國家地表水監(jiān)測系統(tǒng)通信協(xié)議技術(shù)導(dǎo)則(征求意見稿).doc
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. 國家地表水自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)通訊協(xié)議技術(shù)導(dǎo)則 （征求意見稿） 1 適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)適用于國家地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站數(shù)據(jù)采集端與總站中心服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸，規(guī)定了傳輸?shù)倪^程及數(shù)據(jù)命令的格式，給出了代碼定義，本標(biāo)準(zhǔn)允許擴(kuò)展，但擴(kuò)展內(nèi)容時(shí)不得與本標(biāo)準(zhǔn)中所使用或保留的控制命令相沖突。 2 規(guī)范性引用文件 本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容引用了下列文件中的條款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 HJ 212-2017 污染物在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn) GB/T 19582-2008 基于 Modbus 協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范 HJ 525-2009 水污染物名稱代碼 3 術(shù)語和定義 下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 3.1 地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站 Automatic Water Quality Monitoring Station 指完成地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測的現(xiàn)場部分，一般由站房、采配水、控制、檢測、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热炕蛘邤?shù)個(gè)單元組成，簡稱水站。 3.2 地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺(tái) 指對(duì)水站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用的系統(tǒng)，簡稱數(shù)據(jù)平臺(tái)。 3.3 地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng) Automatic Water Quality Monitoring System 由水站和數(shù)據(jù)平臺(tái)組成的自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。 3.4 上位機(jī) 是安裝在各級(jí)環(huán)保部門、通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與數(shù)采儀連接并對(duì)其發(fā)出查詢和控制等指令的數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)軟件等，本標(biāo)準(zhǔn)簡稱上位機(jī)。 3.5 在線監(jiān)測儀器 Automatic Measurement Device 是安裝在地表水自動(dòng)測站現(xiàn)場，用于監(jiān)測地表水環(huán)境質(zhì)量并完成與上位機(jī)通訊傳輸?shù)脑O(shè)備，包括水質(zhì)分析儀、流量（速）計(jì)、數(shù)據(jù)采集傳輸儀等，本標(biāo)準(zhǔn)簡稱監(jiān)測儀表。 3.6 現(xiàn)場機(jī) 安裝于水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站點(diǎn)的監(jiān)測儀表和數(shù)采儀統(tǒng)稱為現(xiàn)場機(jī)。 3.7 數(shù)據(jù)采集傳輸儀 是采集各種類型監(jiān)控儀器儀表的數(shù)據(jù)、完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及與上位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸通訊功能的單片機(jī)、工控機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)、可編程自動(dòng)化控制器等，本標(biāo)準(zhǔn)簡稱數(shù)采儀。 3.8 監(jiān)測周期 是指水站定期采樣進(jìn)行所有項(xiàng)目分析的工作模式下，相鄰兩次采樣所間隔的時(shí)間。如果水站連續(xù)不停監(jiān)測，監(jiān)測周期應(yīng)根據(jù)水站所配置的監(jiān)測項(xiàng)目里最長的分析周期來確定。瞬時(shí)監(jiān)測的項(xiàng)目（如水溫、pH、溶解氧、電導(dǎo)率和濁度等）可實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。流量的周期數(shù)據(jù)取監(jiān)測周期內(nèi)的監(jiān)測值總和。 3.9 周期數(shù)據(jù) 指監(jiān)測周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)。 3.10 質(zhì)控?cái)?shù)據(jù) 指根據(jù)實(shí)際工作需要在采集周期數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上臨時(shí)手工或自動(dòng)添加采集的數(shù)據(jù)。 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4.1 地表水在線監(jiān)測系統(tǒng)從底層逐級(jí)向上可分為現(xiàn)場機(jī)（數(shù)采儀）、傳輸網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)（平臺(tái)）三個(gè)層次。上位機(jī)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場機(jī)（數(shù)采儀）進(jìn)行通訊（包括發(fā)起、數(shù)據(jù)交換、應(yīng)答等）。 4.2 地表水在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成方式： 現(xiàn)場有一套或多套監(jiān)控儀器，監(jiān)控儀器儀表具有數(shù)字輸出接口，連接到獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集傳輸儀，上位機(jī)（平臺(tái)）通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場機(jī)（數(shù)采儀）進(jìn)行通訊（包括發(fā)起、數(shù)據(jù)交換、應(yīng)答等），如圖 1 所示。 圖 1 系統(tǒng)構(gòu)成方式 5 協(xié)議層次 5.1 現(xiàn)場機(jī)（數(shù)采儀）與上位機(jī)（平臺(tái)）之間基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，具體的組網(wǎng)方式不作限制。 5.2 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議應(yīng)用于TCP/IP的應(yīng)用層，即現(xiàn)場機(jī)（數(shù)采儀）與上位機(jī)之間進(jìn)行通信時(shí)，交換消息的內(nèi)容和規(guī)范，在TCP/IP傳輸層，規(guī)定使用TCP協(xié)議。 6 協(xié)議內(nèi)容 6.1 應(yīng)答模式。完整的命令由請(qǐng)求方發(fā)起、響應(yīng)方應(yīng)答組成，具體步驟如下： 請(qǐng)求方發(fā)送請(qǐng)求命令給響應(yīng)方； 響應(yīng)方接到請(qǐng)求后，執(zhí)行請(qǐng)求操作并發(fā)送執(zhí)行結(jié)果給請(qǐng)求方。請(qǐng)求方在指定定時(shí)間內(nèi)沒有接收到執(zhí)行結(jié)果，按執(zhí)行超時(shí)處理。 6.2 超時(shí)重發(fā)機(jī)制 一個(gè)請(qǐng)求命令發(fā)出后在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)未收到回應(yīng)，視為超時(shí)； 超時(shí)后重發(fā)，重發(fā)超過規(guī)定次數(shù)后仍未收到回應(yīng)視為通訊不可用，通訊結(jié)束； 超時(shí)時(shí)間及重試次數(shù)可以根據(jù)具體的通訊方式和任務(wù)性質(zhì)可自定義。 6.3 通訊協(xié)議數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 所有的通訊包都是由ASCII 碼（漢字除外，采用UTF-8 碼，8 位，1 字節(jié)）字符組成。通訊協(xié)議數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。 圖2 通訊協(xié)議數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 通訊包結(jié)構(gòu)如表 1，所有的通訊包都是由ACSII碼字符組成，標(biāo)點(diǎn)符號(hào)為英文半角，且通訊包中不含空格。其中每部分具體組成見表2，其中長度為最大長度，不足位數(shù)按實(shí)際位數(shù)。 表1 通訊包結(jié)構(gòu) 包頭 數(shù)據(jù)段長度 數(shù)據(jù)段（見6.3.2.2） CRC校驗(yàn) 包尾 6.4 通訊包 通訊包結(jié)構(gòu)組成見表2。 表2 通訊包組成 名稱 類型 長度 描述 包頭 字符 2 固定為## 數(shù)據(jù)段長度 十進(jìn)制整數(shù) 4 數(shù)據(jù)段的ASCII字符數(shù)，如：長255，則寫為“0255” 數(shù)據(jù)段（見6.3.2） 字符 0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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