附件12

中華人民共和國國家生態(tài)環(huán)境標準

HJ□□□□—202□

地表水自動監(jiān)測系統(tǒng)通信協(xié)議

技術要求

Technicalrequirementsforcommunicationprotocolofsurfacewater

automaticmonitoringsystem

（征求意見稿）

202□-□□-□□發(fā)布202□-□□-□□實施

生態(tài)環(huán)境部發(fā)布

地表水自動監(jiān)測系統(tǒng)通信協(xié)議技術要求

1適用范圍

本標準規(guī)定了地表水水質自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)結構、協(xié)議層次和協(xié)議內容等技

術要求。

本標準適用于地表水水質自動監(jiān)測站與地表水水質自動監(jiān)管平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸，新建

或升級改造的地表水水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸應滿足本標準要求。

2規(guī)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(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準

HJ1291地表水環(huán)境質量監(jiān)測點位編碼規(guī)則

3術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1

數(shù)據(jù)采集傳輸設備equipmentofdatacollectionandtransmission

采集各種類型監(jiān)控（監(jiān)測）儀器儀表的數(shù)據(jù)、完成數(shù)據(jù)存儲及與上位機數(shù)據(jù)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(shù)

采儀。

3.2

地表水水質自動監(jiān)管平臺automaticsupervisionplatformforsurfacewater

quality

通過傳輸網(wǎng)絡與水站的數(shù)采儀連接，并對其發(fā)出查詢和控制等指令的數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處

理系統(tǒng)，包括計算機及計算機軟件等，簡稱平臺。

4系統(tǒng)結構

地表水水質自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸構成方式從底層逐級向上可分為水站、傳輸網(wǎng)絡和平

臺三個層次。

平臺通過傳輸網(wǎng)絡與水站數(shù)采儀進行通信，包括發(fā)起、數(shù)據(jù)交換、應答等，系統(tǒng)結構示

意圖同HJ212中的系統(tǒng)構成方式2一致。

1

5協(xié)議層次

本標準的協(xié)議層次特指數(shù)采儀與平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸，對傳輸網(wǎng)絡不做具體要求。數(shù)據(jù)

傳輸通信協(xié)議結構同HJ212中的相關規(guī)定一致。

6協(xié)議內容

6.1應答模式

完整的命令由請求方發(fā)起、響應方應答組成，具體的應答模式同HJ212中的相關規(guī)定

一致。

6.2超時重發(fā)機制

請求回應超時的判定規(guī)則、執(zhí)行超時的缺省時間和重發(fā)次數(shù)的定義同HJ212中的相關

規(guī)定一致。

6.3通信協(xié)議數(shù)據(jù)結構

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

字節(jié)）字符組成。通信協(xié)議數(shù)據(jù)結構同HJ212相關規(guī)定一致，不含其非必要內容。

6.4通信協(xié)議包

通信協(xié)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(shù)據(jù)段長度十進制整數(shù)4數(shù)據(jù)段的ASCII字符數(shù)，例如：長255，則寫為“0255”

數(shù)據(jù)段字符0≤n≤1024變長的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)段結構組成表見表2

CRC校驗十六進制整數(shù)4數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)段結構組成

數(shù)據(jù)段結構組成內容包括請求編碼QN、系統(tǒng)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(shù)CP。數(shù)據(jù)段結構組成見表2。

表2數(shù)據(jù)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(tǒng)編碼ST字符5ST=系統(tǒng)編碼，地表水環(huán)境質量監(jiān)測的系統(tǒng)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(huán)境質量

水站唯一標識字符MN=HJ1291

MN14監(jiān)測點位編碼一致

Flag=標志位，這個標志位包含標準版本號、數(shù)據(jù)是否應答。

V6V5V4V3V2V1V0A

整數(shù)

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(shù)CP字符—CP=&&數(shù)據(jù)區(qū)&&，數(shù)據(jù)區(qū)定義見6.6

6.6數(shù)據(jù)區(qū)

