地表水自動監測系統通信協議技術要求

1適用范圍

本標準規定了地表水水質自動監測系統數據傳輸的系統結構、協議層次和協議內容等技

術要求。

本標準適用于地表水水質自動監測站與地表水水質自動監管平臺之間的數據傳輸，新建

或升級改造的地表水水質自動監測系統的數據傳輸應滿足本標準要求。

2規范性引用文件

本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，其有效版本適用

于本標準。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。

GB/T2312信息交換用漢字編碼字符集

HJ212污染物在線監控（監測）系統數據傳輸標準

HJ1291地表水環境質量監測點位編碼規則

3術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1

數據采集傳輸設備equipmentofdatacollectionandtransmission

采集各種類型監控（監測）儀器儀表的數據、完成數據存儲及與上位機數據傳輸通信功

能的單片機、工控機、嵌入式計算機、可編程自動化控制器（ProgrammableAutomationCo

ntroller，PAC）或可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）等，簡稱數

采儀。

3.2

地表水水質自動監管平臺automaticsupervisionplatformforsurfacewater

quality

通過傳輸網絡與水站的數采儀連接，并對其發出查詢和控制等指令的數據接收和數據處

理系統，包括計算機及計算機軟件等，簡稱平臺。

4系統結構

地表水水質自動監測系統數據傳輸構成方式從底層逐級向上可分為水站、傳輸網絡和平

臺三個層次。

平臺通過傳輸網絡與水站數采儀進行通信，包括發起、數據交換、應答等，系統結構示

意圖同HJ212中的系統構成方式2一致。

1

5協議層次

本標準的協議層次特指數采儀與平臺之間的數據傳輸，對傳輸網絡不做具體要求。數據

傳輸通信協議結構同HJ212中的相關規定一致。

6協議內容

6.1應答模式

完整的命令由請求方發起、響應方應答組成，具體的應答模式同HJ212中的相關規定

一致。

6.2超時重發機制

請求回應超時的判定規則、執行超時的缺省時間和重發次數的定義同HJ212中的相關

規定一致。

6.3通信協議數據結構

所有的通信協議包采用ASCII碼（漢字采用GB2312碼，其余采用UTF-8碼，8位，1

字節）字符組成。通信協議數據結構同HJ212相關規定一致，不含其非必要內容。

6.4通信協議包

通信協議包組成見表1。

表1通信包結構組成表

名稱類型長度描述

包頭字符2固定為##

數據段長度十進制整數4數據段的ASCII字符數，例如：長255，則寫為“0255”

