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表1 符号、代号和缩略语(续)
序号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 4 总则
4.1 为规范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
符号、代号和缩略语 DIV DIVS ERC GPRS HEX IP地址 L MODBUS Pc PSTN PW SMS SDI-12 Tp VPN 拆分标志位 拆分计数 事件记录代码 General Packet Radio Service 通用分组无线服务,是GSM 系统的通用无线分组业务。 十六进制编码 “互联网协议(Internet Protocol)”规定计算机在网络上的标识 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控的通用协议和工业标准。国家标准号GB/T19582—2008 校验位 Public Switched Telephone Network公用电话交换网 密码 移动通信中的短消息业务 欧美国家监测传感器串行数据通讯接口协议。该协议支持一对多点总线远距离连接和传送 时间标签 Virtual Private Network虚拟专用网。 内容 3
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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 字节格式为帧的基本单元字节。
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) ↑ 固定长度的报文头 长度L 起始字符(68H) 控制域C 地址域A 用户数据 校验CS 结束字符(16H) ↓ 控制域 地址域 用户数据区 用户数据域 帧校验
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,如检出了差错,舍弃此帧。两帧之间应考虑线路的空闲间隔。
e) 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) 若这些校验有一个失败,舍弃此帧;若无差错,则此帧数据有效。 5.1.4 链路层
5.1.4.1 链路层长度L应按以下规定执行:
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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字节。
表3 用户数据长度L
D7
b) 用户数据区长度L,由D0~D7(1字节)组成,采用BIN编码,是控制域、地址域、用户数据
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 域(应用层)的字节总数。数据为图片数据流时,数据长度为L*1K。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服务类型的信息,定义见表4。
表4 控制域C
D7 传输方向位DIR
b) 传输方向位DIR应按以下规定执行:
1) DIR=0,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) DIV =1,表示此报文已被拆分为若干帧,接收后需要拼接。此时控制域C后增加一个字节,
D6 拆分标志位DIV D5~D4 帧计数位FCB D3~D0 功能码 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丢
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,若超
时未收到从动站的报文,或接收出现差错,则启动站将FCB减1,重复原来的发送/确认或者请求/响应,直到FCB值为0,表示本次传输服务失败。
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 =0,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=0)
功能码 0 1 2 帧类型 发送∕确认 查询∕响应帧 查询∕响应帧 命令 雨量参数 水位参数 5
分类 DBXX/ XXXXX—XXXX
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
表6 下行帧传输方向(DIR=1)
功能码 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 确认 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 自报帧 帧类型 认可 雨量参数 水位参数 流量参数 流速参数 闸位参数 功率参数 气压参数 风速参数 水温参数 水质参数 土壤含水率参数 蒸发量参数 报警或状态参数 统计雨量 备用 分类 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 查询∕响应帧 流量参数 流速参数 闸位参数 功率参数 气压参数 风速参数 水温参数 水质参数 土壤含水率参数 蒸发量参数 报警或状态参数 综合参数 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GB
2260—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。
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2) 终端、中继地址A2选址范围为000001H~1FFFFEH。1FFFFFH为广播地址,000000H为无效
地址。
表7 地址域A
地址域 行政区划码A1 终端、中继地址A2
表8 终端、中继地址A2
Byte2 Byte1 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 终端、中继地址A2 Byte3 D23 D22 D21 D20 D19 D18 D17 控制编码A3 终端、中继地址A2 表9 地址控制编码A3
D23 0 1
b) 第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
数据格式 BCD BIN 字节数 2 3 D1 D0 D16 D22 1 0 其它编码 D21 0 1 终端地址 中继地址 备 用 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 D5 D4 BYTE 1 BYTE 2 BYTE 3 BYTE4 BYTE 5 D7 D6 D3 D2 D1 D0 水位特征位 水文测站编码第8位(高位) 水文测站编码第6位 水文测站编码第4位 水文测站编码第2位 水文测站编码第7位 水文测站编码第5位 水文测站编码第3位 水文测站编码第1位(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+1。 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。
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