GB∕T 34428.1-2017 高速公路监控设施通信规程 第1部分：通.用规程

ICS93.080.30GB/T34428.1—2017CommunicationrulesofthedevicesIGB/T34428.1—2017前言 12规范性引用文件 1 14一般要求 2 36信息编码 6附录A(规范性附录)数据校验算法 附录B(资料性附录)通信功能与适用通信流程之间的对应关系 附录C(规范性附录)通用信息编码取值及格式通用性 附录D(资料性附录)编码示例 附录E(规范性附录)设备故障代码定义 ⅢGB/T34428.1—2017 本部分为GB/T34428的第1部分。1GB/T34428.1—2017高速公路监控设施通信规程第1部分：通用规程2规范性引用文件GB/T1988信息技术信息交换用七位编码字符集GB/T2311信息技术字符代码结构与扩充技术GB/T11383信息处理信息交换用八位代码结构和编码规则外场设施fielddevices安装于监控中心、分中心、监控站，用以向监控设施发送信息，并采集监控设施反向发送信息的设备。2GB/T34428.1—2017探询enquiry通信的一方对另一方发出的信息文电，请求对方发送数据或者状态信息。通信的一方对另一方按一定周期发出的信息文电，另一方以此判断心跳信息发出者是否在运行或者通信连接是否正常。心跳信息无需回复应答信息或数据信息。4一般要求4.1通信方向在本部分中规定上位机为上、监控设施为下，以此界定传输方向。上位机向监控设施传输信息为下4.2通信方式4.2.1监控设施与上位机之间的通信，应采用串行通信或TCP/IP方式。4.3功能要求监控设施与上位机之间的通信过程所支持的功能包括：a)上位机采集数据。b)上位机下发控制指令。c)上位机判断连接状态。d)上位机获取设施状态信息。e)上位机下发设置和参数信息。f)上位机获取设施设置和参数。g)时钟同步：1)应保证实现监控设施与上位机之间的时钟同步。对交通和环境数据采集类的设备，应保2)串行通信模式下可根据需要选择在上位机控制下的时钟同步，或由监控设施发出请求与上位机进行时钟同步。3)TCP/IP通信模式下宜采用NTP协议进行时钟同步。4.4差错控制4.4.1应采用增加校验来进行传输过程中的差错控制。可根据具体情况选择是否采取校验，如果采取a)在TCP/IP通信模式下，采用TCP/IP协议的底层校验机制；b)在串行通信模式下，采用CRC校验(循环冗余校验，校验方法见附录A)。4.4.2串行通信数据包长度宜不超过2K字节，TCP/IP通信数据包长度宜不超过64K字节。3GB/T34428.1—20175数据通信流程采用。5.1.2通信功能与适用通信流程类型的对应关系参见附录B。TCP的KeepAlive机制保持对TCP连接状态的检测。当出现通信线路中断、通信一方停机或软件退5.1.6基于非连接的TCP/IP通信模式分为上位机监听模式和上位机探询模式。上位机监听模式下，探询流程的数据通信流程分为正常流程和异常流程(见图1)。异常流程条件下，采用3次恢复尝试的恢复规程，3次均为无反向信息文电或错误信上位机监控设施上位机监控设施探询信息数据信息应答信息(可选)4GB/T34428.1—2017上位机探询信息错误数据信息/无数据信息探询信息错误数据信息/无数据信息探询信息错误数据信息/无数据信息上位机异常流程——上位机发起探询探询信息错误数据信息/无数据信息探询信息错误数据信息/无数据信息探询信息错误数据信息/无数据信息d)异常流程——监控设施发起探询图1(续)5.3直接传输数据流程直接传输数据通信流程分为正常流程和异常流程(见图2)。异常流程条件下，采用3次重复执行的恢复流程，3次均为无效应答或无应答，通信结果为失败。信息文电a)正常流程1(下发)图2监控设施直接上传数据通信流程5GB/T34428.1—2017上位机心跳流程用于判定设备是否运行正常或通信链路是否正常，监控设施定时上传心跳信息，如上位机3个周期未收到心跳信息则判定为连接异常。心跳通信流程见图3。6GB/T34428.1—2017上位机监控设施心跳信息6信息编码6.1编码类型6.1.1高速公路监控设施在与上位机通信过程中，应采用ASCⅡ码组编码或XML编码。6.1.2当通过串行通信时宜采用ASCⅡ码组编码，通过TCP/IP方式通信时可在二者中进行选择。6.2通信控制信息类型编码信息和心跳信息。