數據段字符0≤n≤1024變長的數據，數據段結構組成表見表2

CRC校驗十六進制整數4數據段的校驗結果，CRC校驗算法見HJ212中相關部分。

包尾字符2固定為<CR><LF>（回車、換行）

6.5數據段結構組成

數據段結構組成內容包括請求編碼QN、系統編碼ST、命令編碼CN、訪問密碼PW、

水站唯一標識MN、應答標記Flag、指令參數CP。數據段結構組成見表2。

表2數據段結構組成表

名稱類型長度描述

精確到毫秒的時間戳：，用來

請求編碼字符QN=YYYYMMDDhhmmsszzz

QN20唯一標識一次命令交互

系統編碼ST字符5ST=系統編碼，地表水環境質量監測的系統編碼為21

命令編碼CN字符7CN=命令編碼，取值見表5

訪問密碼PW字符9PW=訪問密碼

2

名稱類型長度描述

水站唯一標識，與按照獲得的地表水環境質量

水站唯一標識字符MN=HJ1291

MN14監測點位編碼一致

Flag=標志位，這個標志位包含標準版本號、數據是否應答。

V6V5V4V3V2V1V0A

整數

應答標志Flag3V6～V0：標準版本號；0000000表示本標準版本號。

（0-255）

A：命令是否應答；Bit：應答（1），不應答（0）。

示例：Flag=1，即二進制編碼00000001，表示本標準版本號，

命令需要應答。

指令參數CP字符—CP=&&數據區&&，數據區定義見6.6

6.6數據區

6.6.1數據類型

數據類型同HJ212相關規定一致。

6.6.2數據區字段定義

數據區字段定義見表3，字段名要區分大小寫，單詞的首個字符為大寫，其他部分為小

寫。

表3數據區字段定義表

字段名描述字符集寬度取值及描述

“xxxxxx”是監測項目編碼，監測項

xxxxxx-Rtd小時數據監測值0～9—

目編碼取值見附錄A表A.1、表A.2

A～

xxxxxx-Flag監測數據標識C3參見表4

Z/a～z

數據時間～YYYYMMDDhhmmss

xxxxxx-DataTime09N14正常測試周期的數據時間

YYYYMMDDhhmmss

加標回收：加標前水樣測試數據時間

xxxxxx-WaterTime水樣測試時間0～9N14

平行樣測試：第1次測量數據時

間

加標回收：加標前水樣測試值

xxxxxx-Water水樣值0～9N3.2

平行樣測試：第1次水樣測試值

xxxxxx-Check核查數據0～9N3.2單位mg/L

xxxxxx-LowStandardValue低濃度標樣核查0～9N3.2單位mg/L

xxxxxx-HighStandardValue高濃度標樣核查0～9N3.2單位mg/L

xxxxxx-Chroma加標母液濃度0～9N3.2單位mg/L

單位ml

xxxxxx-Volume加標體積0～9N2.1Volume=0，則為動態加標（一般用于

平臺反控）

xxxxxx-DVolume水樣加標后體積0～9N4.1單位ml

xxxxxx-DetectionLimit檢出限0～9N3.2

xxxxxx-UpValue報警上限0～9N3.2

xxxxxx-LowValue報警下限0～9N3.2

xxxxxx-RangeUp量程上限0～9N3.2儀器測量的量程上限

xxxxxx-RangeDown量程下限0～9N3.2儀器測量的量程下限

0～“vvvvvv”是水站信息編碼，見附錄

vvvvvv-Info水站信息C6

9/a～zA表A.3

3

字段名描述字符集寬度取值及描述

現場端儀器信息0～

InfoIdC6見附錄A表A.3

編碼9/a～z

0～

PolId監測項目編碼9/a～C6見附錄A表A.1

z/A～Z

BeginTime起始時間0～9N14YYYYMMDDhhmmss

EndTime截止時間0～9N14YYYYMMDDhhmmss

SystemTime系統時間0～9N14YYYYMMDDhhmmss

～

新的數采儀訪問0

～

NewPW密碼9/aC6

z/A～Z

VaseNo留樣瓶編號0～9N2取值范圍[0,99]

維護模式（0）、常規（間歇）模式（1）、

RunMode系統運行模式0～9N1

應急（連續）模式（2）、質控模式（3）

PreMode預處理模式0～9N1時間沉降（0），濁度沉降（1）

停機（0）、待機（1）、手動調試（2）、

水樣采集（3）、沉砂（4）、進樣（5）、

SystemTask系統當前任務0～9N2

儀表測試分析（6）、反吹（7）、清

洗（8）、除藻（9）

Lng經度0～9N3.6

Lat緯度0～9N2.6

Volt電壓0～9N3單位V

Temp溫度0～9N2.1單位℃

Hum濕度0～9N2單位%

Overtime超時時間0～9N2單位s，取值范圍[0,99]

ReCount重發次數0～9N2取值范圍[0,99]

