浙江省环境自动监测监控系统数据传输规约(V20)

8附件2浙江省环境自动监测监控系统数据传输规约（征求意见稿）版本号：V2.0浙江省环境保护厅二○○九年月9目次1适用范围.........................................................................................................................................102规范性引用文件.............................................................................................................................103术语................................................................................................................................................104系统结构.........................................................................................................................................115协议层次.........................................................................................................................................126通讯安全.........................................................................................................................................137数据通讯协议.................................................................................................................................13附录A：循环冗余校验（CRC）算法............................................................................................24附录B：常用部分污染物相关参数编码表....................................................................................25附录C：各条指令通讯过程示例....................................................................................................3010浙江省环境自动监测监控系统数据传输规约为规范全省环境质量和重点污染源自动监测监控系统的数据传输，保证各种环境监控监测仪器设备、传输网络和环保部门应用软件系统之间的连通，制定本规约。本规约规定了全省环境质量和重点污染源自动监测监控系统中监控中心（上位机）和自动监控设备（现场机）之间数据通讯、控制和报警等信息的传输协议。本规约以国家标准（《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》）为基础升级浙江省现有环境数据传输规约（《浙江环境监测数据传输规约》v1.1）。1适用范围本规约适用于全省环境质量和重点污染源自动监测监控系统自动监测监控设备和监控中心之间的数据交换传输。本规约规定了数据传输的过程及系统对参数命令、交互命令、数据命令和控制命令的数据格式和代码定义，本规约不限制系统扩展其他的信息内容，在扩展内容时不得与本规约中所使用或保留的控制命令相冲突。根据通信技术的发展，本规约将适时修订。2规范性引用文件以下规约和规范所含条文，在本规约中被引用即构成本规约的条文，与本规约同效。HJ_T212-2005污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准YD/T1093-2000900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）隧道协议技术规范YD/T1323-2004接入网技术要求——非对称数字用户环路（ADSL）YD/T1334-2004800MHzCDMA数字蜂窝移动通信网无线智能网（WIN）阶段2：智能外设（IP）设备技术要求EIARS-232C数据终端设备与使用串行二进制数据进行交换的数据通信设备之间的接口GB/T16706-1996环境污染源类别代码3术语3.1环境质量和重点污染源自动监测监控系统由对环境质量和重点污染源主要污染物排放实施在线自动监控（监测）的自动监控监测仪器设备和监控中心组成，本规约中简称系统。3.2监控中心安装在各级环保部门，有权限通过传输线路与自动监控设备连接，对其发出查询和控制等本规约规定指令的数据接收和数据处理系统，包括计算机信息终端设备及计算机软件等。本规约中简称上位机。113.3自动监控设备安装在污染源排放口和环境质量监测现场，用于监控、监测污染源排污和环境质量状况及完成与上位机的数据通讯传输的单台或多台设备及设施，包括污染物排放监控（监测）仪器、流量（速）计、污染治理设施运行记录仪和数据采集传输仪等，是污染防治设施的组成部分。本规约中简称现场机。