其中数据信息是指承载业务数据的信息包，业务数据包括设备状态数据、设备检测数息类型编码见表1。表1通信控制信息类型编码信息类型代码信息基本类型1探询信息2数据信息3应答信息4心跳信息6.3数据信息分类数据信息是数据传输的有效载荷，为获取某类数据，或数据包中包含该类数据，或对该类数据进行其分类编码见表2。表2数据信息分类编码数据信息分类代码数据信息分类备注1当前数据采集到的最新数据或下发的控制指令数据2设备状态设备当前运行的状态数据3历史数据设备采集到并存储的历史数据4校时信息上位机发出的校时数据5传送文件传送播放表文件或图片文件6参数数据各类运行参数数据当前数据由监控设施上传上位机时，正文部分为采集到的最新数据；当数据由上位机下发监控设施7GB/T34428.1—20176.4设备类型编码为区分针对不同设备的编码，应采用设备类型编码进行识别，设备类型编码见表3。表3设备类型编码类型代码设备名称类型代码设备名称车辆检测器外场控制器能见度检测器风机可变情报板风速风向可变限速标志光强紧急电话横洞防火门摄像机消防水泵事件检测器隧道照明气象检测器火灾报警一氧化碳检测器车速反馈标志烟雾/粉尘浓度检测器地图板车道控制灯隧道环境检测器通行信号灯6.5扩展分类编码为便于在上述通信控制信息类型、数据信息分类基础上进一步细分信息类型，应使用附加扩展分类合区分具体编码格式。扩展分类编码取值为0～255。取值为0时表示该编码格式为本部分中规定的编码格式，为1～255时为对应各类设备的扩展编码，具体在GB/T34428的各部分中予以规定。6.6ASCⅡ码组编码选用ASCⅡ码组编码方式时，信息文电的字符采用GB/T1988中规定的编码字符，同时采用按照GB/T11383和GB/T2311规定和扩充的编码图形字符集。串行通信中的传输控制功能，是采用GB/T1988规定的传输控制字符及某些控制序列完成。本部共8个传输控制字符作为基本传输控制字符，定义如下：a)SOH——标题开始，十六进制数01H,用作信息文电标题的第一个字符，表示标题开始的传输控制字符。b)STX——正文开始，十六进制数02H,用作引出正文并且结束标题的传输控制字符。c)ETX——正文结束，十六进制数03H,用作结束一个正文的传输控制字符。d)ENQ询问，十六进制数05H,用作请求对方提供数据或应答的传输控制字符。8GB/T34428.1—2017e)ACK——确认，十六进制数06H,作为肯定应答的传输控制字符。f)DLE数据链转义，十六进制数10H,改变有限个后随字符含义的传输控制字符。g)NAK否认，十六进制数15H,作为否定应答的传输控制字符。h)ETB码组传输结束，十六进制数17H,表示信息码组结束的传输控制字符。当传送的信息文电分成若干码组时，用ETB表示信息码组传输结束。i)CAN——取消，十六进制数18H,表示信息码组取消的传输控制字符。6.6.3非编码独立的信息文电若监控设施采用非编码独立的信息文电，在信息文电中如果出现与6.6.1中规定的基本传输控制字符相同的字符时，则应在该字符前增加DLE进行转义，以与基本传输控制字符做区别。6.6.4编码独立的信息文电DLESOH代替SOH作为标题开始控制字符，使用DLESTX代替STX作为正文开始控制字符，使用a)DLESOH——在编码独立的信息文电中，用作标题开始的传输控制字符序列；b)DLESTX——在编码独立的信息文电中，用作标题结束和正文开始的传输控制字符序列；c)DLEETX——在编码独立的信息文电中，用作正文结束的传输控制字符序列；d)DLEETB——在编码独立的信息文电中，用作信息码组结束的传输控制字符序列。与控制字符重复的字符的处理若监控设施采用编码独立的信息文电，信息文电中出现与DLE相同的字符，遵循如下原则处理：a)发送过程中，信息文电中如出现DLE字符，发送时应在和它相邻的位置再插入一个DLE;b)接收过程中，将DLESOH作为编码独立的标题开始，将DLESTX作为编码独立的正文开始及标题结束；当发现双重的DLE时，应删掉一个DLE,而把另一个DLE看作数据，并且应继续检查后面数据以便发现新的DLE序列；在紧靠DLEETB或DLEETX之前没有奇数个DLE字符时，则应将此序列看成是编码独立的信息文电的传输结束字符序列。6.6.5一般要求信息文电由标题和正文组成。正文是要传送的信息，标题是与正文传送和处理有关的一些辅助信文电或信息码组采用4种基本格式(见图4～图7)。