QnRtn請求回應代碼0～9N3按照HJ212請求命令返回要求取值

執行結果回應代

～按照執行結果定義要求取值

ExeRtn碼09N3HJ212

6.6.3數據標記表

數據標記應符合HJ212的相關規定，新增數據標記見表4，數據標記為單一字母時，

使用大寫字母；為雙字母時，使用小寫字母。

表4新增數據標記表

標識標識定義說明

L超下限監測濃度超儀器下限或小于檢出限

P電源故障系統電源故障，可由是否為UPS供電進行判斷

B儀器離線儀器離線（數據通信正常）

Z取水點無水樣取水點沒有水樣或采水泵未正常上水

S手工輸入數據現場軟件手工輸入的補測值（補測數據）

現場人員通過數采儀以手工即時執行的方式發出命令，并讓儀器自動完成操

現場啟動測試

hd作，包括水樣測試、標樣核查測試、加標回收測試等

lr缺試劑缺少水樣測試所需試劑導致無法測試的情況

lp缺純水缺少水樣測試所需純水導致無法測試的情況

ls缺標樣缺少標準樣品

lw缺水樣水樣測試時，無水樣

4

6.6.4命令編碼

平臺與水站之間的交互通信命令編碼默認為4位數字，主要包括數據命令、控制命令、

交互命令等。

命令編碼見表5。

表5命令編碼表

命令編碼

命令名稱平臺向水水站向平命令類型描述

站臺

數據命令

提取監測項目實時數據2011請求命令用于啟動數采儀上傳實時數據

上傳監測項目實時數據2011上傳命令用于數采儀上傳監測項目實時數據

用于平臺提取數采儀的地表水小時歷史數

提取測量數據請求命令

2061據

上傳測量數據2061上傳命令用于上傳數采儀地表水小時歷史數據

提取核查數據2062請求命令用于平臺提取數采儀質控核查數據

上傳核查數據2062上傳命令用于上傳數采儀質控核查數據

用于平臺提取數采儀質控加標回收測試數

提取加標回收數據請求命令

2063據

上傳加標回收數據2063上傳命令用于上傳數采儀質控加標回收測試數據

提取平行樣測試數據2064請求命令用于平臺提取數采儀質控平行樣測試數據

上傳平行樣測試數據2064上傳命令用于上傳數采儀質控平行樣測試數據

用于平臺提取數采儀質控低濃度標樣核查

提取低濃度標樣核查數據請求命令

2065數據

上傳低濃度標樣核查數據2065上傳命令用于上傳數采儀質控低濃度標樣核查數據

用于平臺提取數采儀質控高濃度標樣核查

提取高濃度標樣核查數據請求命令

2066數據

上傳高濃度標樣核查數據2066上傳命令用于上傳數采儀質控高濃度標樣核查數據

預留數據命令預留命令范圍2082～2999

控制命令

用于上傳浮船、車載等移動設備的經緯度

上傳移動設備經緯度數據上傳命令

3003數據

啟動清洗/反吹3013請求命令用于平臺啟動監測儀表的清洗/反吹

手動遠程留樣3015請求命令用于平臺啟動即時留樣

上傳遠程留樣信息3015上傳命令用于水站向平臺上傳留樣信息

上傳儀表信息（日志）3020上傳命令

提取儀表信息（日志）3020請求命令

上傳儀表信息（狀態）3020上傳命令

提取儀表信息（狀態）3020請求命令

上傳儀表信息（參數）3020上傳命令

提取儀表信息（參數）3020請求命令

設置儀表信息（參數）30213021請求命令

提取現場系統信息3040請求命令

提取現場經緯度及環境信息30413041請求命令

維護模式（0）、常規（間歇）模式（1）、

遠程切換運行模式3042請求命令

應急（連續）模式（2）、質控模式（3）

遠程重啟現場數采儀3043請求命令

遠程啟動系統單次測試3044請求命令用于平臺啟動即時采樣測試

啟動單臺儀表標液核查3080請求命令

5

命令編碼

命令名稱平臺向水水站向平命令類型描述

站臺

啟動單臺儀表加標回收3081請求命令

啟動單臺儀表平行樣測試3082請求命令

啟動單臺儀表低濃度標樣核

請求命令

查3083

啟動單臺儀表高濃度標樣核

請求命令

查3084

儀器采用蒸餾水測試結果對儀器進行校準

啟動空白校準請求命令