3.4数据采集传输仪采集各种类型监控仪器仪表的数据、完成数据存储及与上位机数据通讯传输功能的单片机、工控机、嵌入式计算机、嵌入式可编程自动控制器（PAC）或可编程控制器等。4系统结构系统从底层逐级向上可分为现场机、传输网络和上位机三个层次。上位机通过传输网络与现场机交换数据、发起和应答指令。4.1自动监控设备自动监控设备有两种构成方式：1）一台（套）现场机集自动监控（监测）、存储和通讯传输功能为一体，可直接通过传输网络与上位机相互作用。上位机传输网络现场机监控仪器122）现场有一套或多套监控仪器、仪表，监控仪器、仪表具有模拟或数字输出接口，连接到独立的数据采集传输仪，上位机通过数据采集传输仪实现数据交换和收发指令。本规约不规定数据采集传输仪与监控仪器仪表的通讯方式，推荐采用modbus（现场总线协议的一种，使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验等）标准。上位机传输网络数据采集传输仪现场机......监控仪器监控仪器5协议层次现场机与上位机通讯接口应满足选定的传输网络的要求，本规约不作限制。本规约规定的数据传输通讯协议对应于ISO/OSI定义的7层协议的应用层，在基于不同传输网络的现场机与上位机之间提供交互通讯。协议结构如下图所示：上位机现场机应用层应用层基础传输层基础传输层13基础传输层依据不同的传输网络可有两类实现方式：1）基于TCP/IP协议的，此方式的使用建立在TCP/IP基础之上。常用如：通用无线分组业务（GeneralPacketRadioService缩写GPRS）非对称数字用户环路（AsymmetricalDigitalSubscriberLoop缩写ADSL）码分多址(CodeDivisionMultipleAccess缩写CDMA)等2）基于非TCP/IP协议的，此类方式的使用建立在相关通讯链路上。常用如：公共电话交换网（Publicswitchedtelephonenetwork缩写PSTN）短消息数据通讯等应用层依赖于所选用的传输网络，在选定的传输网络上进行应用层的数据通讯，在基础传输层已经建立的基础上，整个应用层的协议和具体的传输网络无关。本规约体现通讯介质无关性。6通讯安全采用AES加密，保证数据安全。对请求方的命令都需校验密码。7数据通讯协议7.1应答模式完整的命令由请求方发起，响应方应答组成，具体步骤如下：1)请求方发送请求命令给响应方2)响应方接到请求命令后应答，请求方收到应答后认为连接建立3)响应方执行请求的操作4)响应方通知请求方请求执行完毕，没有应答按超时处理5)命令完成7.2超时重发机制7.2.1请求回应的超时一个请求命令发出后在规定的时间内未收到回应，认为超时。超时后重发，重发规定次数后仍未收到回应认为通讯不可用，通讯结束。超时时间根据具体的通讯方式和任务性质可自定义。超时重发次数根据具体的通讯方式和任务性质可自定义。147.2.2执行超时请求方在收到请求回应（或一个分包）后规定时间内未收到返回数据或命令执行结果，认为超时，命令执行失败，结束。缺省超时定义表（可扩充）：通讯类型缺省超时定义（秒）重发次数GPRS103PSTN53CDMA103ADSL53短信303以太网537.3通讯协议数据结构所有的通讯包都是由ACSII码字符组成(CRC校验码除外)。7.3.1通讯协议数据结构名称类型长度说明包头字符2固定为##数据段长度十进制整数4数据段的ASCII字符数例如：长255，则写为“0255”数据段（见7.3.3）字符0≤n≤1024变长的数据（短信为140），当数据段中含有字段“VER=ZJ2.0”时，对指令参数CP的数据区采用Aes方式Rijndael算法进行加密CRC校验十六进制整数4数据段的校验结果，例如4B30，如CRC校验错，即执行失败包尾字符2固定为CRLF（回车、换行）157.3.2数据段结构组成名称类型长度描述请求编号QN字符20精确到毫秒的时间戳:QN=YYYYMMDDHHMMSSZZZ，用来唯一标识一个命令请求，用于请求命令或通知命令总包号PNUM字符4PNUM指示本次通讯总共包含的包数包号PNO字符4PNO指示当前数据包的包号系统编号ST字符5ST=系统编号,系统编号见7.5中系统编码表命令编号CN字符7CN=命令编号,命令编号见7.5中命令列表访问密码PW字符6PW=访问密码设备唯一标识MN字符14MN=监测点编号,这个编号下端设备需固化到相应存储器中，用作身份识别。编码规则：前7位是设备制造商组织机构代码的后7位，后7位是设备制造商自行确定的此类设备的唯一编码）是否拆分包及应答标志Flag字符3目前只用两个Bit：000000DAA：数据是否应答；Bit：1-应答，0-不应答D：是否有数据序号；Bit：1-数据包中包含包序号和总包号两部分,0-数据包中不包含包序号和总包号两部分如：Flag=3表示拆分包并且需要应答指令参数CP字符0≤n≤960CP=&&数据区&&，数据区定义见7.3.37.3.3数据区7.3.3.1结构定义字段与其值用“=”连接；在数据区中，同一项目的不同分类值间用“,”来分隔，不同项目之间用“;”来分隔。7.3.3.2字段定义7.3.3.2.1字段名字段名要区分大小写，单词的首个字符为大写，其他部分为小写。7.3.3.2.2数据类型C4：表示最多4位的字符型字串，不足4位按实际位数。N5：表示最多5位的数字型字串，不足5位按实际位数。N14.2：用可变长字符串形式表达的数字型，表示14位整数和2位小数，带小数点，带符号，最大长度为18。YYYY：日期年，如“2005”表示2005年。MM：日期月，如“09”表示9月。DD：日期日，如“23”表示23日。HH：时间小时16MM：时间分钟SS：时间秒ZZZ：时间毫秒7.3.3.2.3字段对照表（可扩充）其中：xxx：代表某个污染物编号，见附录B。SBx：设备编号，例如SB0、SB1等。瞬时流量的代码为：水为B01，气为B02。字段名字段含义字符集宽度取值及描述SystemTime系统时间0-9N14取值为：YYYYMMDDHHMMSSQN请求编号见7.3.2QnRtn请求回应代码0-9N