图4非独立编码独立的单码组或多码组传输最后一帧的信息文电格式图5非编码独立的多码组传输非最后一帧的信息文电格式9图6编码独立的单码组传输或多码组传输的最后一帧信息文电格式DSEHHEADING(标题)…DSLTTEXT(正文)图7编码独立的多码组传输的非最后一帧的信息文电本部分中标题数据块(HEADING)的定义见表4。表4标题数据块(HEADING)的定义序号名称长度/字节1码组序号1单码组传输时为十六进制00H,多码组传输为01H～FFH,为本码组序号的十六进制值2信息类型1编码类型值见表1,取值为十六进制3数据类型1编码类型见表2,取值为十六进制4设备分类1设备类型编码见表3,取值为十六进制5扩展类型1编码取值见附录C6设备地址1当多个设备使用同一串口，或同一IP地址时，对单个设备定位，从1开始编码，广播地址为十六进制FFH(对单一设备独占一个串口或IP地址的也使用FFH)7正文长度2从STX至ETX(或ETB)之间(不计STX和ETX或ETB)的信息文电正文的字节数，先传高位，后传低位。均为十六进制值ASCⅡ码组编码示例参见附录D。6.6.6部分通用信息编码格式一般要求本部分列出以ASCⅡ码组编码的部分通用型信息正文(TEXT)部分的格式。标题部分格式相同，应按照附录C规定取值。探询信息探询信息包括探询当前数据、历史最早单条未上传数据、当前设备状态等数据信息，以ASCⅡ码组形式编码的正文部分格式见表5。表5ASCⅡ码组探询信息——正文部分的定义序号含义取值1正文正文取值为ENQ(探询),取值为05HGB/T34428.1—2017该信息用于探询获取一段时间内的历史数据，信息的正文部分定义见表6。表6ASCⅡ码组历史时段内数据探询信息——正文部分的定义序号含义长度/字节1数据起始时间一年2取当前日期中年份，先传高位，后传低位2数据起始时间一月11～12,取当前日期中的月份3数据起始时间一日11～31,取当前日期中的日4数据起始时间一时10～23,取当前时间中的小时5数据起始时间一分10～59,取当前时间中的分钟6数据起始时间一秒10～59,取当前时间中的秒7数据截止时间一年2取当前日期中年份，先传高位，后传低位8数据截止时间一月11～12,取当前日期中的月份9数据截止时间一日11～31,取当前日期中的日数据截止时间一时10～23,取当前时间中的小时数据截止时间一分10～59,取当前时间中的分钟数据截止时间一秒10～59,取当前时间中的秒以ASCⅡ码组形式编码的应答信息编码的正文部分定义见表7。表7ASCⅡ码组应答信息——正文部分的定义序号正文取值1正文取值为ACK(肯定应答),数据接收成功且执行正常2正文取值为NAK(否定应答),表示数据不完整或校验失败3正文取值为CAN(取消),表示数据接收成功但执行失败以ASCⅡ码组形式编码的心跳信息编码的正文部分定义见表8。表8ASCⅡ码组心跳信息——正文部分的定义序号含义取值1正文正文取值为ACK(肯定应答),取值为06H以ASCⅡ码组形式编码的校时信息的正文部分定义见表9。GB/T34428.1—2017表9ASCⅡ码组编码的校时信息正文部分的定义序号含义取值1年(高字节)当前日期中的年份值的高字节2年(低字节)当前日期中的年份值的低字节3月即1～12,取当前日期中的月份4日即1～31,取当前日期中的日5时即0～23,取当前时间中的小时6分即0～59,取当前时间中的分钟7秒即0～59,取当前时间中的秒设施位置信息包含道路编号和桩号信息。ASCⅡ码组编码的设施位置信息数据的正文部分定义见表10。表10设施位置信息——正文部分的定义序号含义长度1道路编号不定长设施所在道路的编号2分隔符1取值为“回车”(ODH)用于分隔上下文3设施桩号不定长桩号字符串，按照“K[公里数字字符串]+[米数字字符串]”的格式编码，其中米数字字符串为3个字符，长度不足的以字符‘O’补齐设备状态数据的正文部分编码格式见表11。表11设备状态数据的正文部分的定义序号名称长度/字节1设备状态4先传高位，再传低位。由低到高，每1位对应一种状态，0为正常，1为故障，状态定义见附录E2控制器状态4先传高位，再传低位。由低到高，每1位对应1个控制器，0为正常，1为故障，控制器编号由用户自定义3传感器状态4先传高位，再传低位。