国家地下水监测工程（水利部分）监测数据通信报文规定（试行）水利部南京水利水文自动化研究所水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心二〇一四年十二月目录0前言 (2)1工作体制与方式 (2)2传输规约 (2)3通信报文 (4)3.1 自报报文 (5)3.1.1 报文传输链路 (5)3.1.2 监测站自报报文（上行） (5)3.1.3 监测站自报报文（下行） (9)3.1.4 监测站校时 (9)3.2 远程数据下载报文 (9)3.2.1 远程数据下载报传输链路 (10)3.2.2 远程数据下载（下行）报文 (10)3.23 远程数据下载（上行）报文 (11)3.3 实时数据查询报文 (12)3.3.1 实时数据查询报传输链路 (12)3.3.2 实时数据查询报（下行）帧结构 (13)3.3.3 实时数据查询报（上行）帧正文 (14)4 备用信道 (15)国家地下水监测工程（水利部分）数据通信规约报文规定0 前言本规定依据SL651-2014《水文监测数据通信规约》编制。
1工作体制与方式国家地下水监测工程（水利部分）监测站工作体制采用自报式工作方式，其中：1）水位监测站采用采六发一工作方式，每间隔4小时采集一次，每天采集6次（同时存入固态存储器），分别是12:00、16:00、20:00、0:00、4:00，最后一次采集为次日早8:00；每天早8:00发送一次数据(六组数据)；2）泉流量监测站工作方式是：通过监测堰槽水位监测流量数据，每10分钟采集一次（同时存入固态存储器），达到设定水位变幅门限，实时自报；3）地下水水质站为5天采集报送一次数据（同时存入固态存储器）工作方式，采集报送数据时间是每月1日、6日、11日、16日、21日、26日早8:00。
2传输规约国家地下水监测工程（水利部分）数据通信协议采用《水文监测数据通信规约》（SL651-2014）。
1. SL651-2014规约在一种报文帧结构框架内，规定了ASCⅡ字符编码和HEX/BCD编码的两种报文编码结构；其通信协议基于面向字符异步通信方式；本项目采用HEX/BCD编码的报文编码结构；2. 本项目根据实际数据采集参数、频度等报送数据要求，从SL651-2014规约规定的报文结构中选择适宜的报文正文、要素编码组合（均匀时段水文信息报），确定适合于信道传输的单帧报文长度；3. 遥测站分类码编码规定见SL651-2014附录A，功能码定义见SL651附录B，编码要素及标识符规定见SL651-2014附录C，遥测站参数配置标识符见SL651-2014附录D。
对于未做规定的遥测站分类码、功能码、编码要素及标识符、遥测站参数配置标识符，可在预留的自定义区间内加以扩展定义。
在HEX/BCD编码帧结构中，功能码、编码要素及标识符、遥测站参数配置应采用相应的编码方式。
4. 不同信道传输波特率的选择应满足SL 61的相关规定。
5. 报文帧基本单元帧基本单元为字节，每字节包含8个数据位、1个起始位“0”和1个停止位“1”，无校验。
帧基本单元结构见表1。
表1 （HEX/BCD编码）帧基本单元结构6. 报文帧结构框架规定地下水监测（站）数据传输的通信协议应采用表2规定的报文帧结构，传输顺序为高位字节在前，低位字节在后。
表2 地下水监测站上行报文帧结构表3 地下水监测站下行报文帧结构3通信报文地下水监测通信报文，分别有以下四类：1）自报报文：地下水监测采用自报式工作方式，每日6次采集1次报送方式，采集时间确定为12:00、16:00、20:00、00:00、4:00、8:00，报送数据时间为每天8:00；该报文正文中，除监测参数以外，还应包括实时电源电压，用于监测站电源实时监测和必要时的电源告警；中心站在接收成功测站自报数据后，给该站返回“确认报”，测站从“确认报”中取得中心站发报时间，以此用于本站校时；之后，监测站进入“值守”状态；2）远程数据下载（中心站查询遥测站时段数据，双向报文）：当中心站收到某测站定时自报数据时，若中心站需查询该站某时段数据，则中心站立即下发数据下载命令报文，监测站收到该命令报文后，实时根据命令要求上传相关时段数据；3）实时数据查询报（中心站查询监测站实时数据，为双向报文）：地下水监测站检测时应保持在线，中心站按需下发实时数据查询命令，监测站收到该命令报文后，同时上报埋深、水温和监测站电源电压（工作状态信息）实时数据。
3.1 自报报文3.1.1报文传输链路监测站自报报文的传输链路采用自报式报文传输M2（发送/确认）传输模式（遥测站为通信发起端）。
遥测站发出报文后，中心站接收报文正确，应响应发送“确认”报文；中心站接收报文无效，则不响应。
其上行帧报文结束符为ETB/ETX；下行帧为“确认”帧，报文结束符为EOT/ESC。
