上海市水污染源在线监测系统通信技术规范.doc

1、I上海市水污染源在线监测系统通信技术规范（试行）Communication technical guidelines for wastewateron-line monitoring system in Shanghai（发布稿）2006-11-22发布 2006-11-22试行上 海 市 环 境 保 护 局 发 布目 次前言 .III1 范围 .12 引用标准 .13 定义 .13.1 污染源自动监控系统 13.2 信息综合子系统 13.3 数据收集子系统 13.4 数据采集传输仪 14 系统结构 .15 协议层次 .26 通讯协议 .36.1 应答模式 36.2 超时重发机制 36.2.1

2、 请求回应的超时 36.2.2 执行超时 36.3 通讯协议数据结构 (见图 4)46.3.1 通讯包结构组成（见表 2） .46.3.2 数据段结构组成（见表 3） .56.3.3 数据区 56.4 通讯流程 76.4.1 请求命令（四步或者三步）（见图 5） .76.4.2 上传命令（一步）（见图 6） .76.4.3 通知命令（两步）（见图 7） .76.5 代码定义 8附录 A （资料性附录） 循环冗余校验（ CRC）算法 11附录 B （规范性附录） 常用部分污染物编码表 12附录 C （规范性附录） 数据传输参数编码表（可扩展） 15图 1 数据收集子系统构成方式一 .2图 2 数

3、据收集子系统构成方式二 .2图 3 协议结构 .3图 4 通讯协议数据结构 .4图 5 通讯流程一：请求命令 .7图 6 通讯流程二：上传命令 .7图 7 通讯流程三：通知命令 .8表 1 缺省超时定义表 .4表 2 通讯包结构组成 .4表 3 数据段结构组成 .5表 4 字段对照表 .6表 5 系统编码表（可扩充） .8表 6 执行结果定义表（可扩充） .8表 7 请求返回表（可扩充） .9表 8 命令列表（可扩充） .9III前 言为了有效地指导污染源自动监控系统的建设，规范数据传输，提高各种环境监测仪器、传输网络和有关部门应用软件系统之间的互操作能力，特制定本规范。本规范规定了系统中上位

4、机和现场机之间数据通讯、控制和报警等信息的传输协议。本规范的附录 A、B、C、D 是规范的附录。本规范由上海市环境保护局提出并归口。本规范由上海市环境监测中心负责起草。本规范由上海市环境保护局负责解释。本规范为首次发布，自2006年11月22日起试行。当本规范与国家新颁布的相关标准有冲突时，以国家颁布的标准为准。1上海市水污染源在线监测系统通信技术规范（试行）1 范围本规范适用于上海市污染源自动监控系统数据收集子系统和信息综合子系统之间的数据交换传输。本规范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，本规范不限制系统扩展其他的信息内容，在扩展内容时不

5、得与本协议中所使用或保留的控制命令相冲突。根据通信技术的发展，本规范将适时修订。2 引用标准以下标准和规范所含条文，在本规范中被引用即构成本规范的条文，与本规范同效。RFC 826 ARP, RFC 791 IP, RFC 792 ICMP, RFC 768 UDP, RFC 793 TCP, RFC 1321 MD5, RFC 1497 BOOTP Extension, RFC1661 PPP, RFC 1700 Assigned Numbers, RFC 2131 DHCP, RFC 2637 PPTP 等IEEE 802.x 相关标准YD/T 1093-2000 900/1800MHz

6、TDMA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/T 1323-2004 接入网技术要求非对称数字用户环路（ADSL） YD/T 1334-2004 800MHz CDMA 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EIA RS-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 定义3.1 污染源自动监控系统由对污染源主要污染物排放实施监控的数据收集子系统和信息综合子系统组成。3.2 信息综合子系统安装在各级有关部门，有权限对现场机发出查询和控制等本规范规定

7、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、监控中心系统等。本规范简称上位机。3.3 数据收集子系统安装在污染源排放口现场，是污染治理设施的组成部分，用于监控污染源排污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自动监控仪器。本规范简称现场机。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、嵌入式计算机或可编程控制器等。4 系统结构污染源自动监控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，见图1。上位机通过传输网

8、络和现场机相互作用，交换数据、应答指令。数据收集子系统有两种构成方式：21）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图 1 数据收集子系统构成方式一2）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，挂接于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，见图2。本规范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 标准。上位机传输网络现场机图 2 数据收集子系统构成方式二5 协议层次现场机对上位机通讯接口应满足选定的传输网络的要求，本规范不作限制。本规范

9、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和上位机之间提供交互通讯。协议结构如下图3所示：监测仪器数据采集传输仪监测仪器 监测仪器监控仪器3上位机 现场机应用层基础传输层 基础传输层应用层图 3 协议结构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 的，此方式的使用建立在 TCP/IP 基础之上，其基础传输层就是 Internet 的TCP/IP（请求方是客户端Client，应答方是服务端Server）。如： 通用无线分组业务（Gerneral Packer Radio Service 缩写GPRS） 非对称数字用户环

