连续在线监测系统数据采集接口和数据格式规范书版.doc

北京市环境和污染源在线自动监测系统
数据采集接口和数据格式

技术规范书
V1.0

北京市环境保护监测中心
2023年11月15日

版 权 申 明

本规范书为北京市环境保护监测中心版权所有，北京市环境保护监测中心保存涉及解释和修改权在内的一切权利。

版 本 信 息

资料版本：V1.0
日 期：2023-11-15
密 级：公开资料 □内部资料 □保密资料 □机密资料
状 态： □初 稿 讨论稿 □发布

说 明：
1.0版本只完毕实时数据采集指令和上报、历史数据采集指令和上报、时钟同步、远程密码修改共六个必须功能模块。
其他功能模块暂时为非必须模块，在征询意见并完善后，将在以后的软件调试和认证中规定为必须模块。
目 录

1. 目的 5
2. 合用范围 5
3. 缩略语和名称解释 5
4. 环境规定 6
5. 功能及接口定义 7
5.1污染物历史数据上报 8
5.2历史数据采集指令下达 9
5.3污染物实时数据上报 9
5.4实时数据采集指令下达 11
5.5时钟同步指令下达 12
5.6数据保护密码及其修改机制 12
*5.7监测设备参数配置上报 14
*5.8监测设备自动/手工标定参数上报 14
*5.9监测设备自动标定指令下达 16
*5.10设备运营状态监控 17
*5.11设备控制命令传送及其定义 18
*5.12数据的压缩功能 18
*5.13数据的加密功能 18
*5.14前端数据采集软件和通讯软件的通信流程描述 18
6. 污染物代码（emcode） 19
7. 设备参数代码表（eqpacode） 20
8. 设备运营状态代码（coneqcode） 20
9．数据标记定义表（status） 21
10．控制命令（command） 21

1. 目的
为规范北京市的环境和污染源在线自动监控系统的建设，实现不同类型、不同生产商或集成商的在线监测系统与环保局数据中心的互联互通，建设北京市统一污染源监控平台的需要，在《锅炉烟气在线连续监测系统联网通讯的有关规定》基础上，修改并制定了本数据规范。
北京市环境保护监测中心提供前端数据传输模块与设备厂家、设备集成厂家的数据采集和控制系统进行衔接，实现在线自动监控系统的污染物数据、仪器状态、参数配置和标定数据等重要信息与监控中心系统互换。
2. 合用范围
合用于北京市水、气、声的环境和污染源连续在线采集系统，数据采集、控制。工作环境基于工控计算机。
3. 缩略语和名称解释
DLL Dynamic Link Library 动态链接库
污染源在线自动监控系统 是由安装在环境监测点或污染源排放口的在线监测仪器设备、数据采集和控制等子系统组成的，实现对环境要素或污染源重要污染物连续自动监控的系统。
监测仪器或设备 指污染源单位安装在废水、废气、噪声排放口或排放点，为监测某个污染物排放状况的连续监测设备；如烟气在线监测系统的二氧化硫分析仪、流速测量仪、氮氧化物分析仪；每一个监测设备有一个唯一的编码。
前端数据采集控制子系统 安装在环境监测点或污染源排放口现场，用于采集监测仪器的数据、解决和保存数据、自动控制系统保证正常工作，一般为系统集成厂家的数据采集仪、工控计算机或单片机、嵌入式计算机组成，重要完毕数据的采集、监测系统的自动化和智能化
前端数据通讯子系统 重要涉及数据传输通讯的硬件和软件，软件由北京市环境保护监测中心提供，重要完毕数据传输模块与设备厂家、设备集成厂家的数据采集和控制系统进行衔接，完毕数据上报、参数和命令下达和结果返回等通讯功能。
监测点（站） 指环境监测子站和安装在废水、废气、噪声污染源单位排放口的连续监测子系统或子站，每个监控点有一个唯一编号。

