4.3服务器应答5.4.3.1服务器收到终端上传数据后,应对终端进行应答,应答协议结构见表9.表9服务器对终端应答协议结构字段起始标志长度数据类型流水号数量数据段校验值结束标志字节数22412×流水号数量115.4.3.2协议各组成部分和要求如下:a)起始标志:起始标志标识一个完整消息的开始位为(0x7F,0x4F).b)长度:服务器对终端应答协议起始标志(包含)到结束标志(包含)之间所有数据字节数量总和.c)数据类型:数据类型见表8,服务器收到终端上传数据后,对接收后的数据类型解析后,返回该数据类型.d)流水号数量:当终端连续上传n(n＞1)个数据包后,服务器作出应答,此时应答信息中应当包含服务器端n个时间点后接收到的数据包个数,即流水号数量．示例:终端连续上传10个数据包,服务器端接收到9个数据包,则服务器应答时,流水号数量为9.e)数据段:根据终端发出消息类型不同分为以下两种情况为1)当终端发出的是握手信号,服务器应答内容0x00;2)当终端发出的是其他业务数据,服务器端根据流水号数量返回流水号．6f)校验值:数据类型(包含)至数据段(包含)所有字节累加和的低字节。g)结束标志:结束标志标识一个完整消息的结束位为(0x2A)。5.4.4服务器至终端传输协议5.4.4.1服务器至终端传输协议的协议结构见表10。表10服务器至终端传输协议结构字段起始标志消息头消息体校验值结束标志长度流水号版本号加密保留指令类型数据段字节数2223142自定义115.4.4.2协议各组成部分和要求如下:a)起始标志:起始标志标识一个完整消息的开始位为(0x7F,0x3F)。b)长度:服务器至终端传输协议起始标志(包含)到结束标志(包含)之间所有数据字节数量总和。c)流水号:指消息流水号,标识一定周期内,按增序循环标识的消息序号;当该值大于65535时,再从0开始计数。d)版本号:标识服务器与终端之间数据交互遵循的协议版本号,版本号定义见表3。e)加密:加密方式,0为无加密传输,1为采用分组密码算法(TEA)加密传输,仅对数据段内容加密,见表7。f)保留:保留使用。表11服务器至终端传输指令类型类型数据段大类小类无效0x000x00无通信测试0x01保留服务器发送的通信测试信息,数据段无效。远程控制0x04保留远程锁机0x05保留远程开机0x06保留远程诊断0x07保留[12],UTC时间,占12个字节,分别代表起始时间:年一月一日一时一分一秒和结束时间:年一月一日一时一分一秒0x08保留[3],UTC时间,占3个字节,代表日志时间:年一月一日0x08~0x1F保留预留主机固件远程升级0x20保留数据段为固件主机固件恢复0x21保留恢复上一版本主机恢复出厂0x22保留恢复出厂固件及设置注:表中未定义的保留,其中0x80~0xFA自定义。i)结束标志:结束标志标识一个完整消息的结束位为(0x2A)。f)校验值:流水号(包含)至数据段(包含)所有字节累加和的低字节;当服务器传输的为终端固件数i)结束标志:结束标志标识一个完整消息的结束位为(0x2A)。5.4.5终端应答5.4.5.1终端应答服务器的应答协议结构见表12。表12终端应答协议结构字段起始标志长度流水号指令类型数据段校验值结束标志字节数2222自定义1175.4.5.2协议各组成部分和要求如下:a)起始标志:起始标志标识一个完整消息的开始位为(0x7F,0x4F);b)长度:终端应答协议起始标志(包含)到结束标志(包含)之间所有数据字节数量总和;c)流水号:终端收到服务器下发的数据后,对接收后的流水号解析后,返回该流水号;d)指令类型:终端收到服务器下发的数据后,对接收后的指令类型解析后,返回该指令类型;e)数据段:根据服务器下发的指令内容进行回应;f)校验值:流水号(包含)至数据段(包含)所有字节累加和的低字节;g)结束标志:结束标志标识一个完整消息的结束位为(0x2A).5.5终端报警信息终端的硬件故障码见表13.