IMS6000 V15 防灾产品监控单元通讯协议V100.docx
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IMS6000 V15 防灾产品监控单元通讯协议V100.docx
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IMS6000V15防灾产品监控单元通讯协议V100
内部资料
注意保存
内容摘要
编号:
JX-IMS6000-V1.06-P-009-03
本文档描述了IMS6000系统监控单元通讯协议,是IMS6000系统监控单元各模块之间通讯的唯一标准。
版本:
V1.04
日期:
2009-12-13
作者:
杨滨茂
IMS6000V1.5防灾产品(V1.00版)监控单元通讯协议说明书
拟定:
杨滨茂
日期:
2011-1-12
审核:
高秀伟
日期:
标检:
赵同贤
日期:
批准:
段成明
日期:
北京佳讯飞鸿电气股份有限公司
本文档是佳讯飞鸿电气股份有限公司的保密文档,文档的版权属于佳讯飞鸿电气股份有限公司。
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版本
修改内容
修改人
审核人
日期
1.01
创建
杨滨茂
高秀伟
2011.1.12
目录
1引言1
1.1参考文件1
1.2定义1
2防灾系统监控单元通信协议1
3物理层2
4链路层3
4.1CAN总线链路层3
4.2网络链路层4
4.3链路层机制4
5网路层4
6运输层5
6.1CAN总线传输层5
6.2网络传输层6
7应用层6
7.1监控单元板卡间报文6
7.2监控单元与中心间报文7
7.2.1授时报文8
7.2.2命令报文8
7.2.3信息报文10
7.2.4状态报文13
7.3控制报文17
7.4网通板数据续传报文18
附录一控制信息报文19
附录三异物模块报文24
附录四Umb气象站协议(WSx200-600)28
引言
本文档在IMS6000V1.0防灾产品系统监控单元通信协议V1.06的基础上版本在本文规定了IMS6000监控单元各模块之间的详细通信接口和功能要求。
内容包括各传感器的传输数据的格式、监控单元内各模块的通信数据帧格式,接口规定及功能要求、监控单元与中心数据处理设备之间的通信协议。
本文档在本文档在IMS6000V1.0防灾产品系统监控单元通信协议V1.06的基础上,增加了对新增板卡通信规范要求,对监控单元与中心设备通信规范进行了修改。
参考文件
《防灾安全监控产品(V1.00版本)产品总体设计方案》
《防灾安全监控产品(V1版本)设计需求》
《A802.IMS6000产品监控单元通讯协议V1.06》
定义
防灾系统监控单元通信协议
IMS6000防灾系统监控单元通信协议分为板间通信协议和监控单元与中心通信协议2部分。
板间通信协议为监控单元各板卡之间协议,物理链路为CAN总线。
监控单元与中心通信协议为监控单元与中心应用服务器之间协议,物理链路为以太网。
分层模型如下:
监控单元内各单板之间通过CAN总线物理链路进行通信,分为3层协议,物理层、链路层、运输层。
监控单元内网路板与中心应用器通过以太网进行通信,分为4层协议,物理层、链路层、网络层、运输层。
物理层
系统存在两种物理链路,一种是监控单元内板卡间为CAN总线(1Mbps),另一种是监控单元与中心为以太网。
链路层
系统存在两种物理通道,因此分为两种链路分别为CAN总线链路和以太网链路。
CAN总线链路层
CAN2.0B链路层支持4种帧类型,在本系统中只用了一种帧结构(用于传输数据的数据帧和用于传输模块信息的状态帧),帧格式如下:
ID28-ID0
SOF:
帧起始(StartOfFrame),1位。
AF:
仲裁场(ArbitrationField),总共30位。
表示为ID.28-ID.0。
基本ID(ID.28-ID.18)11位,扩展ID(ID.17-ID.0)18位,RTR(远程发送请求)1位。
缓冲器的填写遵照1.1.8。
若该帧为数据帧,RTR=0。
若该帧为远程帧,RTR=1。
CF:
控制场(ControlField),总共6位。
2位保留位R0,R1和4位数据长度代码DLC,最大值不大于8。
R0=0,R1=0。
DF:
数据场(DataField),最长8字节的数据,内部包含每个IO站的输入输出信息,MSB先发送。
CRCF:
