江苏省水文自动测报系统数据传输规约(送审稿)

ICS07060

N93DB

江苏省地方标准

DBXX/XXXXX—XXXX

江苏省水文自动测报系统数据传输规约

DatatransmissionprotocolforhydrologicdataacquisitionsysteminJiangsu

点击此处添加与国际标准一致性程度的标识

（送审稿）

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

江苏省质量技术监督局发布

目次

前言II

1范围1

2标准性引用文件1

3术语、符号和代号1

3.1术语1

3.2符号和代号2

4总则3

5数据报文传输规约3

5.1帧结构3

5.2链路传输10

5.3物理层规约12

6数据传输报文及数据结构12

6.1链路检测12

6.2参数设置及查询13

6.3控制命令43

6.4自报数据47

7通信方式和误码率51

7.1通信方式51

7.2误码率52

8传感器与终端通信的接口和规约53

8.1通佶接口53

8.2通信规约53

9数据传输的考核53

9.1考核内容和指标53

9.2考核方法53

附录A（资料性附录）事件记录表55

刖5

本标准为全文推荐。

本标准是依据GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1局部：标准的结构和编写》的规则起草。

本标准由江苏省水利厅提出。

本标准由江苏省水利厅归口并解释。

本标准起草单位：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、水利部水文仪器

及岩土工程仪器质量监督检验测试中心、水利部水文水资源监控工程技术研究中心

本标准主要起草人：张春松、丁强、柏屏、王美玲、孙京忠、曹晓宁、李刚、陈智、诸杰、徐海峰、

房福龙、高祥涛。

测站所测相对水位的基面高程的修正基准值。用于将水位传感器测量的相对水位转换成基面高程。

3.2符号和代号

GB/T50095、SL26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

符号、代号和

序号内容

缩略语

1A终端、中继地址

2ADSL非对称数字用户环路

3AFN应用层功能码

4AUX附加信息

5BCD二〜十进制编码

6BIN二进制编码

7C控制域

CodeDivisionMultipleAccess,码分多址。CDMA系统是基于码

8CDMA

分技术(扩频技术)和多址技术的通信系统

9CRC循环冗余校验

10CS帧校验码

11DIR传输方向位

表1符号、代号和缩略语〔续〕

符号、代号和

序号内容

缩略语

12DIV拆分标志位

13DIVS拆分计数

14ERC事件记录代码

GeneralPacketRadioService通用分组无线效劳，是GSM系统的

15GPRS

通用无线分组业务。

16HEX十六进制编码

17IP地址“互联网协议(InternetProtocol)”规定计算机在网络上的标识

18L用户数据区长度

应用于可以将不同厂商生产的控制设备可以连成网络进行集中监

19MODBUS

控的通用协议和工业标准。国家标准号GB/T19582—2008

20Pc校验位

21PSTNPublicSwitchedTelephoneNetwork公用交换网

22PW密码

23SMS移动通信中的短消息业务

欧美国家监测传感器中行数据通讯接口办议。该协议支持一对多

24SDI-12

点总线远距离连接和传送

25Tp时间标签

26VPNVirtualPrivateNetwork虚拟专用网。

4总则

4.1为标准江苏省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，制定本标准。

4.2在江苏省内使用的各级各类水文自动测报系统应符合本标准的要求。

4.3本标准中的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。

4.4数据采集和传输除应符合本标准规定外，尚应符合国家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，结合江苏省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字节格式为帧的根本单元字节。

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本标准采用异步式传输帧格式。定义见表2。

表2帧格式定义

起始字符（68H）t

长度L固定长度的报文头

起始字符（68H）1

控制域C控制域

地址域A地址域

用户数据区

用户数据用户数界域

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，如检出了过失，舍弃此帧。两帧之间应考虑线路的空闲间隔。

c）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）假设这些校验有一个失败，舍弃此帧；假设无过失，那么此帧数据有效。

5.1.4链路层

5.1.4.1链路层长度L应按以下规定执行：

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宇节。

表3用户数据长度L

1)7D61)5D4D31)21)11)0

b）用户数据区长度L,由DO〜D7（1字节）组成，采用BIN编码，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，数据长度为采用无线数传信道，SMS