表13硬件故障码类型故障说明及问题保留(0x01)0x01保留保留状态传感器(0x02)0x01主机未接收到状态传感器数据状态传感未连接或接触不良,或状态传感器坏机具识别传感器(0x03)0x01主机未接收到机具传感器数据机具传感未连接或接触不良,或机具传感器坏0x02机具型号正常、幅宽错误配置有问题,重新配置0x03幅宽正确、机具型号不正常配置有问题,重新配置定位(0x04)0x01主机未定位卫星定位天线未连接,或当前位置卫星信号较差通讯(0x05)0x01保留—0x02主机于服务器连接正常无心跳包配置外部存储(0x06)0x01外部存储初始化失败外部存储未安装好或外部存储损坏片上存储(0x07)0x01片上存储初始化失败片上存储芯片损坏注:表中未定义的保留,其中0x80~0xFA自定义.8附录A(规范性)终端至服务器传输协议数据段内容A.1定位数据定位数据定义见表A.1。表A.1定位数据定义序号参数字节长度类型说明1日期时间6BYTE[6]年月日时分秒格式,UTC时间2纬度8DOUBLE单位为度,正数表示北纬,负数表示南纬3经度8DOUBLE单位为度,正数表示东经,负数表示西经4海拔4FLOAT单位为米5速度4FLOAT单位为千米每小时6航向4FLOAT单位为度7差分类型1UINT80为不可用,1为单点定位,2为差分定位,3为无效,4为实时差分定位,5为差分定位浮点解,6为正在估算8卫星个数1UINT8当前定位状态下的卫星数量9定位状态1UINT80为未定位,1为定位故障状态2UINT160为无故障,1为有故障水平位置因子4FLOAT—A.2作业数据作业数据定义分别见表A.2~表A.10。表A.2深松和深翻作业数据序号参数字节长度类型说明1~11定位数据BYTE[43]见表A.1作业状态1UINT80为非作业状态,1为作业状态作业幅宽2UINT16单位为厘米达标深度2UINT16单位为厘米,若达标深度为0,则表示无耕深的检测,只进行作业状态的识别作业耕深2UINT16单位为厘米表A.3旋耕作业数据序号参数字节长度类型说明1~11定位数据BYTE[43]见表A.1作业状态1UINT80为非作业状态,1为作业状态作业幅宽2UINT16单位为厘米监测标识1UINT81为状态监测,2为质量监测,3为投入/产出量监测关键部件转速2UINT16单位为转每分钟,刀轴/动力输入轴作业深度2UINT16单位为厘米9表A.4播种作业数据序号参数字节长度类型说明定位数据BYTE[43]见表A.1作业状态1UINT80为非作业状态,1为作业状态作业幅宽2UINT16单位为厘米作业深度2UINT16单位为厘米监测行数1UINT8监测总行数(1行~96行),如机具型号中标识了行数,这里可不重复监测标识1UINT81为状态监测,2为质量监测,3为投入/产出量监测关键部件转速2UINT16转每分钟种管状态BYTE[32]每个字节可表示4行状态,最多12个字节;两个二进制位标识每行状态:00为空管,01为正常,10为堵塞,11为无效总播种量4UINT32单位为粒或千克表A.5插秧作业数据序号参数字节长度类型说明定位数据BYTE[43]见表A.1作业状态1UINT80为非作业状态,1为作业状态作业幅宽或行数2UINT16单位为厘米或行数监测标识1UINT81为状态监测,2为质量监测,3为投入/产出量监测关键部件转速2UINT16转每分钟。动力输出轴表A.6谷物收获作业数据序号参数字节长度类型说明定位数据BYTE[43]见表A.1作业状态1UINT80为非作业状态,1为作业状态作业幅宽或行数2UINT16单位为厘米或行数监测标识1UINT81为状态监测,2为质量监测,3为投入/产出量监测关键部件转速2UINT16转每分钟;滚筒/升运器/秸秆粉碎刀轴割台高度1UINT8厘米瞬时产量4FLOAT单位为千克每秒累积产量4FLOAT单位为千克表A.7方捆打捆机作业数据序号参数字节长度类型说明定位数据BYTE[43]见表A.1作业状态1UINT80为非作业状态,1为作业状态作业幅宽2UINT16单位为厘米捆数4UINT32单位为个,北京时间零点清零重量2UINT16单位为千克,精度0.1kg,0xffff表示无传感器方捆长度2UINT16单位为厘米方捆宽度2UINT16单位为厘米方捆高度2UINT16单位为厘米含水率2UINT16单位为％,精度0.1%,0xffff表示无传感器表A.8圆捆打捆机作业数据序号参数字节长度类型说明定位数据BYTE[43]见表A.1作业状态1UINT80为非作业状态,1为作业状态表A.8(续)