10、路（Asymmetrical Digital Subscriber Loop 缩写ADSL） 码分多址(Code Division Multiple Access 缩写 CDMA)等2）非TCP/IP 的，此类方式的使用建立在点对点的通讯链路上，其基础传输层就是简单的点对点通讯链路。如： 公共电话交换网（Public switched telephone network 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。本规范体现通讯介质无关性。6 通讯协议6.1 应答模式完

11、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。6.2 超时重发机制6.2.1 请求回应的超时 在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。6.2.2 执行超时4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

12、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）见表1：表 1 缺省超时定义表通讯类型 缺省超时定义（ 秒） 重发次数GPRS 10 3 PSTN 5 3 CDMA 10 3 ADSL 5 3 短信 30 3 6.3 通讯协议数据结构 通讯协议数据结构见图 4。1 所有的通讯包都是由ACSII 码字符组成(CRC 校验码除外)。图 4 通讯协议数据结构6.3.1 通讯包结构组成通讯包结构组成见表 2。表 2 通讯包结构组成名称 类型 长度 描述包头 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

13、.3.3） 字符 0（ 回车、换5行）6.3.2 数据段结构组成数据段结构组成见表 3。表 3 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 4 PNUM 指示本次通讯总共包含的包数包号PNO 字符 4 PNO 指示当前数据包的包号系统编号ST 字符 5 ST= 系统编号, 系统编号见7.5 中系统编码表命令编号CN 字符 7 CN= 命令编号, 命令编号见7.5中命令列表访问密码 字符 6 PW= 访问密码设备唯一标识MN 字符 14 MN=监

14、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； 0 0 0 0 0 0 D A A： 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 09 时的超标突变SV22pH 下超标突变 SV22 污水 无 浮点 pH6 时的超标突变SV23超大流量数值 SV23 污水立

15、方米/小时整形瞬时流量超过该值时判断排放流量为异常大，此时将调整对污水测定频率。SV24启动最小流量 SV24 污水立方米/小时整形瞬时流量小于该值时时判断排放流量为异常小，此时将调整对污水测定频率。SV25流量突变低限 SV25 污水立方米/小时整形 瞬时流量突变最小判断低限设置值SV26C/T 开泵时间 SV26 污水 秒 整形 COD/TOC 开泵时间设置值SV27pH 开泵时间 SV27 污水 秒 整形 pH 开泵时间设置值SV28C/T 测量方式 SV28 污水 整形COD/TOC 测量方式，0 表示按照时间段进行测量，1 表示按照时间点进行测量。SV29站点电源状态 SV29 污水

16、 整形 0失电，1通电SV30站点手/自动状态 SV30 污水 整形站点状态切换，0手动，1自动SV31C/T 采样间隔 SV31 污水 分钟 整形COD/TOC 最小采样间隔,两次测量之间的最小间隔SV32大流量采间隔 SV32 污水 分钟 整形大流量情况下的两次采样测量之间的最小间隔SV33C/T 提前开泵时间 SV33 污水 分钟 整形 COD/TOC 提前开泵时间SV34C/T 超标误差 SV34 污水毫克/立方米整形 COD/TOC 超标值缓冲误差SV35停泵最小流量 SV35 污水立方米/小时整形按程序正常测量开泵后遇到流量变小时，为防止泵空转而停泵的最小流量SV36pH 超标误差

17、 SV36 污水 整形 设定 pH 超标值的缓冲误差SV37站点 C/T方式 SV37 污水 整形站点使用 COD 或 TOC 仪控制方式，1:COD 仪 2:TOC 仪21编码 名称 缩写 引用范围 单位 数据类 型 说 明SV38站点流量计 SV38 污水 整形站点流量计型号: 1:U53 2:SWP 3:KERONE 4:SWP COM以下 37 个参数为站点运行控制的输入参数（只写）SC01站点命令码 SC01 污水 无 整形站点命令码,bit0 表示站参数下载命令,bit1 表示站点时钟校准命令,bit2 表示站点 COD 采样时间设置参数下载,bit3 表示站点 COD 超标流程控

18、制参数下载.bit4 表示站招测状态切换,bit5 表示抓拍图片.bit6 表示站点全数据采集,SC02COD 下限设置 SC02 污水 Mg/l 浮点 设置站点 COD 报警下限SC03COD 上限设置 SC03 污水 Mg/l 浮点 设置站点 COD 报警上限SC04COD 死区设置 SC04 污水 无 整形站点 COD 值变化死区设定，以千分之为计量SC05pH 下限设置 SC05 污水 无 浮点 设定站点 pH 报警下限SC06pH 上限设置 SC06 污水 无 浮点 设定站点 pH 报警上限SC07 pH 死区 SC07 污水 无 整形 设定站点 pH 死区,以千分之为计量SC08瞬