4. 环境规定
Windows 2023及以上

修改说明
在以下内容中不同颜色标注的内容的意义为：

⊙红色颜色标注的内容为数据采集终端与中心服务器间的通讯约定，便于中心接受所有测点的数据；
⊙蓝色颜色标注的内容为数据采集终端与设备厂家间的通讯约定，便于设备厂家向数据采集终端传输由中心设定的招测的实时数据。
5. 功能及接口定义
通道一：采用UDP方式，前端采集模块为服务器（端标语8001）、前端监测设备为客户端（端标语8002）；前端监测设备向前端采集模块传送数据时采用此通道。
通道二：采用UDP方式，前端监测设备为服务器（端标语8003），前端采集模块为客户端（端标语8004）；前端采集模块向前端监测设备传送数据时采用此通道。
连续数据上传时间间隔：前端监测设备向前端采集模块连续传送数据时，每两个传输包之间间隔至少100ms，即传送完一个数据包后至少间隔100ms再传送下一个数据包，用来防止数据丢失。
自动上传历史数据流程：前端监测设备→前端采集模块→数据中心模块→MIS系统；依次传送历史数据。
中心采集历史数据流程：MIS系统→数据中心模块→前端采集模块→前端监测设备；依次传送历史数据采集指令。
自动上传实时数据流程：前端监测设备→前端采集模块→数据中心模块→MIS系统；依次传送实时数据。
中心采集实时数据流程：MIS系统→数据中心模块→前端采集模块→前端监测设备；依次传送实时数据采集指令。
监测设备手工标定流程：前端监测设备→前端采集模块→数据中心模块→MIS系统；依次传送手工标定数据。
监测设备自动标定流程：MIS系统→数据中心模块→前端采集模块→前端监测设备；依次传送自动标定指令。
时间格式：年月日时分秒，中间没有间隔，如2023年5月1日8点30分5秒，写为－05，其中年四位ASCII码、月/日/时/分/秒：各两位ASCII码，局限性位数前面补0；
{ }：大括号代表一组数据，仅是为了理解方便，传输时不传大括号；
逗号“，”：逗号为数据间隔，数据之间以逗号隔开；
5.1污染物历史数据上报
设备厂家、设备集成厂家的采集系统将获得的污染物历史数据定期自动上报（历史数据的形成规则－时间段内的有效数据平均值），通过UDP方式以数据流的形式传递给前端采集模块，前端采集模块完毕与中心的通讯和数据上传。
对于CEMS的历史数据的时间间隔为５分钟，考虑到后续数据解决的方便，时间点所有为５分钟的整数倍（0,5,10,15,20,25……分钟）
数据流格式：
F1,commandid,monitorid,eqid,datatime,{emcode1,value1,status1},{emcode2,value2,status2},…,F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 01
monitorid 测点id(见测点相应表)
eqid 设备id
datatime 时间
emcode 　 污染物类型代码
value 数据（5分钟烟气流量）
status 设备状态（参见后面解释）
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、指令id、测点id、设备id、时间、污染物、F2以逗号隔开；
污染物类型代码、数据、设备状态以逗号隔开；
污染物可以根据实际情况追加或减少；
当采集时间变更后，必须重新组包，即一包只能传输一个时间点的数据。
5.2历史数据采集指令下达
数据中心获取前端监测设备的历史数据，前端采集模块向前端监测设备发送取数指令，历史数据时间段（如2023-01-01 08:01～2023-01-01 12:00）由中心设定，中心向前端采集模块发送取历史数据指令，前端采集模块通过UDP方式向仪表采集程序发送取数指令，前端监测设备接到取数指令，按照污染物历史数据上报格式向前端采集模块传送实时数据。
指令格式：
F1,commandid,monitorid,eqid,password,datatime1,datatime2,emcode1,emcode2,…,F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 01
monitorid 测点id(见测点相应表)
eqid 设备id
password 6位ASCII码
datatime1 起始时间
datatime2 终止时间
emcode 　 污染物类型代码
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、指令id、测点id、设备id、密码、起始时间、终止时间、污染物、F2以逗号隔开；
污染物可以根据实际情况追加或减少；
当污染物类型代码emcode=“**”，即两个星号时，为所有监测参数。