由低到高，每1位对应1个传感器，0为正常，1为故障，传感器编号由用户自定义4状态描述不定长由车辆检测器产生，以文本形式描述工作状态及各传感器状态ASCⅡ码组编码的检测周期设定的信息正文部分的定义见表12。GB/T34428.1—2017表12检测周期设定的信息正文内容序号长度/字节1取样周期2单位为秒(s)6.7XML编码以XML文件格式进行信息交换的数据基于XML(ExtensibleMarkupLanguage)规范，采用XMLSchema技术作为对象的文档结构定义标准。6.7.2XML编码构成c)XML规范包头定义；文档声明定义用于数据接口交换的文档应遵循XML1.0版<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>名称空间定义<xs:schemaxmlns=""xmlns:xs="/2001/XMLSchema"targetNamespace=""elementFormDefault="qualified"attributeFormDefault="unqualified">定义作为目标名称空间声明(在实际使用中，字符xyz可以被替换为通信双方约定的自定元素及其子元素将被以缺省方式放到目标命名空间中。〈TSC_COMMxmlns:xsi="http://wxsi:schemaLocation="example,xsd"xmlns="">字段元素命名采用“HEADING”。<xs:elementname="HEADING">GB/T34428.1—2017<xs:element《xs:element<xs:element</xs:sequence></xs;complexType〉name="PackID"/>name="InfoType"/>name="DataType"/>name="DeviceType"/>name="ExtendInfoType"/>name="DeviceAddr"/></xs:element>据类型(DataType)、设备类型(DeviceType)、扩展信息类型(ExtendInfoType)、设备地址(DeviceAddr)以上各XML数据项的定义见表13。表13XML编码标题(HEADING)的定义序号含义取值说明1码组序号单码组传输时为0,多码组传输为1～2552信息类型编码类型值见表13数据类型编码类型见表24设备分类设备类型编码见表35扩展类型通信协议扩展类型6设备地址当多个设备使用同一串口，或同一IP地址时，对单个设备定位，从1开始编码，广播地址为255(对单一设备独占一个串口或IP地址的也使用255)<xs;elementname="TEXT">《xs:complexType></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>〈xs:elementname="TEXT">〈xs:complexType〉<xs:element《/xs:sequence〉</xs:complexType〉name="Command"type="xs:unsignedByte"/>GB/T34428.1—2017</xs:element>其中Command数据项取值见表14。表14XML正文数据取值说明序号信息类型取值(含义)1当前数据探询信息5(探询ENQ)2应答信息6(肯定应答ACK)、21(否定应答NAK)3心跳信息6(肯定应答ACK)XML编码示例参见附录D。〈xs:elementname="TEXT">〈xs:complexType)〈xs:elementname="StartDateTime"type="xs:dateTime"/>〈xs:elementname="EndDateTime"type="xs:dateTime"/></xs:sequence〉</xs:complexType></xs:element〉〈xs:elementname="TEXT">〈xs:complexType〉<xs;elementname="DateTime"type="xs:dateTime"/></xs:sequence></xs:complexType></xs:element)〈xs:elementname="TEXT">〈xs:complexType)<xs;elementname="Road"type="xs:string"/>name="Stake"type="xs:string"/>GB/T34428.1—2017</xs:sequence〉</xs:complexType></xs:element>其中Road为设施所在道路的编号；Stake为设施的桩号字符串。