DB51-T 2997-2023四川省水文数据通信传输指南

ICS07.060CCSICS07.060CCSA40四 川 省 地 方 标 准DB51/T2997—2023四川省水文数据通信传输指南GuidelinesforhydrologicaldatatransmissionofSichuan20232023020720230408四川省市场监督管理局发布目 次前言 II引言 III112范引文件 13语定义 14号缩语 25体则 36信式 37码则 58输则 7附录A（料）标符编码 10附录B（料）报帧异类代码 15前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件起草单位：四川省水文水资源勘测中心、四川省水利科学研究院。本文件主要起草人：赵国茂、蒋吉发、王正勇、常亮、刘双美、常高松、刘飞、康一彬、李道彬、宋浩宇、陈涛、杨中凤、卢鑫。本次为首次发布。引 言四川省水文数据通信传输指南范围理。（GB/T7665-2005传感器通用术语GB/T19705水文仪器信号与接口GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T27994-2011水文自动测报系统设备通用技术条件GB/T41368-2022水文自动测报系统技术规范GB/T50095-2014SL/T213-2020水利对象分类与编码总则SL330-2011水情信息编码GB/T7665-2005、GB/T41368-2022、GB/T50095-2014界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1水文要素hydrologicelement构成某一地点或区域在某一时间的水文情势的主要因素，是描述水文情势的主要物理量，包括各种GB/T50095-2014，2.3.2]3.2水文数据hydrologicdataGB/T50095-2014，5.1.1]3.3水文自动测报系统hydrologicdataauto-acquisitionandtransmissionsystemGB/T41368-2022，3.1]3.4测区surveyingareaGB/T41368-2022，3.2]3.5遥测站remotetelemetrystation为收集监测数据而在特定场所设立的，能按照预设指令或响应远程控制指令自动完成数据采集、存GB/T41368-2022，3.3]3.6中心站centerstation在水文自动测报系统中，负责实时数据收集、处理和发布，并根据需要能对遥测站进行遥控/遥调的控制中心。[来源：GB/T41368-2022，3.6有修改]3.7传感器transducer/sensor能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。[来源：GB/T7665-20053.1.1]3.8遥测终端机remoteterminalunit(RTU)能自动完成水文(水情、水资源)参数的采集、存储、传输和控制的装置，也可称为遥测数传仪、数据采集器。[来源：GB/T27994-2011，3.1]3.9标识符identifier指编码中规定表示某种要素或现象的代码，易于计算机和人工识别处理的符号，采用大写英文字母SL330-2011，0系统属主码systemaccidentalcode下列符号及缩略语适用于本文件。TCP/IP：传输控制协议/网际协议（TransmissionControl/InternetProtocol）MODBUS：一种工业领域的串行通信协议标准UDP：用户数据报协议（UserDatagramProtocol）BDS：中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem）NB-IoT：窄带物联网(NarrowBandInternetofThings，NB-IoT)3G、4G、5G：分别为第三代、第四代、第五代移动通信技术的简称LoRa：远距离无线电(LongRangeRadio)HTTP：超文本传输协议(HypertextTransferProtocol)HTTPS：安全超文本传输协议(SecureHypertextTransferProtocol)FTP：文件传输协议（FileTransferProtocol）PSTN：公用电话交换网(PublicSwitchTelephoneNetwork)RS-485/422：一种串行通信传输接口的俗称（RecommendedStandard-485/422）SDI-12：1200波特数字串行接口（SerialDigitalInterface-12）RS-232C：一种串行通信传输接口的俗称（RecommendedStandard-232C）MODBUS-TCP/IP：将Modbus协议运行在TCP/IP网络上的一种协议WiFi：Wi-Fi联盟制造商的商标，是一种基于IEEE802.11标准的无线局域网技术Bluetooth：一种便携式设备短距离、低成本的无线连接技术，使用免申请的2.4G频段，传输速率432KbpsZigBeeMessageQueuingTelemetryTransport)CoAP（TheConstrainedApplicationProtocol）UDPASCII：信息交换标准码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）GSM：全球移动通信系统（GlobalSystemforMobilecommunication）统一性统一性遥测站至中心站、传感器与遥测终端机之间的数据传输宜采用统一的编码规则和传输规约。