3085的過程

儀器采用標準溶液測試結果對儀器校準系

啟動標樣校準3086請求命令

數或工作曲線方程進行校準的過程

啟動遠程盲樣考核3087請求命令

預留數據命令預留命令范圍3200～3999

交互命令

用于數采儀回應接收平臺請求命令是否有

請求應答

9011效

用于數采儀回應接收平臺請求命令執行結

執行結果

9012果

通知應答90139013回應通知命令

數據應答90149014數據應答命令

心跳包命令9015上傳命令用于判斷網絡連接在線狀態

預留交互命令預留命令范圍9016～9999

注：通信命令示例參見附錄B。

6.7數據類型及上傳時間間隔

數據類型及數據上傳時間間隔見表6。

表6數據類型及上傳時間間隔表

序號通信命令名稱通信命令代碼上傳時間間隔

監測項目水溫、pH、溶解氧、電導率、濁度：1h；

1小時數據2061

其他監測項目：4h

2核查數據2062事件觸發

3加標回收數據2063事件觸發

4平行樣數據2064事件觸發

5低濃度標樣核查數據2065事件觸發

6高濃度標樣核查數據2066事件觸發

7數采儀開機時間2081每次啟動上傳

8留樣信息3015事件觸發

9儀器/數采儀信息（日志）3020事件觸發

10儀器/數采儀信息（狀態）3020按心跳包間隔（5min）

11儀器信息（參數）3020事件觸發

12心跳包9015按5min上傳

6

6.8請求命令返回

請求命令返回同HJ212相關規定一致。

6.9執行結果定義

執行結果定義同HJ212相關規定一致。

6.10數據安全

數據傳輸安全與加密方式參照HJ212通信安全要求執行。

7

附錄A

（規范性附錄）

常用監測因子和設備信息編碼表

常用監測項目和水站信息編碼見表A.1～表A.3，水站設備分類編碼遵循HJ212的相關

規定和要求。

表A.1水監測項目編碼表

序號編碼中文名稱計量單位（濃度）缺省數據類型

1w01010水溫℃N2.2

2w01001pH值無量綱N2.3

3w01009溶解氧mg/LN2.4

4w01003渾濁度NTUN4.1

5w01014電導率uS/cmN5.2

6w01019高錳酸鹽指數mg/LN2.3

7w01018化學需氧量（COD）mg/LN5.1

8w01017五日生化需氧量（BOD5）mg/LN3.1

9w21003氨氮（NH3-N）mg/LN2.3

10w21011總磷（以P計）mg/LN2.5

11w21001總氮（湖、庫.以N計）mg/LN2.2

12w20138銅mg/LN2.4

13w20123鋅mg/LN2.4

14w21017氟化物（以F?計）mg/LN2.2

15w20128硒mg/LN1.4

16w20141砷mg/LN1.4

17w20111汞mg/LN1.5

18w20115鎘mg/LN1.5

19w20116鉻mg/LN2.4

20w20117六價鉻mg/LN1.4

21w20120鉛mg/LN1.4

22w21016氰化物mg/LN2.4

23w23002揮發酚mg/LN2.4

24w22001石油類mg/LN2.3

25w19002陰離子表面活性劑mg/LN2.2

26w21019硫化物mg/LN2.3

27w02003糞大腸菌群個/LN9

2-

28w21038硫酸鹽（以SO4計）mg/LN4.2

29w21022氯化物（以C1-計）mg/LN4.1

30w20145鐵mg/LN2.3

31w20146錳mg/LN2.3

32w24004三氯甲烷mg/LN1.4

33w24005四氯化碳（四氯甲烷）mg/LN1.4

34w21013黃磷mg/LN1.4

35w20061鉬mg/LN1.4

36w20038鈷mg/LN2.3

8

序號編碼中文名稱計量單位（濃度）缺省數據類型

37w20147鈹mg/LN1.4

38w20023硼mg/LN2.3

39w20004銻mg/LN1.4