的帧长字节数不大于140,北斗卫星通信的帧长字节数不大于98。

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效劳类型的信息，定义见表4。

表4控制域C

D7D6D5〜D4D3〜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应按以下规定执行：

1）DIR=O,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）I）IV=1,表示此报文已被拆分为假设干帧，接收后需要拼接。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）,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丧

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，假设

超时未收到从动站的报文，或接收出现过失，那么启动站将FCB减1,重复:原来的发送/

确认或者请求/响应，直到FCB值为0,表示本次传输效劳失败。

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，返回相应的FCB值。

e）功能码定义应按以下规定执行：

1）传输方向位DIR=O,上行帧具体定义见表5。

2）传输方向位DIR=1,下行帧具体定义见表6。

表5上行帧传输方向〔DIR=O〕

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/响应帧气压参数

8查询/响应帧风速参数

9查询/响应帧水温参数

10杳询/响应帧水质参数

11查询/响应帧土壤含水率参数

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备用

表6下行帧传输方向〔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自报帧气压参数

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自报帧统计雨量

15备用

5.1.4.3地址域A可按照以下2种方式之一执行：

a）第一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7。行政区划码A1,按GB2260

—2002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8、表9。

1）控制编码A3为010B时，D0-D20为终端地址；控制编码A3为101B时，D0-D20为中继地

址。

2）终端、中继地址A2选址范围为（）OOOO1H~1FFFFEH。1FFFFFH为播送地址，OOOOOOH为无效

地址。

表7地址域A

地址域数据格式字节数

行政区划码A1BCD2

终端、中继地址A2BIN3

表8终端、中继地址A2

Byte2Bytel

D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2DIDO

终端、中继地hlU2

Byte3

D23D22D21D20D19D18D17D16

控制编码A3终端、中继地划tA2

表9地址控制编码A3

D23D22D21

010终端地址

101中继地址

其它编码备用

b）笫二种方式的地址域由地区水文特征码、水文测站编码组成，也为5个字节。其中地区水文特

征码取00H,水文测站编码码按水利部水文局《水文测站编码》的规定，由八位HEX码构成。

地址域格式见表10。

表10第二种方式地址域格式

地址域格式

D7D6D5D4D3D2D1D0

BYTE1水位特征位

BYTE2水文测站编码第8位（高位）水文测站编码第7位

BYTE3水文测站编码第6位水文测站编码第5位

BYTE4水文测站编码第4位水文测站编码第3位

BYTE5水文测站编码第2位水文测站编码第1位1低位）

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+E

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由一字节组成，采用HEX编码表示，具体定义见表12。

表12应用层功能码AFD

应用功能码应用功能定义发出端响应端

00H〜0111备用

02H链路检测中心站遥测终端，中继站

03H〜OFH备用

10H设置遥测终端、中继站地址中心站遥测终端，中继站

1111设置遥测终端、中继站时钟中心站遥测终端，中继站

12H设置遥测终端工作模式中心站遥测终端

13H〜16H水资源监控管理系统规约用

1711设置遥测终端的水位基值、水位上下限中心站遥测终端