5.3污染物实时数据上报
设备厂家、设备集成厂家的采集系统将获得的污染物实时数据，通过UDP方式以数据流的形式传递给前端采集模块，前端采集模块完毕与中心的通讯和数据上传。

数据流格式：
F1,commandid,monitorid,eqid,datatime,{emcode1,value1,status1},{emcode2,value2,status2},…,F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 02
monitorid 测点id(见测点相应表)
eqid 设备id
datatime 时间
emcode 　 污染物类型代码
value 数据（流速）
status 设备状态（参见后面解释）
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、指令id、测点id、设备id、时间、污染物、F2以逗号隔开；
污染物类型代码、数据、设备状态以逗号隔开；
污染物可以根据实际情况追加或减少；
当采集时间变更后，必须重新组包，即一包只能传输一个时间点的数据。

5.4实时数据采集指令下达
数据中心获取前端监测设备的实时数据，前端采集模块向前端监测设备发送取数指令，实时数据时间间隔（如2秒、5秒、10秒、20秒、30秒一组数据）和延续长度（如1分钟、2分钟、5分钟）由中心设定，中心向前端采集模块发送取实时数据指令，前端采集模块通过UDP方式向仪表采集程序发送取数指令，前端监测设备接到取数指令，按照污染物实时数据上报格式向前端采集模块传送实时数据。
指令格式：
F1,commandid,monitorid,eqid,password,spacetime,stoptime,emcode1,emcode2,…,F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 02
monitorid 测点id(见测点相应表)
eqid 设备id
password 6位ASCII码
spacetime 发送数据包间隔时间(由中心设定)
stoptime 停止发送实时数据时间(由中心设定)
emcode 　 污染物类型代码
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、commandid、测点id、设备id、密码、spacetime、stoptime、污染物、F2以逗号隔开；
污染物可以根据实际情况追加或减少；
当污染物类型代码emcode=“**” ，即两个星号时，为所有监测参数。
5.5时钟同步指令下达
前端和中心的时间同步机制，由监控中心维护，中心向前端采集模块发送时钟同步指令，由前端采集模块向前端监测设备传送时钟同步指令，前端监测设备完毕工控机和仪表时钟同步。监控中心定期与前端采集模块交互，校正本地的时钟设立，维系整个系统的时钟同步。
数据流格式：
F1,commandid,monitorid,password,datatime, F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 03
monitorid 测点id(见测点相应表)
password 6位ASCII码
datatime 时间
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、指令id、测点id、密码、时间、F2以逗号隔开。

****** 时钟同步回复命令 ******
判断中心发送时钟同步命令以后，终端是否执行了时钟同步命令；终端执行时钟同步命令后，将执行结果发回监测中心
数据流格式：
F1,commandid,monitorid,password,status,F2

参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 03
monitorid 测点id(见测点相应表)
status 成功=1；失败=0
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、指令id、测点id、密码、status、F2以逗号隔开。

5.6数据保护密码及其修改机制
为了验证指令下达的合法性，防止非法数据的干扰，MIS系统向通信平台、前端采集模块向前端监测设备下达指令时必须进行密码验证，密码为六位ASCII码值，密码可以进行远程修改,修改指令由旧密码和新密码组成。
数据流格式：
F1,commandid,monitorid,old_password,new_password,new_password1,new_password2, F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 08
monitorid 测点id(见测点相应表)
old_password 旧密码 6位ASCII码
new_password1 新密码 6位ASCII码 第一次输入
new_password2 新密码 6位ASCII码 第二次输入
F2 数据流尾
数据流组装说明
F1、指令id、测点id、旧密码、新密码、F2以逗号隔开；
初始密码由各仪表厂商给定；
new_password1＝new_password2，即新密码输入两次。

****** 密码修改回复命令 ******
判断中心发送密码修改命令以后，终端是否执行了该命令；终端执行密码修改命令后，将执行结果发回监测中心
数据流格式：
F1,commandid,monitorid,status,F2

参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 08
monitorid 测点id(见测点相应表)
status 成功=1；失败=0
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、指令id、测点id、status、F2以逗号隔开。