XML编码的设备状态数据的正文部分格式如下：<xs:elementname="TEXT">〈xs:complexType〉〈xs:elementname="DeviceStatus"type="xs:unsingedInt"/>〈xs:elementname="ControllerStatus"type="xs:unsingedInt"/>《xs:elementname="SensorStatus"type="xs:unsingedInt"/>〈xs:elementname="StatusDesc"type="xs:string"/></xs:sequence></xs:complexType)</xs:element>工作状态(DeviceStatus)、控制器状态(ControllerStatus)和传感器状态(SensorStatus)均为32位整型，状态描述(StatusDesc)为字符串类型。这4项数据的定义与ASCⅡ码组编码中一致。XML编码的检测周期设定的信息正文内容如下：<xs:elementname="TEXT"></xs:sequence)</xs:complexType>name="Interval"type="xs:unsignedShort"/></xs:element>其中取样周期(Interval)为整数，单位为秒(s)。GB/T34428.1—2017(规范性附录)A.1循环冗余校验(CRC)CRC校验是在发送的信息文电后面附加一个按照预定规则生成的码组校验序列BCS。接收端根据相同的规则，对接收到的信息文电进行校验以便发现差错。CRC校验遵循如下使用规则：a)码组校验序列BCS由2个字节(16位)构成。b)码组校验序列BCS应紧跟在ETX(或DLEETX)或ETB(或DLEETB)之后发送，ETX(或DLEETX)或ETB(或DLEETB)和BCS之间不允许插入任何其他字符。d)CRC校验使用的生成多项式为：p(X)=X¹⁶+X¹²+X⁵+1e)码组校验序列BCS是串行传送的码组序列乘以X¹6,然后模2除生成多项式输中没有差错时，将接收端收到的受保护的信息文电和BCS模2除生成多项式所得余式f)在非编码独立的信息传送中，字符SOH首次出现时，BCS计算开始，但SOH不包括在计算之内。字符ETB或ETX出现时，BCS计算结束，ETB或ETX包括在BCS计算之内。g)在编码独立的信息传送中，字符序列DLESOH首次出现时，BCS计算开始，但这些字符序列不包括在BCS计算之内。字符DLEETB或DLEETX出现时，BCS计算结束，这些字符序列中的DLE不包括在BCS计算之内，而ETB或ETX包括在BCS计算之内。A.2CRC校验实现示例程序CRC校验算法实现的示例程序如下：unsignedshortgen_crc(constunsignedchar*buffer,intbuffer_length){unsignedcharc,treat,bcrc;unsignedshortwcrc=0;for(i=0;i<buffer_length;i+十){c=buffer[i];for(j=0;j<8;j+{treat=c&0x80;c《=1;GB/T34428.1—2017bcrc=(wcrc》8)&0x80;wcrc《=1;if(treat!=bcrc)wcrc=0x1021;}}}GB/T34428.1—2017通信功能设备直接发出控制设备定时直接设备发出探询接下发校设备p校时适用通信流程实现方式图B.1通信功能与适用流程对应关系GB/T34428.1—2017(规范性附录)通用信息编码取值及格式通用性见表C.1。