安全性有信息传输安全要求的系统，宜在统一数据传输规约基础上增加信息加密传输编码或技术措施。扩展性可靠性6通信方式BDS无线网桥或光纤等。遥测站遥测站遥测站遥测站中心站——采用移动通信信道时：4G、5G信道，宜使用HTTP/HTTPS、FTP协——采用BDS通信信道时，根据实际情况确定下列主要指标：BDSBDS——采用有线通信信道时：采用PSTN6.2传输速率根据不同应用场景，推荐传输速率采用以下指标：9600bps9600bpsNB-IoT数据传输速率(接口速率)选用9600bps；BDS1Mbps——串行数字通信的速率宜在1200bps至9600bps之间选择。3G4G5GNB-IoT和BDSLoRa1 —为有线信道„为无线信道图1遥测站与中心站组网示意图6.3.2传感器与遥测终端机通信遥测终端机（遥测终端机（RTU）传感器传感器传感器—为有线信道„为无线信道图2传感器与遥测终端机通信示意图RS-485/422SDI-12RS-232CGB/T19705遥测终端机应满足以下要求：——具有输入信号接口，可选配输出信号接口；——输出信号用于数字量、模拟量和开关量。传感器与遥测终端机通信协议:——串行口通信宜采用MODBUS-RTU、SDI-12等协议;——输出信号用于数字量、模拟量和开关量。传感器与遥测终端机通信协议:——串行口通信宜采用MODBUS-RTU、SDI-12等协议;——网络接口通信宜采用MODBUS-TCP/IP协议;WiFi、LoRa、Bluetooth、ZigBeeMQTT、CoAP——外围设备与遥测终端机之间通信的接口信号可采用开关量、模拟量或数字量；——模拟量宜采用4mA～20mA，1V～5V；6.4信息安全设置6.4.1站。.3在具有信息安全需求的应用场景中，遥测站的传输报文可由遥测终端机安全处理后发送至中心遥测接收中心站宜设置在四川省水行政主管部门或其直属单位的数据接收中心。中心站网络安全等级不宜低于GB/T22239-2019规定的二级。7编码规则ASCII。标识符后的操作数：——为字符串时，一般由可显示ASCII字符构成，其中的英文字母为大写；——为数值时，用整数表示，如果数值为负数，需在数值前加“-”；——为CtrlData时，用HEX表示；——为空时，只有控制类标识符NN、OK无操作数；STNNOKERDIDCCNRF（）”（/nnn0B8210由6位行政区划码加4位序号码构成10位水资源站码，水资源站码无系统属主码。遥测终端机应支持SL/T213-2020中的监测站代码。校验码ASCII“jk“np将报文帧“校验码”前（包括密码，但不包括校验码本身）（）（4两0”）；6161H报文帧结构由帧头、帧信息体、帧校验码、帧尾组成：“ST——帧信息体为数据传输的主要内容，形如：标识符+空格+操作数；——帧校验码为两个可显示的ASCII字符；“NN报文帧结构如示例所示。示例：ST+＜空格＞+＜遥测站码＞+＜空格＞+＜标识符＞+＜空格＞+＜操作数＞＜空格＞+帧校验码CS+帧尾码NN数据帧数据帧是最基本的报文帧，用于遥测站各类采集数据的传输。指令帧参数帧参数帧也称“设置/修改”帧。是自动测报系统中用于中心站修改遥测站工作参数的报文帧。注册帧“注册帧”是自动测报系统中用于遥测站向中心站进行注册所发送的报文帧。测试帧确认帧“确认帧”分为中心站接收到正确信息的确认，以及接收到有误信息的提示。心跳帧（VHF））30ms；100ms；（CS）8:0051数据采集后的发送应符合以下要求：（30ms；100ms；（。信息接收应符合以下要求：OKER<d（20））（不遥测站收到中心站主动查询（召测）指令后，遥测站应返回所查询（召测）的内容。满足下列条件之一的宜在系统中所有中心站进行注册：——当遥测站现场安装完成；——已有遥测站改变通信号码；——遥测站站码变动；——遥测站位置发生变动；——RTU软件升级更新。（RF附录A（资料性）标识符编码标识符编码见表A.1。表A.1标识符编码序号分类要素名称标识符操作数说明1监测类水位Z<mn>d“m”为断面类型，取值0～9、A～F；“n”为传感器序号，取值1～9、A～F；“d”为水位数据，单位为0.01m2雨量PN<m>d1…dn“m”051030；d1dnm“”个雨量值，单位为0.1mm3累计雨量RCd“d”单位为0.1mm4土壤墒情M<n>d“n”102030406080为埋深<n>厘米处的土壤墒情，单位为‰5地下水埋深GBDd“d”为地下水埋深值，单位为cm6地下水温度GTd“d”0.1℃7时段蒸发量EDd“d”为时段蒸发量，单位为0.1mm8日蒸发量DYEd“d”为日蒸发量，单位为0.1mm9蒸发液位高EWGd“d”为蒸发器液位高，单位为0.1mm10蒸发排水量EWDd“d”为时段累计排水量，单位为0.1mm11蒸发补水量EWSd“d”为时段累计补水量，单位为0.1mm12河(渠)道流量Q<mn>d“mn”同“Z<x><mn>”中定义，“d”为流量数据，单位为0.001m3/s13堰闸流量QA<nn>d“nn”为堰闸编号，取值为01