CRC数列场(CRCField),采用的多项式X15+X14+X10+X8+X7+X4+X3+1
ACKF:
应答场(ACKField),2位,用于正确接收的回答。
SPACE:
帧间空闲
所有在CAN上传送的信息都以帧为基本单元,每帧的有效数据长度为13个字节。
CAN通信帧结构如下(DLC指CAN通信帧内数据字节个数):
Frameinformation
BIT7:
1;BIT3-BIT0:
0~8;其余位:
0
Byte1
Identifier1
报文标识码的ID.28~ID.21
Byte2
Identifier2
报文标识码的ID.20~ID.13
Byte3
Identifier3
报文标识码的ID.12~ID.5
Byte4
Identifier4
高5位为报文标识码的ID.4~ID.0;其余位:
0
Byte5
Databyte1
数据1
Byte6
Databyte2
数据2
Byte7
Databyte3
数据3
Byte8
Databyte4
数据4
Byte9
Databyte5
数据5
Byte10
Databyte6
数据6
Byte11
Databyte7
数据7
Byte12
Databyte8
数据8
为增加每次发送数据有效字节数,将28位的报文标识码部分位作为数据区。
更改后帧格式如下
地址(8bit)
数据区1(21bit)
数据区2(7byte)
CRC(1byte)
目的地址作为链路层地址各板卡根据此信息进行接收信息;
数据区1作为传输层控制信息;
数据区2为消息的有效数据字节;
CRC为链路层校验字节,为源地址+数据区1低位位补3bit0,与数据区2组成11字节进行CRC校验计算
即,地址(8bit)+数据区1(21bit)+3bit0+数据区2(11字节)的8位CRC计算值
网络链路层
目的地址(6字节)
源地址(6字节)
类型(2字节)
数据(46~1500字节)
CRC(4字节)
类型支持IP协议、ARP协议
链路层机制
判断源地址正确性和CRC校验,统计错误包率,对错误数据丢弃
网路层
参见IP协议相关内容
运输层
CAN总线传输层
传输层完成对应用层发送的消息进行处理以满足链路层的要求,同时对链路层接收的消息进行校验,组帧,传递给应用层正确、完整的消息。
传输层作如下处理:
1、对链路层的上传的帧,根据控制信息进行组帧,并进行CRC校验;
2、根据端口号将消息存储相应的数据存储区内;
3、对应用层下传的消息,根据消息长度,做分帧处理,传递给链路层
200
31
5位标识
5位分片数
5位片偏移
3位有效字节数
2位端口号
1位控制信息位
7字节数据区
标识字段:
板卡发送消息的标识,每发送一条消息加1,此字段应用于传输层;
分片数字段:
标识一报文被分成子片数;
片偏移字段:
子片位置偏移值;
有效字节数字段:
此帧数据区内的数据字节数;
端口号字段:
表示数据来源通道,分4个通道,0、1、2、3
0、号端口用于板卡信息交互;
1、2端口号用于表示外部数据来源,如接口板,用于表示串口号;
3端口号用于控制信息通道。
控制信息字段:
主控板发送的消息此字段写入0,其他板卡此字段写入1
由于传输层分帧数最大31,每帧7个有效数据字节,限制应用层报文最大31*7=217。
网络传输层
网络传输层有TCP、UDP协议具体参见相相应文章。
应用层
应用层报文分为3类,监控单元板卡间报文、监控单元与中心间报文、控制报文。
由于传输层协议限制应用层报文长度最大217字节。
监控单元板卡间报文
为与老版本的异物板卡软件兼容,异物模块的通信采用老版本形式,参见《附录三》
一、接口板报文
1、接口板接收传感器数据,透明转发,将串口数据转发到CAN总线上,机制如下:
(1)每接收7字节数据组成一个报文传递给传输层;
(2)20ms没有接收到新数据将当前数据组成报文发送。
CAN协议控制层的端口为串口号
2、单板故障信息报文,各单板每1s间隔,向主控板发送单板故障信息报文,同时也作为心跳信息。
消息格式如下
字节编号
1
2
3
4
5
6
7
信息内容
序号
串口1状态
串口1信息
串口2状态
串口2信息
软件版本(低字节)
软件版本(高字节)
串口状态:
正常、断开、未用。
串口从未收到数据为未用状态;
串口信息:
8bit中,低1位表示寄偶状态,0表示偶校验、1表示寄校验;其他7位表示波特率档位;
2、主控板下发接口板配置
字节编号
1
2
3
4
5
6
7
信息内容
序号
串口1信息
串口2信息
CAN协议控制层的端口为端口0.
