《南极磷虾桁杆拖网智能控制接口及编码规范》标准文本

附件3：T/COFAXXXX—2021南极磷虾桁杆拖网智能控制接口及编码规范Specificationforintelligentcontrolinterfaceandcodingofantarctickrilltrusstrawl（草案稿）FORMTEXT2021-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX发布2022-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX实施中国远洋渔业协会中国远洋渔业协会发布ICS目次前言TOC\o"1-5"\h\z\u1范围 52规范性引用文件 53术语定义 53.1桁杆拖网beamtrawl 53.2水声调制解调器acousticmodem 53.3物理接口physicalinterface 53.4上行数据uplinkdata 53.5下行数据downlinkdata 54符号和缩略语 55电气接口规范 65.1桁杆拖网控制通讯模块框架 65.2供电部分电气参数定义 65.3通讯电气参数定义 65.4电气接头参数定义 66数据编码要求 76.1概述 76.2数据类型 76.2.1基础数据类型 76.2.2包含的数据种类和数据类型 76.3编码规范 86.3.1数据编码结构 8下行数据 8上行数据 97数据交互方式 107.1即时应答数据 107.2定时上报数据 107.3数据交互策略 10南极磷虾桁杆拖网智能控制接口及编码规范1范围本文件规定了用于南极磷虾动力桁杆拖网的拖船与桁杆端的信息传输系统，包括以下部分：信息传输的硬件接口和组成部分；信息的编码和数据组成结构。本文件适用于南极磷虾动力桁杆拖网的信息传输系统。2规范性引用文件下列文件中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，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T4797.2-2005TIA/EIA-485-A3术语定义下列术语定义适用于本文件。3.1桁杆拖网beamtrawl用桁杆或桁架使网口扩张的单船底层拖网。3.2水声调制解调器acousticmodem利用声波在水中传输信息的数据通信设备，通常至少两个配对使用。3.3物理接口physicalinterface接口信号的电气规格。3.4上行数据uplinkdata桁杆端向船载端传输的数据。3.5下行数据downlinkdata船载端向桁杆端传输的数据。4符号和缩略语无5电气接口规范5.1南极磷虾桁杆拖网控制通讯结构框架南极磷虾桁杆拖网控制通讯结构框架见图1。485接口船载485接口船载端控制计算机算计水声调制解调器水声调制解调器桁杆端控制器485接口接口声波图1南极磷虾桁杆拖网控制通讯结构框架5.2供电部分电气参数定义输出电压范围：DC12V+/-1V。输出电压纹波应小于5%。最大输出电流>2A。5.3通讯电气参数定义桁杆通讯电气接口采用TIA/EIA-485-A标准的点对点通讯，具体参数要求如下：输出±7V的共模电压。输入电阻RIN≥12kΩ。输入端的电容≤50pF。输出负载能力：在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V（终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关）。逻辑'1'以两线间的电压差为+（2-6）V；逻辑'0'以两线间的电压差为-（2-6）V；接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号'0'；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号'1'）。5.4电气接头参数定义通讯连接接口采用4芯防水插头组成，接头电气要求：电压：300VDC/ACrms。电流：5A。绝缘电阻>200Mohm。接触电阻<0.01ohm。工作温度（水中）-4˚C~60˚C。工作温度(空气中)-40˚C~60˚C。存储温度：-40˚C~60˚C。测试压强：80bar。工作压强：70bar。6数据编码要求6.1概述数据传输是桁杆和船载端进行信息交换的手段。从数据传输的方向上可以分为下行数据和上行数据两个方向，其中下行数据是指从船载端发送到桁杆端的数据，上行数据是指从桁杆端发送到船载端的数据。6.2数据类型6.2.1基础数据类型基础数据类型见表1。表1基础数据类型类型名称长度基础类型说明unsignedshort8bitChar用作无符号整型数，表示数据量flag1bitBoolean布尔数，长度为1bit，用于做标志位6.2.2包含的数据种类和数据类型桁杆控制信息中包含的数据种类及其对应的数据类型见表2。表2控制信息中包含的数据种类及对应的数据类型名称数据类型字符长度必须性说明数据头unsignedshort8bit是指示数据开始及标识信息类型校验值unsignedshort8bit是位于数据的尾部，用于验证数据正确性深度unsignedshort8bit是桁杆深度角度unsignedshort8bit是升降板角度距离unsignedshort16bit否水声调制解调器之间的距离电压4bit否电压供电电压正常Flag1bit否桁杆端供电电压在正常范围内。正常为“1”，不正常为“0”离合工作状态Flag1bit否指示离合器工作是否正常。