18H水资源监控管理系统规约用中心站遥测终端

19H设置遥测线端水质参数种类、上限值中心站遥测线端

1AH设置遥测终端水质参数种类、下限值中心站遥测终端

1BH水资源监控管理系统规约用

1CH设置遥测终端转发中继引导码长中心站遥测终端

1DH设置中继站转发终端地址中心站中继站

1EH设置中继站工作机自动切换，自报状态中心站中继站

1FH设置遥测终端流量参数上限值中心站遥测终端

20H设置遥测终端检测参数启报阈值及固态存储时间段间隔中心站遥测终端

21H〜2FII备用

30H〜34H水资源监控管埋系统规约用

35H〜4FH备用

50H查询遥测终端、中继站地址中心站遥测终端、中继站

51H查询遥测终端、中继站时钟中心站遥测终端、中继站

52H查询遥测终端工作模式中心站遥测终端

53H查询遥测终端的数据自报种类及时间间隔中心站遥测终端

54H查询遥测终端需查询的实时数据种类中心站遥测终端

55H-56H水资源监控管理系统规约用

57H查询遥测终端水位基值、水位上下限中心站遥测终端

5811水资源监控管理系统规约用

59H查询遥测终端水质参数种类、上限值中心站遥测终端

5AH查询遥测终端水质参数种类、下限值中心站遥测终端

5BH〜5cH水资源监控管理系统规约用

5DH查询遥测终端的事件记录中心站遥测终端

5EH查询遥测终端状态和报警状态中心站遥测终端

5FH水资源监控管理系统规约用

6011查询遥测终端转发中继引导码长中心站遥测终端

61H查询遥测终端图像记录中心站遥测终端

62H查询中继站转发终端地址中心站中继站

6311查询中继站工作机状态和切换记录中心站中继站

64H查询遥测终端流量参数上限值中心站遥测终端

65H〜7FH备用

80H〜81H水资源监控管理系统规约用

82H人工置数遥测终端中心站

83H-8FH备用

90H复位遥测终端参数和状态中心站遥测终端

91H清空遥测终端历史数据单元中心站遥测终端

92H〜93H水资源监控管理系统规约用

9411遥控终端或中继站通信机切换中心站遥测终端、中继站

95H遥控中继站工作机切换中心站中继站

96H修改遥测终端密码中心站遥测终端

97H〜9FH备用

A0II设置遥测站需查询的实时数据种类中心站遥测终端

A1H设置遥测终端的数据自报种类及时间间隔中心站遥测终端

A2H〜AFH备用

BOH自询遥测终端实时值中心站遥测终端

Bill查询遥测终端固态存储数据中心站遥测终端

B2H查询遥测终端内存自报数据中心站遥测终端

B3H-BFH备用

COH遥测终端自报实时数据遥测终端中心站

C1H〜FFH备用

5.1.5.3附加信息域AUX应按以下规定执行:

a）密码PW：

1）密码PW用于重要下行报文中，由2字节组成，PW是由中心站将密钥按系统约定的密码算

法产生，并在中心站发送的报文中下发给终端，由终端进行校验，通过那么响应中心站命

令，反之否认；

2）密码长度由两个字节组成：第一个字节前半个字节为密钥算法，采用BCD编码，取值范围

0〜9；第一个字节后半字节和第二个字节共12位为密钥，采用BCD编码，取值范围。〜

999。终端根据密钥及密钥算法，计算出密码，然后与终端持有的密码进行比对验证，

密码相匹配，那么命令有效，否则命令无效；

3）终端的密码及密钥算法不公开，格式见表13。

表13密码PW

Byle2___________Bylel

D15|D14|D13|D121D1|DIO|D9|D8|D7|D6|D5|D41D3|D2|DI|DO

由钥算卷（BCD编码）|语用（BCD方码）

~b）时间标签Tp：

1）时间标签用于交换网络通道中，对采用同时建立多个通信效劳的传输，进行辅助判决接收

报文的时序和时效性；

2）时间标签Tp由5字节组成，数据格式，见表14。

表14时间标签Tp

数据名称数据格式单位字节数

启动帧发送时标数据格式见表14秒分时日4

允许发送传输延时时间BINmin1

3）时标的数据格式，见表13。

表15时标的数据格式

数据格式

数据名称

D7D6D5D4D3D2D1DO

秒BCD码十位BCD码个位

分BCD码十位BCD码个位

时BCD码十位BCD码个位

□BCD码十位BCD码个位

4）时间标签Tp由启动站产生，并通过报文传送给从动站，从动站据此判决收到的报文的时

序和时效性，如判别有效，从动站发送响应帧；

5）启动帧发送时标：记录启动帧发送的时间；

6）允许发送传输延时时间：指启动帧从开始发送至从动站接收到报文之间启动站所允许的传

输延时时间。

7）从动站的时效性判断规则：如从动站的当前时间与Tp中的启动帧发送时标之间的时间

差大于Tp中的允许传输延时时间，从动站那么舍弃该报文。如时间差不大于Tp中的允许

传输延时时间，那么做出响应。如Tp中的允许传输延时时间为“0”，那么从动站不进行

上述A）和R）两项的判断.在自报参数时，T］是该参数变化发生时间.