19、时流量突变率 SC08 污水 无 整形瞬时流量突变,为最近一段时间（如 1 分钟）的流量均值比前一段时间的流量均值的增加量与前一段时间的流量均值的比值，以千分之为计量SC09 心跳间隔 SC09 污水 秒 整形 站点通信心跳数据包产生间隔时间SC10第二 IP地址 SC10 污水 无 字符串 站点通信第二 IP 地址SC11实时数据间隔 SC11 污水 分钟 整形 站点通信实时数据产生间隔设置值SC12历史数据间隔 SC12 污水 分钟 整形 站点通信历史数据产生间隔设置值SC13COD 一段时间 SC13 污水 分钟 整形设置 COD 测量下半夜时间段终止时刻，从零点整算起的分钟数来表示,例

20、如终止时间为 05:35 时表示成335SC14COD 二段时间 SC14 污水 分钟 整形设置 COD 测量日间时间段终止时刻，以从零点整算起的分钟数来表示，例如，当时间为 18:28 时表示成1108SC15COD 三段时间 SC15 污水 分钟 整形设置 COD 测量上半夜时间段终止时刻,表达方式同 SV13，现取固定值22编码 名称 缩写 引用范围 单位 数据类 型 说 明1440。SC16COD 一段间隔 SC16 污水 分钟 整形设置 COD 测量下半夜时间段段内采样间隔时间SC17COD 二段间隔 SC17 污水 分钟 整形设置 COD 测量日间时间段段内采样间隔时间SC18CO

21、D 三段间隔 SC18 污水 分钟 整形设置 COD 测量上半夜时间段段内采样间隔时间SC19COD 时间点 SC19 污水 分钟 整形站点 COD 测量时间点设置值，参见参数 sv19 的说明SC20COD 超标突变 SC20 污水 无 整形 COD 超标突变,以千分比计算SC21pH 上超标突变 SC21 污水 无 浮点 pH 上超标突变设置值SC22pH 下超标突变 SC22 污水 无 浮点 pH 下超标突变设置值SC23超大流量数值 SC23 污水立方米/小时整形瞬时流量超过该值时判断排放流量为异常大，此时将调整对污水测定频率。SC24启动最小流量 SC24 污水立方米/小时整形瞬时流

22、量小于该值时时判断排放流量为异常小，此时将调整对污水测定频率。SC25流量突变低限 SC25 污水立方米/小时整形 瞬时流量突变最小判断低限设置值SC26C/T 开泵时间 SC26 污水 秒 整形 COD/TOC 开泵时间设置值SC27pH 开泵时间 SC27 污水 秒 整形 pH 开泵时间设置值SC28C/T 测量方式 SC28 污水 整形COD/TOC 测量方式，0 表示按照时间段进行测量，1 表示按照时间点进行测量。SC29站点招测状态切换 SC29 污水 整形站点招测状态切换，0巡测，1招测SC30C/T 最小采样间隔 SC30 污水 分钟 整形COD/TOC 最小采样间隔,两次测量之

23、间的最小时间间隔SC31大流量采间隔 SC31 污水 分钟 整形大流量情况下的两次采样测量之间的最小间隔SC32C/T 提前开泵时 SC32 污水 分钟 整形 COD/TOC 提前开泵时间SC33C/T 超标误差 SC33 污水 整形 COD/TOC 超标误差SC34停泵最小流量 SC34 污水立方米/小 整形按程序正常测量开泵后遇到流量变小时，为防止泵空转而停泵的23编码 名称 缩写 引用范围 单位 数据类 型 说 明时 最小流量SC35pH 超标误差 SC35 污水 整形 设定 pH 超标值的缓冲误差SC36站点 C/T方式 SC36 污水 整形站点使用 COD 或 TOC 仪控制方式，1

24、:COD 仪 2:TOC 仪SC37站点流量计 SC37 污水 整形站点流量计型号: 1:U53 2:SWP 3:KERONE 4:SWP COM以下 4 个参数为站点运行控制的状态输出参数（只读）SS01 运行状态 SS01 污水 无 整形 站点运行状态,1=正常,2=异常SS02电源断电报警 SS02 污水 无 整形 站点电源状态,0=断电，1有电SS03站点手动状态 SS03 污水 无 整形站点手动/自动状态，0手动，1自动SS03站点招测状态 SS03 污水 无 整形 站点招测状态，0巡测，1招测以下 2 个参数为 pH 计的输出参数（只读）PV01 pH 测量值 PV01 污水无量纲