～99；“d”为流量数据，单位为0.001m3/s14电功率流量QE<nn>d“nn”为发电组编号，取值为01～99；“d”为流量数据，单位为0.001m3/s15小时流量QH<nn>d“nn”为流量传感器号，取值为01～20；“d”为流量数据，单位为0.001m3/h16累计水量WA<nn>d“nn”为流量传感器号，取值为01～20；“d”为水量数据，单位为0.1m317发电机出力GEN<nn>d“nn”为机组编号；“d”为发电机出力，单位为0.001KW表A.1标识符编码（续）18地表水温度WTd“d”为水温数据，单位为0.1℃19PH值PHd“d”为PH值，单位为0.0120溶解氧DOXd“d”为溶解氧值，单位为0.01mg/L21电导率ECd“d”为电导率值，单位为0.1μs/cm22浊度TCd“d”为浊度值，单位为1度23高锰酸盐指数MNOd“d”为高锰酸盐指数值，单位为0.1mg/L24氨氮NHNd“d”为氨氮值，单位为0.01mg/L25总磷TPd“d”为总磷值，单位为0.001mg/L26总氮TNId“d”为总氮值，单位为0.01mg/L27叶绿素αCHAd“d”为叶绿素值，单位为0.01μg/L28闸门开度GH<nn>d“nn”为闸门号，取值为01～99；“d”为闸门开度，单位为0.01m29实测流速V<nn>d“nn”00～99，nn取“00”nn进，“d”nn进；“d”0.001m/s30过水断面面积A<nn>d“nn”01“01”断面面积，单位为0.01m231图片传输PIC<nn>CtrlData“nn01～99；“d”为HEX图像，中间无空格32通信卡号CC<n>d“n”表示通信卡种类，取值1～9，1为移动通信卡，2为北斗通信卡；“d”为“n”对应的通信卡号码33水位传感器读数ZR<mn>d“mn”和“d”同“Z<x><mn>”中定义表A.1标识符编码（续）34测流传感器运行状态F<nn>d“nn”0～20d”为测流方式，取值为1～9935数据存储器指针MLd“d”为遥测站终端数据存储指针当前值36数据存储器余量MFd“d”为数据存储器当前剩余空间的整k字节数，当剩余空间不足1k时，该数据为037蓄电池电压BVd“d”为蓄电池的当前电压值，单位为0.1V38太阳能电池电压SVd“d”为太阳能电池的当前电压值，单位为0.1V39传感器端工作电压FV<nn>d“nn”为传感器电源当前电压值，单位为0.1V40环境温度ETd“d”为遥测终端监测到的环境温度，单位为0.1℃41信道场强指标SI<n>ddnGSM信道0～31；SI21～60～442互联网目标地址HOST<n>d“n”IP地址与端口号用“:”分隔43域名服务器地址DNS<n>d“d”为域名服务器在互联网上的固定IP地址44GSM目标地址GSM<n>d“n”取值1～5，为以GSM短信传输的地址序号；“d”为n指定序号目标的地址码45“北斗”卫星目标地址BD<n>d“n”“d”为n指定序号目标的接收机卡号46雨量传感器分辨力RDd“d”为所使用雨量传感器的分辨力，单位为0.1mm47水位传感器基数ZJ<mn>d“mn”、“d”同“Z<x><mn>”中定义48水位传感器读数转换系数ZT<mn>d“mn”同“Z<x><mn>”中定义；“d”为将传感器计数转换为以：“厘米”为单位的乘常数，计算方法见：ZF说明49水位计算公式定义ZF<mn>c“mn”同“Z<x><mn>”中定义；c=1“+”c=2时，取Z<mn>=ZJ<mn>±ZR<mn>×ZT<mn>/1000表A.1标识符编码（续）50RTU参数被修改标志RFd“d”为被修改的参数个数51软件版本号VERmn“m”为本文件的标准编号，“n”为RTU软件的厂商版本号52东经ELd“dMMSSD为3MM230.1053北纬NLd“d”取值DDMMSSS，DD为2位度数，其余同“EL”中定义54帧头STd“d”为遥测站码55帧尾NN无56水位发送控制Z<x><mn>d“x”Bmn的同ZA<mn>＜Z<x><mn>”中定义，“d”cm57水位发送时间间隔控制DZ<x><mn>d“x”、“m”、“n”同“Z<x><mn>”中定义；DZA<mn>＞DZB<mn>＞DZC<mn>“d”为设定发送间隔的分钟数58ZQd“d”为时段内水位合理变幅控制值，单位为cm59DQd“d”5大于60分钟以8时起算60DPd“d”为设定采集发送间隔的分钟数，为5的倍数，大于60分钟以8时起算61短视频召测CMR<nn>d“nn”为2位摄像传感器号，取值01～20；d为上传视频时长≤60秒，取值01～6062雨量加报控制PId“d”为5分钟时段雨量值增量，当5分钟时段采集量≥d则增加一次雨量报发送。63通信数据包计数DCd“d”取值0～999964通信查询流水号CNd“d”取值0～99999965信道模块优先级CP<x>dx＝1GSMx=2为“北斗”x=43G/4G/5Gx1d取0时为对应模块未安装或未启用表A.1标识符编码（续）66程序包传输CODECtrlData“CtrlData”同“PIC<nn>”定义67数据包拆分DId“d”取值0或1，0表示后续无数据包，1表示后续有数据包68密码PWd“d”为6位数字码69密码序号PWNd“d”为密码序号，取值0～999970中心站确认OK无该标识符无操作数71错误信息应答ERd“d”为RTU或中心站发现的第一个错误类型（72年份YRd“d”