二、网通板报文
1、消息报文
网络接收数据转发到CAN总线,按CAN总线控制层协议进行管理;
CAN总线端口号:
1
2、控制信息报文
(1)与主控板间板卡交互
字节编号
1
2
3
4
5
6
7
信息内容
序号
信息类型
SD卡容量
SD卡使用率
字节编号
8
9
10
11
信息内容
坏块率
错误包率
软件版本(低字节)
软件版本(高字节)
CAN总线端口号:
0
信息类型:
0x01;
SD卡使用率:
百分比值;
坏块率:
SD卡内坏块百分比;
错误包率:
接收网络的错误包所占百分比
(2)与控制信息
网通板转发控制信息:
网通板接收到网络控制信息,进行转发给各单板,按CAN控制层协议进行管理;
CAN总线端口号:
3
监控单元与中心间报文
监控单元与中心之间报文有命令、状态信息、授时信息3种,报文格式如下:
310
序号(2字节)
长度(2字节)
时间累计秒值(4字节)
反向时间累计值(4字节)
协议版本(1字节)
类型
数据区(N<200)
16位CRC校验
网络端口号8000
具体数据区结构参见附录1;
序号:
包的增长计数;
长度:
从序号(包括)开始到CRC校验(包括)字节数;
时间累计秒值:
本地时间值;
反向累计秒值:
接收到中心服务器的时间值;
版本信息:
协议版本值(1-255),本此版本为2;
类型:
数据区内容类型,分为4类授时报文、命令报文、信息报文、状态报文;
授时报文类型码:
0x20;
命令报文类型码:
0x10;
信息报文类型码:
0x30;
状态报文类型码:
0x40
CRC校验:
从序号(包括)至数据区(包括)16位校验值
授时报文
授时报文是系统授时服务器(数据处理中心)对监控单元进行时间授时。
类型报文:
0x20
授时周期:
1s;
数据方向:
中心数据处理设备->监控单元主控板
数据区字节表示如下表:
字节数
内容
表示
2
监控单元标号
监控单元编号,从1开始表示
1
监消息类型
0x21
1
保留
填0
1
确认码1
0x10
1
确认码2
0x01
6
保留
填0
命令报文
命令报文是系统终端下发的各种命令,主要有调度恢复、远程现场恢复、远程试验、上行临时通车、下行临时通车、主备切换;
报文类型:
0x10
周期:
需要时;
数据方向:
终端->监控单元主控板;
措施:
应答机制;
数据区消息格式如下表:
字节数
内容
表示
2
监控单元编号
1
命令号
各种类型命令的表示0x1x
1
异物点编号
监控单元内小编号
1
确认码1
根据命令不同而不同
1
确认码2
根据命令不同而不同
6
保留
填0
各命令信息如下表:
命令名称
命令码
确认码1
确认码1
调度恢复启动
0x11
0x55
0x55
调度恢复取消
0x12
0x55
0x5A
上行临时通车启动
0x13
0x5A
0x55
上行临时通车取消
0x14
0x5A
0xAA
下行临时通车启动
0x15
0xA5
0x55
下行临时通车取消
0x16
0xA5
0xAA
远程实验启动
0x17
0xC5
0x55
远程实验取消
0x18
0xC5
0xAA
远程恢复启动
0x19
0xD5
0x55
远程恢复取消
0x1A
0xD5
0xAA
◆命令应答
每个命令下达时,接收方都需要返回命令确认信息。
命令码:
0x1F
消息格式如下:
字节编号
内容
表示
2
监控单元编号
1
命令码
0x1F
1
异物点编号
监控单元内小编号
2
命令应答报文序号
返回命令报文序号
1
所应答的命令码
命令报文的命令码
1
命令有效性