6.6.1數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)類型同HJ212相關規(guī)定一致。

6.6.2數(shù)據(jù)區(qū)字段定義

數(shù)據(jù)區(qū)字段定義見表3，字段名要區(qū)分大小寫，單詞的首個字符為大寫，其他部分為小

寫。

表3數(shù)據(jù)區(qū)字段定義表

字段名描述字符集寬度取值及描述

“xxxxxx”是監(jiān)測項目編碼，監(jiān)測項

xxxxxx-Rtd小時數(shù)據(jù)監(jiān)測值0～9—

目編碼取值見附錄A表A.1、表A.2

A～

xxxxxx-Flag監(jiān)測數(shù)據(jù)標識C3參見表4

Z/a～z

數(shù)據(jù)時間～YYYYMMDDhhmmss

xxxxxx-DataTime09N14正常測試周期的數(shù)據(jù)時間

YYYYMMDDhhmmss

加標回收：加標前水樣測試數(shù)據(jù)時間

xxxxxx-WaterTime水樣測試時間0～9N14

平行樣測試：第1次測量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(tài)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(xiàn)場端儀器信息0～

InfoIdC6見附錄A表A.3

編碼9/a～z

0～

PolId監(jiān)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(tǒng)時間0～9N14YYYYMMDDhhmmss

～

新的數(shù)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(guī)（間歇）模式（1）、

RunMode系統(tǒng)運行模式0～9N1

應急（連續(xù)）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(tǒng)當前任務0～9N2

儀表測試分析（6）、反吹（7）、清

洗（8）、除藻（9）

Lng經(jīng)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(fā)次數(shù)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(zhí)行結果回應代

～按照執(zhí)行結果定義要求取值

ExeRtn碼09N3HJ212

6.6.3數(shù)據(jù)標記表

數(shù)據(jù)標記應符合HJ212的相關規(guī)定，新增數(shù)據(jù)標記見表4，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)標記表

標識標識定義說明

L超下限監(jiān)測濃度超儀器下限或小于檢出限

P電源故障系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)現(xiàn)場軟件手工輸入的補測值（補測數(shù)據(jù)）

現(xiàn)場人員通過數(shù)采儀以手工即時執(zhí)行的方式發(fā)出命令，并讓儀器自動完成操

現(xiàn)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(shù)字，主要包括數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)命令

提取監(jiān)測項目實時數(shù)據(jù)2011請求命令用于啟動數(shù)采儀上傳實時數(shù)據(jù)

上傳監(jiān)測項目實時數(shù)據(jù)2011上傳命令用于數(shù)采儀上傳監(jiān)測項目實時數(shù)據(jù)

用于平臺提取數(shù)采儀的地表水小時歷史數(shù)

提取測量數(shù)據(jù)請求命令

2061據(jù)

上傳測量數(shù)據(jù)2061上傳命令用于上傳數(shù)采儀地表水小時歷史數(shù)據(jù)

提取核查數(shù)據(jù)2062請求命令用于平臺提取數(shù)采儀質控核查數(shù)據(jù)

上傳核查數(shù)據(jù)2062上傳命令用于上傳數(shù)采儀質控核查數(shù)據(jù)

用于平臺提取數(shù)采儀質控加標回收測試數(shù)

提取加標回收數(shù)據(jù)請求命令

2063據(jù)

上傳加標回收數(shù)據(jù)2063上傳命令用于上傳數(shù)采儀質控加標回收測試數(shù)據(jù)

提取平行樣測試數(shù)據(jù)2064請求命令用于平臺提取數(shù)采儀質控平行樣測試數(shù)據(jù)

上傳平行樣測試數(shù)據(jù)2064上傳命令用于上傳數(shù)采儀質控平行樣測試數(shù)據(jù)

用于平臺提取數(shù)采儀質控低濃度標樣核查

提取低濃度標樣核查數(shù)據(jù)請求命令

2065數(shù)據(jù)

上傳低濃度標樣核查數(shù)據(jù)2065上傳命令用于上傳數(shù)采儀質控低濃度標樣核查數(shù)據(jù)

用于平臺提取數(shù)采儀質控高濃度標樣核查

提取高濃度標樣核查數(shù)據(jù)請求命令

2066數(shù)據(jù)

上傳高濃度標樣核查數(shù)據(jù)2066上傳命令用于上傳數(shù)采儀質控高濃度標樣核查數(shù)據(jù)

預留數(shù)據(jù)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(jīng)緯度

上傳移動設備經(jīng)緯度數(shù)據(jù)上傳命令

3003數(shù)據(jù)