25、 整形 pH 测量值PV02pH 仪上的温度 PV02 污水摄氏度 整形 pH 仪上的补偿温度以下 3 个参数为堰槽流量计的输出参数（只读）FV01 瞬时流量 FV01 污水立方米/小时浮点 堰槽流量计输出的瞬时流量FV02 累计流量 FV02 污水立方米 整形 堰槽流量计输出的累计流量FV03 液位值 FV03 污水 毫米 整形 堰槽流量计输出的液位值以下 4 个参数为 TOC 仪的输出参数（只读）TV01TOC 测量值 TV01 污水 ppm 浮点 TOC 测量值TV02COD 换算值 TV02 污水 Mg/l 浮点 将 TOC 测量值换算后的 COD 数值TV03流路一单位 TV03 污

26、水 无 整型 1ppm，2ppbTV04流路一测定时间 TV04 污水 无 字符串 TOC 最后的测量时间以下 12 个参数为 TOC 仪的状态输出参数（只读）TS01流路一测量结果 TS01 污水 无 整形代表 TOC 是否有新的结果出现,0代表没有新的结果,1 代表有新的结果,当进行 TOC 测量时,如果最终产生了新的结果则该变量为 1TS02 流路一测 TS02 污水 无 整形 TOC 测量状态,0 代表等待状态,124编码 名称 缩写 引用范围 单位 数据类 型 说 明量状态 代表测量状态TS03流路一测量异常 TS03 污水 无 整形 TOC 测量异常,0:有异常,1:无异常TS04

27、 警报 A TS04 污水 无 整形 TOC 警报 ATS05 警报 B TS05 污水 无 整形 TOC 警报 BTS06 校正状态 TS06 污水 无 整形 校正状态:TS07催化再生结果 TS07 污水 无 整形催化剂再生结果：0=催化剂再生完成，1=催化剂再生进行。TS08测定开始命令结果 TS08 污水 无 整形COD 换算公式定命令结果, 0:执行命令；1:测定中；2: Not Ready；3:机器停止错误；-1:参数错误；-2:拒绝接受命令TS09时间设定命令结果 TS09 污水 无 整形时间设定命令结果,当 TOC 接收到时间设定命令之后返回的执行结果,详细数值如下: 0:执行

28、命令；1:测定中；2: Not Ready；3:机器停止错误；-1:参数错误；-2:拒绝接受命令TS10校正开始命令结果 TS10 污水 无 整形校正开始命令结果,当 TOC 接收到校正命令之后返回的执行结果,其具体数值如下: 0:执行命令；1:测定中；2: Not Ready；3:机器停止错误；-1:参数错误；-2:拒绝接受命令TS11催化剂再生命令结果TS11 污水 无 整形催化剂再生开始命令结果,当 TOC接收到催化剂再生命令之后返回的操作结果: 0:执行命令；1:测定中；2: Not Ready；3:机器停止错误；-1:参数错误；-2:拒绝接受命令TS12COD 换算公式命令执行结果T

29、S12 污水 无 整形测定开始命令结果,当 TOC 接收到测定命令之后,TOC 测定仪的命令执行结果:其具体含义如下: 0:执行命令；1:测定中；2: Not Ready；3:机器停止错误；-1:参数错误；-2:拒绝接受命令以下 7 个参数为 TOC 仪的输入参数（只写）TC01 测定开始 TC01 污水 无 整形 TOC 测定开始命令 1:TOC 测量开始TC02测定流路号 TC02 污水 无 整形 TOC 仪器所使用流路号（16 号）TC03COD 换算公式 TC03 污水 无 整形COD 换算公式的设定命令 1:设定COD 换算公式25编码 名称 缩写 引用范围 单位 数据类 型 说 明

30、TC04COD 公式定数 TC04 污水 无 浮点 COD 换算公式常数项TC05COD 公式比例 TC05 污水 无 浮点 COD 换算公式比例项TC06校正开始命令 TC06 污水 无 整形 时间设定命令 1:更改设备时间TC07设备时间设定 TC07 污水 无 字符设置到 TOC 设备的时间 格式:YYYY-MM-DD HH:MM:SSTC08催化再生命令 TC08 污水 无 整形 TOC 催化剂再生命令以下 2 个参数为自动采样器的输出参数（只读）SAV01 COD/TOC样品瓶号 SAV01 污水 无 整形表示最后一次采样的 COD/TOC 样品自动采样器瓶号SAV02pH 样品瓶号 SAV02 污水 无 整形表示最后一次采样的 pH 样品自动采样器瓶号以下 2 个参数为关于自动采样器的输入参数（只写）SAC01采集COD/TOC样品SAC01 污水 无 整形当 SAC01 等于 1 时,COD/TOC 自动采样器抽取一瓶样品SAC02采集 pH样品 SAC02 污水 无 整形当 SAC02 等于 1 时,pH 自动采样器抽取一瓶样品