0x55命令有效,0xAA命令无效
4
保留
填0
信息报文
信息报文是监控单元内主控板将监控单元内各种信息上传给中心数据处理设备,包括消息类型有异物状态信息、风状态信息、雨状态信息。
报文类型码:
0x30
发送周期:
500ms
数据方向:
监控单元主控板->中心数据处理设备
数据区内内容由以下几种信息格式组成。
字节数
内容
表示
2
监控单元编号
N
消息结构1
消息结构分为异物消息结构、风消息结构、雨消息结构、设备状态消息结构
M
消息结构2
消息结构分为异物消息结构、风消息结构、雨消息结构、设备状态消息结构
L
消息结构3
注:
要求2+N+M+L<200
✧风消息结构
字节数
内容
表示
1
消息类型
0x31
1
传感器编号
监控单元内小编号
1
数据有效性
0x55表示数据有效,否则按位解析1表示故障,0表示正常,位顺序为bit0风向、bit1风速、bit2温度、bit3气压。
0X00表示通信中断
2
3秒瞬时风速
2
3秒瞬时风向
2
2分瞬时风速
2
10分瞬时风速
1
温度值
1
加热温度
2
大气压强
2
保留
填0
✧雨消息结构
字节数
内容
表示
1
消息类型
0x32
1
传感器编号
监控单元内小编号
1
数据有效性
0x55表示数据有效,否则按位解析1表示故障,0表示正常,位顺序为bit0风向、bit1风速、bit2温度、bit3气压。
0X00表示通信中断
2
雨量
2
雨强
1
空气温度
1
加热温度
2
大气压强
2
保留
填0
✧异物消息结构
字节数
内容
表示
1
消息类型
0x33
1
异物点编号
监控单元内小编号
1
线路运行状态
双向通车55,双向停车0xAA,下行临时通车0xA5,上行临时通车0x5A,上下行临时通车0xCC
1
恢复状态
线路恢复0xAA,未恢复0x55,现场恢复0xC5,调度恢复0x5C,现场、调度全恢复0xCC
1
电网2/电网1状态
低4位为电网1状态,高4位为电网2状态,状态表示为断开0xA,通路0x5,短路0xC,无此电网0xD
1
电网1输入电压
1
电网1输出电压
1
电网2输入电压
1
电网2输出电压
1
电网4/电网3状态
1
电网3输入电压
1
电网3输出电压
1
电网4输入电压
1
电网4输出电压
1
继电器状态1
继电器状态,每2bit表示一个继电器状态,01b表示吸起,10b表示落下,11b表示节点故障;从高位分别表示上行临时通车、下行临时通车、现场恢复、调度恢复
1
继电器状态2
继电器状态,每2bit表示一个继电器状态,01b表示吸起,10b表示落下,11b表示节点故障从高位分别表示现场落物、落物1、落物2、试验继电器
1
继电器状态3
继电器状态,每2bit表示一个继电器状态,01b表示吸起,10b表示落下11b表示节点故障,从高位分别表示恢复按钮,列控继电器状态,列控继电器2状态
1
保留
填0
1
故障位图1
每1bit表示故障状态,1表示故障,0表示正常,从高位分别为DIB1、DIB2、DOB1、DOB2、DWJCB1、DWJCB2
1
故障位图1
每1bit表示故障状态,1表示故障,0表示正常,从高位分别为XHFJ、DHFJ、SLTJ、XLTJ、YSYJ,LKJ1,LKJ2
2
保留
填0
状态报文
此类报文信息表示监控单元内部设备状态,中心设备应用服务器和网管进行解析,并根
据内容显示监控单元内部状态和报警。
信息区格式如下:
字节数
内容
表示
2
监控单元编号
设备结构
设备结构包括设备类型、同类型设备个数、设备属性组
.
.
.
.