5.2链路传输

5.2.1报文传输示意，见图1。

A站到B站B站到A站

图1报文传输示意图

5.2.2传输效劳类别定义，见表16。

表16传输效劳类别

类别功能用途

S1发送/无答复启动站发送传输，从动站不答复.

S2发送/确认启动站发送报文，从动站答复确认或否认报文。

S3查询/响应启动站发出查询命令，从动站作确认、否认或数据响应。

5.2.3半双工通道应采用非平衡传输规则。在前一次通信效劳结束后，才能开始新一次发送帧传输。

5.2.4全双工通道可采用平衡传输规则。允许建立一个或多个通信效劳。同时建立多个通信效劳时,

由启动站进行数据流控制。

5.2.5发送/无答复：是指启动站发出报文后，由于信道或设备等原因，没有得到相应的答复。非平

衡传输过程在前一次通信效劳的传输过程结束后，并且考虑信道网络延时、中间环节延时、终端响应时

间等因素，才可开始新一次发送传输。

5.2.6发送/确认：是指启动站发出报文后，从动站正确收到报文，并能执行报文的命令，发送确认

报文或否认报文。

5.2.7查询/响应：是指启动站发出报文后，从动站正确收到查询数据报文，如所杳询的数据有效，

那么发送响应帧；如所查询的数据无效，那么发送否认帧。FCB值可防止报文丧失和报文重复传送，最

大重发次数设定为3次。

5.2.8通信出错处理主要包括：

a）启动站在规定时间内没有正确收到响应报文，作为超时出错处理。超时时间应考虑信道网络延

时、中间环节延时、终端响应时间等因素。在发送下一帧之前，需等待一个超时时间；

b）从动站假设检出帧过失那么不作答复。

5.3物理层规约

5.3.1接口的登录链接和在线保持检测采用链路测试效劳，测试周期可设定。

5.3.2帧的根本单元为字节，字节传输按异步方式进行，包含8个数据位、1个起始位“0”、1个偶

校验位Pc和1个停止位“1”，定义见表17o

表17串行通信帧根本单元

0D0D1D2D3D4D5D6D7Pc1

起始位8个数据位偶校验位停止位

5.3.3查询/应答工作方式主要包括：

a）遥测终端站或中继站响应中心站查询指令发送相应数据的工作体制：

b）中心站发出指令主要用于查询参数数据，查询状态.检查参数，设置参数，控制设备，终端应

按照指令，应答所查询的数据或状态，设置和检查参数，执行控制设备并返回执行结果；

c）中心站查询的方式有定时查询，顺序查询和随机查询。

5.3.4自报工作方式主要包括：

a）被测参数值发生••定变化或定时等事件触发，遥测终端或中继站主动发送数据的工作体制：

b）自报的一般有定时间隔自报，发生需要上报的告警自报，规定的特定条件自报，被控参数变化

自报等。这些自报的发生一般属于随机和规定时间的主动上报。

5.3.5兼容，作方式表示同时包括查询/应答和自报两种」.作方式。

5.3.6在杳询/应答工作方式时，随机杳询的优先级高于定时查询和顺序查询。在自报工作方式时，

优先级上下依次为：告警自报，参数变化自报，特定条件自报，定时间隔自报。在兼容工作方式下，自

报工作方式的优先级高于查询/应答工作方式3

6数据传输报文及数据结构

6.1链路检测

6.1.1链路检测(AFN=02H)命令在中心站可用于GPRS、CDMA登录、退出登录、在线保持。数据域：1

个字节，F0登录，F1退出登录，F2在线保持。格式见表18。

表18链路检测〔AFNF2H)