表C.1通用信息编码取值表信息控制类型信息分类设备类型扩展类型信息含义编码格式通用性1(探询)按信息类型取值按设备类型取值0通用探询格式通用3(历史数据)按设备类型取值0探询历史最早未上传数据格式通用3(历史数据)按设备类型取值1探询历史时段内数据格式通用2(数据)1(当前数据)按设备类型取值0当前数据标题通用，正文部分依设备类型不同2(设备状态)按设备类型取值0设备状态数据格式通用4(校时数据)按设备类型取值0校时数据格式通用6(参数数据)按设备类型取值1设施位置信息格式通用6(参数数据)按设备类型取值2检测周期设定格式通用3(应答)按对应信息分类取值按设备类型取值0应答信息格式通用4(心跳)1(当前数据)按设备类型取值0心跳信息格式通用GB/T34428.1—2017(资料性附录)编码示例D.1ASCⅡ码组编码示例示例1:非编码独立的单码组或多码组传输最后一帧的信息文电，上位机发出探询指令，获取车辆检测器(该设备备地址为16。码组编码见表D.1。表D.1非编码独立的ASCⅡ码组示例编码表序号含义取值示例数据说明1SOH取值为01H2码组序号3信息类型4数据类型按照表2:当前数据类型为01H;转义为DLE01H5设备分类按照表3:车辆检测器类型为01H;转义为DLE01H6扩展类型扩展类型为0,表示当前为标准类型7设备地址地址为10H,与DLE相同，转义为10H10H8正文长度高字节正文长度高位字节取值为09正文长度低字节正文长度为1个字节STX取值为02H正文正文取值为ENQ(探询),取值为05H,转义为DLE05HETX取值为03HCRC校验计算值，高位取值5EHCRC校验计算值，低位取值79H示例2:编码独立的单码组或多码组传输最后一帧的信息文电，上位机发出探询指令，获取车辆检测器(该设备占用单独的地址为10H,码组编码见表D.2。表D.2编码独立的ASCⅡ码组示例编码表序号含义取值示例数据说明1DLESOH取值为1001H2码组序号3信息类型表D.2(续)序号含义取值示例数据说明4数据类型按照表2:当前数据类型为01H5设备分类按照表3:车辆检测器类型编码为01H6扩展类型扩展类型为0,表示当前为标准类型7设备地址地址为10H,与DLE相同，转义为10H10H8正文长度高字节正文长度高位字节取值为09正文长度低字节正文长度为1个字节DLESTX取值为10H02H正文正文取值为ENQ(探询),取值为05HDLEETX取值为10H03HBCS高字节CRC校验计算值，高位取值0EHBCS低字节CRC校验计算值，低位取值73HD.2XML编码示例示例1:<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?><xs:schemaxmlns=""xmlns:xs="/2001/XMLSchema"targetNamespace=""elementFormDefault="qualified"attributeFormDefault="unqualified"><xs:elementname="TSC_COMM"><xs:complexType><xs:elementname="HEADING"><xs:elementname="InfoType"type="xs:unsignedByte"/><xs:elementname="DataType"type="xs:unsignedByte"/><xs:elementname="ExtendInfoType"type="xs:unsignedByte"/><xs:elementname="DeviceAddr"type="xs:unsignedByte"/></xs:sequence></xs:complexType></xs:element><xs;elementname="TEXT">〈xs:complexType>GB/T34428.1—2017〈xs:elementname="Command"/〉</xs:sequence></xs:complexType〉</xs:element)</xs:complexType〉</xs:element></xs:schema><?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>〈TSC_COMMxmlns=""xmlns:xsi="/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="example.xsd">〈ExtendInfoType>0</ExtendInfoType></TEXT></TSC_COMM>示例2:<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>〈xs:schemaxmlns=""