设备结构
设备结构包括设备类型、同类型设备个数、设备属性组
设备结构如下:
字节数
内容
表示
1
设备类型
表示属于哪类设备
1
设备个数
表示同类设备属性个数
设备属性结构字节数*设备个数
设备属性组
设备属性是同类设备的设备属性集合
1、传感器设备
属性名称
意义
类型(长度)
默认值
取值范围/方式
bySensorNum
传感器编号
BYTE
(1)
0
1~10,表示传感器在监控单元内编号
byComState
通信状态
BYTE
(1)
0xAA
0xAA表示通信故障,0X55表示通信正常,0x00状态未知
byServiceState
设备状态
BYTE
(1)
0
按位解析1表示故障,0表示正常,位顺序为bit0风向、bit1风速、bit2温度、bit3气压、bit4累积雨量、bit5雨强,bit6、bit7保留
索引
bySensorNum
实例个数
1~10可变
设备类型值
0x01
2、电源
属性名称
意义
类型(长度)
默认值
取值范围/方式
byPowerNum
电源编号
BYTE
(1)
0
1~14,监控单元内电源编号
byPowerState
电源状态
BYTE
(1)
0xAA
0xAA表示故障、0x55表示正常
byValue
电源电压值
BYTE
(1)
0
索引
byPowerNum
实例个数
1~14可变
设备类型值
0x02
3、接口板
属性名称
意义
类型(长度)
默认值
取值范围/方式
byCKBNum
插箱号
BYTE
(1)
0
1~5,监控单元内接口板编号
byComState
接口板在位状态
BYTE
(1)
0xAA
0x55表示接口板存在,0xAA表示接口板不存在
ByCom1State
串口1状态
BYTE
(1)
0xCC
0x55表示正常、0xAA表示故障、0xCC表示未用
ByCom1Conf
串口1波特率、寄偶性配置
BYTE
(1)
0
按位表示信息,bit0表示寄偶状态,0表示偶校验、1表示寄校验;其他7位表示波特率档位;
ByCom1State
串口2状态
BYTE
(1)
0xCC
0x55表示正常、0xAA表示故障、0xCC表示未用
ByCom1Conf
串口2波特率、寄偶性配置
BYTE
(1)
0
按位表示信息,bit0表示寄偶状态,0表示偶校验、1表示寄校验;其他7位表示波特率档位;
wSwVer
软件版本
BYTE
(2)
100
表示软件版本信息(如100表示V1.00)
索引
byCKBNum
实例个数
1~6可变
设备类型值
0x03
4、UPS设备
属性名称
意义
类型(长度)
默认值
取值范围/方式
byUPSNum
UPS编号
BYTE
(1)
1
1~2
byComState
UPS通信状态
BYTE
(1)
0xAA
0x55表示通讯正常,0xAA表示通讯故障
byUPSstate
UPS状态
BYTE
(1)
0
0表示正常,非0时按位解析,bit1表示SmartTrimMode、bit2表示SmartBoostMode、bit3On-LineMode、bit4On-BatteryMode、bit5overLoaderoutput、bit6lowBattery、bit7reserved
byBatteryCapacity
UPS剩余电量
BYTE
(2)
0
索引
byUPSNum
实例个数
2
说明
设备类型值
0x04
5、主控板
属性名称
意义
类型(长度)
默认值
取值范围/方式
byZKBNum
主控板编号
BYTE
(1)
1
1~2
byRunState
运行状态
BYTE
(1)
0xAA
0xAA表示为备机,0x55表示为主机,0x00表示不在位
wCpu1SwVer
软件版本号
BYTE
(2)
100
软件版本信息100表示V1.00
wCpu1ConfVer
配置版本
BYTE
(2)
100
配置版本信息100表示V1.00
dwCpu1ConfDate
配置发布日期
BYTE(4)
例81224
由右往左2位表示日、月、年
wCpu2SwVer
软件版本号
BYTE
(2)
100
软件版本信息100表示V1.00
wCpu2ConfVer
配置版本
BYTE
(2)
100
配置版本信息100表示V1.00
dwCpu2ConfDate
配置发布日期
BYTE(4)
例81224
由右往左2位表示日、月、年
byConfCmp
CPU1和CPU2配置版本比较结果
BYTE
(1)
0xAA
0x55表示版本一致、0xAA表示版本不一致
byFaultVale
故障系数
BYTE
(1)
255
byLedVale
前面板状态灯值
BYTE
(1)
0
0表示监控单元正常,其他为显示为故障码
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- IMS6000 V15 防灾产品监控单元通讯协议V100 防灾 产品 监控 单元 通讯 协议 V100