或“校时”后退出图1 自报式M2发送/确认传输模式3.1.2监测站自报报文（上行）监测站以时间（水位站、水质站）、时间或水位变化（流量站）为触发事件，按设定时间向中心站报送地下水信息，功能码为32H；1）水位站设定时间为每天早8:00，发送采六发一的6组埋深、水温数据，同时报送本站电源电压；2）水质站设定时间为每月1、6、11、16、21、26日早8:00，发送实时水质采集数据，同时报送本站电源电压；3）泉流量（水位）站每天早8:00以及流量监测水位超过设定变幅时，发送实时泉流量水位数据；8:00报送泉流量水位时，同时报送本站电源电压。
监测站定时自报（上行）报文，由监测站启动，报文结构定义见下表4，报文正文结构定义见下表5：表4 定时自报（上行）帧结构表5 定时自报（上行）帧报文正文1）地下水监测要素编码标识符结构，见表6。
表6 HEX/BCD编码标识符结构规定2）地下水监测“参数标识符”结构按照SL651-2014附录C 表中用户自定义扩展区规定，定义“国家地下水监测工程（水利部分）项目”使用的“日监测参数标识符”，其组成为：自定义标示符FFH、监测参数标识符（见SL651-2014 附录C）和6组数据总长度（字节数）；地下水监测参数编码要素标识符与数据定义，见下表7：表7 地下水监测参数编码要素标识符与数据定义其中：表7中，除SL651-2014附表C中规定编码要素及标识符，其余均为地下水监测工程（水利部分）项目规定。
3.1.3监测站自报报文（上行）表8 自报上行报文帧结构表9遥测站定时报上行报文正文3.1.4监测站校时当中心站收到某监测站定时自报数据时，应实时回复监测站“确认”报文；当监测站收到该“确认”报文时，将使用报文中的发报时间予以校时；若有时间偏差大于2min，则校准监测站时间后进入“值守状态”；否则直接进入“值守状态”。
3.2远程数据下载报文远程数据下载报，为双向报文，用于中心站查询（远程读取/下载）遥测站时段数据。
当中心站收到某测站8:00自报数据时，若中心站需查询（远程读取/下载）该站某时段数据，则立即下发数据下载命令报文，测站收到该命令报文后，实时根据命令要求上传相关时段数据；3.2.1 远程数据下载报传输链路远程数据下载报传输链路采用查询应答式报文传输M3（查询请求/响应传输）模式（中心站为通信发起端）。
遥测站在接收到中心站的请求报文后，连续发出多包报文后，中心站正确接收全部数据包，仅应回答1次确认报文。
其上行帧报文结束符为ETB/ETX；下行帧为ENQ/EOT。
图2查询应答式M3发送/确认传输模式3.2.2 远程数据下载（下行）报文由中心站发送的中心站查询（远程读取/下载）遥测站时段数据报文结构定义见下表10，正文结构见表11：功能码为38H。
表10远程数据下载报（下行）帧结构表11 远程数据下载报（下行）报文正文3.2.3 远程数据下载（上行）报文远程数据下载上行报文，由监测站根据中心站要求完成上行数据包报送，报文结构定义见下表12，正文结构见表13：表12 远程数据下载报上行报文帧结构表13远程数据下载报（上行）报文正文结构（SL651-2014表45）3.3 实时数据查询报文实时数据查询报，为双向报文，用于地下水监测仪器实验室检测及模拟野外比测，中心站查询监测站实时数据。
检测时监测站应保持在线，中心站按需下发实时数据查询命令，监测站收到该命令报文后，实时上报埋深、水温和监测站电源电压（工作状态信息）数据。
3.3.1 实时数据查询报传输链路实时数据查询报传输链路采用查询应答式报文传输M4（查询请求/响应传输）模式（中心站为通信发起端）。
遥测站在接收到中心站的请求报文后，发出实时监测响应报文，中心站正确接收数据包后，回答确认报文。
其上行帧报文结束符为ETB/ETX；下行帧为ENQ/EOT。
图3 查询应答式M4发送/确认传输模式3.3.2 实时数据查询报（下行）帧结构1）由中心站发送的实时数据查询报（下行）帧结构定义见下表14，正文结构见表15：功能码为37H。
表14 实时数据查询报（下行）帧结构表15 实时数据查询报（下行）报文正文3.3.3 实时数据查询报（上行）帧正文监测站实时数据查询报（上行报文），由监测站根据中心站要求发送数据包报，报文结构定义见下表16，报文正文结构定义见下表17：表16实时数据查询报（上行）帧结构表17 实时数据查询报（上行）正文4 备用信道1）公网短信信道（GSM-SMS CDMA-SMS）限制条件：运行商开放给用户的数据包长度为140字符，为此，数据传输的HEX/BCD编码的字节长度限定小于70个字节；为此，本项目不推荐。
2）北斗卫星信道限制条件：运行商开放给用户的数据包长度为98字节/4G卡、76字节/3G 卡和45字节/普卡，为此，数据传输的字节长度限定小于98字节/4G卡、76字节/3G卡和45字节/普卡；并且，发送频次限定为1次/分钟。
为此，本项目使用98字节/4G卡，满足监测站采六发一的工作模式；且在该信道组网的系统内，不具备数据远程下载功能。