40w20148鎳mg/LN1.4

41w20012鋇mg/LN2.3

42w20101釩mg/LN1.4

43w20095鈦mg/LN2.3

44w20089鉈mg/LN1.5

45w01020總有機碳（TOC）mg/LN2.2

46w01022藍綠藻mg/LN3.2

47w01016葉綠素amg/LN9.1

48w19011藻密度個/LN9

49w02004總大腸菌群個/LN9

50w01023綜合生物毒性（發光菌）%N3.1

51w01024綜合生物毒性（魚法）%N3.1

注：缺省數據類型為不同監測項目保留合理的小數位數提供參考。

表A.2運行環境監測項目編碼表

編碼中文名稱計量單位（濃度）數據類型

e01001溫度℃N3.2

e01002濕度%N3.2

e01003電壓（市電）VN3.2

e01004電壓（系統）VN3.2

e01005水壓1（源水壓）PN3.3

e01006水壓2（出口）PN3.3

e01007水壓3PN3.3

e01008水壓4PN3.3

e01101經度—N3.6

e01102緯度—N2.6

e01201水位mN3.2

e01202流速m/sN3.2

e01301風速m/sN3.2

e01302風向°N3.2

e01303降雨量mmN3.2

表A.3水站信息編碼表

序號編碼中文名稱計量單位數據類型描述

儀器（日志）

1i11001運行日志—C890日志信息在“//”之間

儀器（狀態）

待機（0）、水樣測試（1）、標液

核查（2）、低濃度標樣核查（3）、

1i12001工作狀態無量綱N2高濃度標樣核查（4）、空白測試（5）、

平行樣測試（6）、加標回收（7）、

空白校準（8）、標樣校準（9）、

9

序號編碼中文名稱計量單位數據類型描述

初始化（10）、停止測試（11）

2i12002分析儀與數采儀通信狀態無量綱N1正常（0）、異常（1）

3i12003反應試劑余量%百分比數值，最少試劑余量值

無告警（0）、缺試劑告警（1）、

缺水樣告警（2）、缺蒸餾水告警（3）、

缺標液告警（4）、儀表漏液告警（5）、

標定異常告警（6）、超量程告警（7）、

加熱異常（8）、低試劑預警（9）、

超上限告警（10）、超下限告警（11）、

4i12031分析儀報警狀態無量綱N2儀表內部其它異常（12）、滴定異

常告警（13）、電極異常告警（14）、

量程切換告警（15）、參數設置告

警（16）、pH電極電位異常（17）、

電導率電極異常（18）、濁度光度

異常（19）、溶解氧電極異常（20）、

溶解氧光強異常（21）

儀器（參數）

單位、數據類型根據實際監測項目

測量量程

1i13001——自定義

單位、數據類型根據實際監測項目

測量精度

2i13002——自定義

3i13003測量間隔minN4

4i13004消解溫度℃N3.1

5i13005消解時長minN2

年月日時YYYYM

空白校準時間最近一次空白校準時間

6i13006分秒MDDHH

MMSS

7i13007標準曲線截距——單位、數據類型根據實際自定義

8i13008標準曲線斜率——單位、數據類型根據實際自定義

9i13009測量檢出限——單位、數據類型根據實際自定義

測量電壓值、電流值、滴定值、吸

10i13010測量信號值——

光度或者保留時間

標準曲線線性相關系數

11i13011——

（R2）

12i13012二次多項式系數——

年月日時YYYYM

標準樣校準時間最近一次標準樣校準時間

13i13013分秒MDDHH

MMSS

14i13014稀釋倍數——

15i13015三次多項式系數——

16i13018顯色溫度℃N3.1

17i13019顯色時間minN2

數采儀（日志）

1i21001運行日志—C890日志信息在“//”之間

數采儀（狀態）

運行（0）、待機（1）、故障（2）、

1i22001工作狀態無量綱N1