68H

L

_________________68H_________________

C

A

AFN=02H

数据域

CS

16H

6.1.2遥测终端或中继站确实认帧，数据域与链路检测命令的数据域相同，格式见表19。

表19链路检测〔确认帧〕

68H

L

68H

C

A

AFN=02H

数据域

CS

16H

6.2参数设置及查询

6.2.1设置遥测终端或中继站地址(AFN=10H)命令格式见我20o地址域A为遥测终端或中继站旧地

址，数据域为新地址。数据域为5字节，具体格式见5.1.4.3。响应帧格式见表21。请求帧和响应帧

的地址域A与数据域值应完全相同，控制域C值不同。

表20设置遥测终端或中继站地址〔AFN二10H〕

68H

L

6811

C

A

AFN=10H

数据域（5个字节）

PW

Tp

CS

16H

表21设置遥测终端或中继站地址〔响应帧〕

6.2.2查询遥测终端或中继站地址（AFN=50H）命令格式见表22。遥测终端、中继站的响应帧格式见

表23。地址域A与数据域值应完全相同。

表22查询遥测终端或中继站地址〔AFN=50H]

68H

L

68H

C

A

AFN=50H

CS

16H

表23查询遥测终端或中继站地址〔响应帧〕

68H―

__________________L

68H―

C

A.

______________AFN=5（）H______________

数据域（5个字节）

CS

16H―

6.2.3设置遥测终端或中继站时钟（AFN=11H）命令格式见表24。数据域（6字节压缩BCD码）：时钟

顺序是年、月、日、时、分、秒，其中公元年=2000+年。数据域格式见表25。【）5〜1）7编码表示（）〜7,

1〜7对应星期一至星期口，0为无效。响应帧格式见表26。请求帧和响应帧的地址域A与数据域值应

完全相同，控制域C值不同。

表24设置遥测终端或中继站时钟〔AFNA1H〕

数据格式

数据名称

D7D6D5D4D3D2D1DO

秒BCD码十位BCD码个位

分BCD码十位BCD码个位

时BCD码十位BCD码个位

日BCD码十位BCD码个位

星期月月

星期-月

BCD码个位BCD码十位BCD码个位

年BCD码十位BCD码个位

6.2.4查询遥测终端或中继站时钟（AFN=51H）命令格式见表27。遥测终端、中继站的响应帧格式见

表28。数据域为6个字节压缩BCD,数据格式见6.2.3。请求帧和响应帧的控制域C值不同。

表27查询遥测终端或中继站时钟〔AFN=51H]

表28查询遥测终端或中继站时钟〔响应帧〕

____________________68H____________________

L

68H

C

_____________________A_____________________

_________________AFN=5IH_________________

数据域（6个字节BCD）

CS

16H

6.2.5设置遥测终端的工作模式（AFN=12H）命令格式见表29。数据域为1个字节BIN。工作模式类

型二00B,设置遥测终端在兼容工作状态：工作模式类型R1H,设置遥测终端在自报工作状态；工作模式

类型=0211,设置遥测终端在查询/应答工作状态；工作模式类型=0311,遥测终端在调试/维修状态。响应

帧格式见表30。请求帧和响应帧的地址域A与数据域值应完全相同，控制域C值不同。

表29设置遥测终端的工作模式〔AFN=12H]

68H

____________________L____________________

68H

C

A

AFN=12H

数据域（1个字节）

___________________PW___________________

Tp

___________________CS___________________

16H

表30设置遥测终端的工作模式〔响应帧〕

68H

L

___________________68H___________________

C

____________________A____________________

AFN=12H

数据域（1个字节）

___________________PW___________________

Tp

___________________CS___________________

___________________16H___________________

6.2.6查询遥测终端的工作模式（AFN=52H）命令格式见表31。遥测终端的响应帧格式见表32。请求

帧和响应帧的控制域C值不同。数据域见6.2.5条。

表31查询遥测终端的工作模式〔AFN=52H]

AFN=52H

CS

16H

表32查询遥测终端的工作模式〔响应帧〕

6.2.7设置遥测终端的数据自报种类及时间间隔(AFN=A1H)命令格式见表33。响应帧格式见表35。

请求帧和响应帧的地址域A与数据域值应完全相同，控制域C值不同。

1)DO——置“1”为主动上报雨量数据，清“0”为不上报雨量数据：

2)1)1一一置“1”为主动上报水位数据，清