啟動清洗/反吹3013請求命令用于平臺啟動監(jiān)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(tài)）3020上傳命令

提取儀表信息（狀態(tài)）3020請求命令

上傳儀表信息（參數(shù)）3020上傳命令

提取儀表信息（參數(shù)）3020請求命令

設置儀表信息（參數(shù)）30213021請求命令

提取現(xiàn)場系統(tǒng)信息3040請求命令

提取現(xiàn)場經(jīng)緯度及環(huán)境信息30413041請求命令

維護模式（0）、常規(guī)（間歇）模式（1）、

遠程切換運行模式3042請求命令

應急（連續(xù)）模式（2）、質控模式（3）

遠程重啟現(xiàn)場數(shù)采儀3043請求命令

遠程啟動系統(tǒng)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(shù)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(shù)據(jù)命令預留命令范圍3200～3999

交互命令

用于數(shù)采儀回應接收平臺請求命令是否有

請求應答

9011效

用于數(shù)采儀回應接收平臺請求命令執(zhí)行結

執(zhí)行結果

9012果

通知應答90139013回應通知命令

數(shù)據(jù)應答90149014數(shù)據(jù)應答命令

心跳包命令9015上傳命令用于判斷網(wǎng)絡連接在線狀態(tài)

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(shù)據(jù)類型及上傳時間間隔

數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)上傳時間間隔見表6。

表6數(shù)據(jù)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(jiān)測項目水溫、pH、溶解氧、電導率、濁度：1h；

1小時數(shù)據(jù)2061

其他監(jiān)測項目：4h

2核查數(shù)據(jù)2062事件觸發(fā)

3加標回收數(shù)據(jù)2063事件觸發(fā)

4平行樣數(shù)據(jù)2064事件觸發(fā)

5低濃度標樣核查數(shù)據(jù)2065事件觸發(fā)

6高濃度標樣核查數(shù)據(jù)2066事件觸發(fā)

7數(shù)采儀開機時間2081每次啟動上傳

8留樣信息3015事件觸發(fā)

9儀器/數(shù)采儀信息（日志）3020事件觸發(fā)

10儀器/數(shù)采儀信息（狀態(tài)）3020按心跳包間隔（5min）

11儀器信息（參數(shù)）3020事件觸發(fā)

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(guī)定一致。

6.9執(zhí)行結果定義

執(zhí)行結果定義同HJ212相關規(guī)定一致。

6.10數(shù)據(jù)安全

數(shù)據(jù)傳輸安全與加密方式參照HJ212通信安全要求執(zhí)行。

7

附錄A

（規(guī)范性附錄）

常用監(jiān)測因子和設備信息編碼表

常用監(jiān)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(guī)定和要求。

表A.1水監(jiān)測項目編碼表

序號編碼中文名稱計量單位（濃度）缺省數(shù)據(jù)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(shù)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(fā)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(shù)據(jù)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(fā)光菌）%N3.1

51w01024綜合生物毒性（魚法）%N3.1

注：缺省數(shù)據(jù)類型為不同監(jiān)測項目保留合理的小數(shù)位數(shù)提供參考。

表A.2運行環(huán)境監(jiān)測項目編碼表

編碼中文名稱計量單位（濃度）數(shù)據(jù)類型

e01001溫度℃N3.2

e01002濕度%N3.2

e01003電壓（市電）VN3.2

e01004電壓（系統(tǒng)）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(jīng)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(shù)據(jù)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(tài)）

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(tài)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(shù)據(jù)類型描述

初始化（10）、停止測試（11）

2i12002分析儀與數(shù)采儀通信狀態(tài)無量綱N1正常（0）、異常（1）

3i12003反應試劑余量%百分比數(shù)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(tài)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(shù)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(shù)）

單位、數(shù)據(jù)類型根據(jù)實際監(jiān)測項目

測量量程

1i13001——自定義

單位、數(shù)據(jù)類型根據(jù)實際監(jiān)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(shù)據(jù)類型根據(jù)實際自定義

8i13008標準曲線斜率——單位、數(shù)據(jù)類型根據(jù)實際自定義

9i13009測量檢出限——單位、數(shù)據(jù)類型根據(jù)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(shù)

11i13011——

（R2）

12i13012二次多項式系數(shù)——

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(shù)——

15i13015三次多項式系數(shù)—