正常为“1”，不正常为“0”编码器状态Flag1bit否指示编码器工作是否正常。正常为“1”，不正常为“0”6.3编码规范6.3.1数据编码结构数据的编码组织形式，数据总体上包括数据头，数据体和数据校验值三个部分，数据头表示数据的类型，校验值为数据体的异或校验。下行数据（1）桁杆控制指令：为从船载端下传到桁杆的数据，该数据为船载端下达给桁杆的指令，其中：角度为桁杆升降板需要调整到的角度、深度数据为桁杆将要到达的深度。桁杆控制指令编码见表3。表3桁杆控制指令名称数据类型数据长度示例说明数据头unsignedshort8bit0x240x24为下行数据标识角度unsignedshort8bit0x0D设定角度深度unsignedshort8bit0x20预定深度校验unsignedshort8bit0x2D异或校验注：①角度编码采用无符号短整型数，长度为1字节，范围为0x00~0x46，角度编码减0x23（十进制数35）即为实际角度数;②深度编码采用无符号短整型数，长度1个字节，其值即为深度数值。③校验方式为按位进行异或计算，参与校验计算的数据为数据体的所有数据本示例中，其含义为：数据头0x24表示是从船载端（上位机）发送到桁杆端（下位机）的指令；角度编码为：0x0D，表示将升降板角度调整到-22°；深度编码为：0x20，表示目标深度为32米，校验值=0x0Dxor0x20=0x2D（2）状态设置指令：为船载端下行到桁杆端的数据，该数据为船载端下传给桁杆端的控制系统的参数设置指令，并不直接调节桁杆状态。该指令是设置桁杆端自动上传数据的时间间隔。状态设置指令编码见表4。表4状态设置指令名称数据类型数据长度示例说明数据头unsignedshort8bit0x240x24为下行数据标识标志字unsignedshort8bit0xFF0xFF表示为桁杆状态设置指令时间间隔unsignedshort8bit0x08桁杆端定时上传状态数据的时间间隔校验unsignedshort8bit0xF7异或校验注：本示例中，其含义为：数据头0x24表示是从船载端（上位机）发送到桁杆端（下位机）的指令；第二个字节为：0xFF，这个字节数值不在角度编码范围0x00~0x46内，是标识位，0xFF表示将该指令为上传时间间隔指令；时间间隔编码为：0x08，表示调整上传时间间隔为8秒，校验值=0xFFxor0x08=0xF7。（3）距离查询指令：为从船载端下传到桁杆的数据，该数据为船载端下达给桁杆的指令，其作用是查询两个水声调制解调器之间的距离。距离查询指令编码见表5。表5距离查询指令名称数据类型数据长度示例说明数据头unsignedshort8bit0x220x22为距离查询标识查询编码高位unsignedshort8bit0x01固定值0x01查询编码低位unsignedshort8bit0x02固定值0x02校验unsignedshort8bit0x03异或校验上行数据（1）桁杆定时上传数据：从桁杆上传到船载端的数据，该数据按设定的时间间隔定时上传，其传输的角度和深度数据为桁杆升降板当前的实时角度和桁杆实时深度。定时上传数据编码见表6。表6定时上传数据名称数据类型数据长度示例说明数据头unsignedshort8bit0x230x23为上行数据标识角度unsignedshort8bit0x0D实测数据深度unsignedshort8bit0x20实测数据桁杆机构状态unsignedshort8bit0xB1实测数据校验unsignedshort8bit0x9C异或校验注：本示例中，其含义为：当前升降板实时角度为-22°当前实时深度为32米其中，桁杆机构状态长度为一个字节，其各位的含义见表7机构状态表示桁杆端当前各部分的工作状态，包括整体电压是否正常、离合器是否正常、编码器是否正常以及精确到伏特的当前调制解调器电压数值。机构状态编码见表7。表7机构状态位数电池电压3210机构调制解调器电压（精度1v）待定编码离合电压（整体）状态10110001注：在机构状态位中，0为正常，1为不正常当前声呐供电电压为11v表示编码器和离合器工作正常，但电压不正常（2）桁杆应答数据：当桁杆端接收到船载端的指令后，需要立即将该指令原样回发给船载端，以便船载端确认发出的指令已被接收，并用应答数据检验指令在传输过程中是否产生错误。（3）应答距离数据：桁杆端收到下行距离查询指令后，测量两个调制解调器之间的距离，并将测量后的结果上传给船载端。应答距离数据的编码见表8。表8应答距离数据名称数据类型数据长度示例说明数据头unsignedshort8bit0x220x22为距离查询标识距离高字节unsignedshort8bit0x00实测值距离低字节unsignedshort8bit0x65实测值校验unsignedshort8bit0x65异或校验注：距离为无符号整型数，长度为2字节，单位为米。示例中两调制解调器之间的距离为0x65=101米。7数据交互方式为减少数据传输，系统采用即时应答和定时发送数据相结合的方式。7.1即时应答数据包括指令语句和应答语句两个部分。用于船载端向桁杆端下达指令，桁杆端接收到该指令后，立刻原样回发作为对指令的应答。该应答又分为对指令性语句的应答和对距离查询的应答，具体数据格式见第6节。7.2定时上报数据该数据用于桁杆端定时向船载端上报桁杆当前状态（升降板角度和桁杆所在深度）。该数据为单向发送，只有桁杆发送，船载端接收，船载端不需要回复。定时发送的时间间隔可根据数据传输时间确定。7.3数据交互策略桁