*5.7监测设备参数配置上报
设备厂家、设备集成厂家安装和配置前端监测设备，并将最终的参数配置信息，通过UDP方式以数据流的形式传递给前端采集模块，前端采集模块完毕与中心的通讯和数据上传。
数据流格式：
F1,commandid,eqid,datatime,{eqpacode1,value1},{eqpacode2,value2},…,F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 04
eqid 设备id
datatime 时间
eqpacode 设备参数代码
value 数值
F2 数据流尾
数据流组装说明
F1、指令id、设备id、时间、设备参数、F2以逗号隔开；
设备参数代码、数值以逗号隔开；
设备参数可以根据实际情况追加或减少；
当采集时间变更后，必须重新组包，即一包只能传输一个时间点的数据。
*5.8监测设备自动/手工标定参数上报
监测设备的手工标定：由人工现场完毕的，前端监测设备将人工标定的实测值、标准值，通过UDP方式以数据流的形式传递给前端采集模块，前端采集模块完毕与中心的通讯和数据上传。
监测设备的自动标定：由数据中心下达标定指令，前端监测设备自动完毕的；数据中心将标定指令下达给前端采集模块，前端采集模块通过UDP方式以数据流的形式传递给前端监测设备，前端监测设备自动完毕标定，并通过UDP方式以数据流的形式将标定值传递给前端采集模块，前端采集模块完毕与中心的通讯和数据上传。

数据流格式：
F1,commandid,eqid,datatime,{eqpacode1,value1,stavalue1,status1},{eqpacode2,value2,stavalue2,status2},…,F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 自动05，手工06
eqid 设备id
datatime 时间（标定完毕时间）
eqpacode 设备参数代码
value 实测数值
stavalue 标准数值
status 自动标定为：标定类型 (零点\满量程\中间量程)
手工标定为：状态
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、指令id、设备id、时间、设备参数、F2以逗号隔开；
设备参数代码、实测数值、标准数值、标定类型/状态以逗号隔开；
设备参数可以根据实际情况追加或减少；
当完毕时间变更后，必须重新组包，即一包只能传输一个时间点的数据。
*5.9监测设备自动标定指令下达
数据中心下达自动标定指令，前端监测设备自动完毕标定；数据中心将标定指令下达给前端采集模块，前端采集模块通过UDP方式以数据流的形式传递给前端监测设备，前端监测设备自动完毕标定。
数据流格式：
F1,commandid,eqid,datatime,eqpacode,F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 06
eqid 设备id
datatime 时间（标定完毕时间）
eqpacode 设备参数代码
F2 数据流尾

数据流组装说明
F1、指令id、设备id、时间、设备参数、F2以逗号隔开；
设备参数每次只标定一个。

*5.10设备运营状态监控
根据管理需要，设备厂家、设备集成厂家的采集系统需要收集产污设备、污染控制、监测设备设施的异常状态，一旦出现O/1状态转换，将相应控制设施信息，通过调用相应函数、DLL库，将相应控制设施信息通过UDP方式以数据流的形式传递给前端采集模块，前端采集模块完毕与中心的通讯和数据上传。
数据流格式：
F1,commandid,eqid,datatime,{coneqcode1,stavalue1,status1},{coneqcode2,stavalue2,status2},…,F2
参数
F1 数据流头
commandid 指令id = 07
eqid 设备id
datatime 时间
coneqcode 控制设备类型代码
stavalue 　　 控制设备运营状态的数值
status 状态（0为关/1为通）
F2 数据流尾
数据流组装说明
F1、指令id、设备id、时间、控制设备、F2以逗号隔开；
控制设备类型代码、控制设备运营状态的数值、状态以逗号隔开；
控制设备可以根据实际情况追加或减少；
当时间变更后，必须重新组包，即一包只能传输一个时间点的数据。
*5.11设备控制命令传送及其定义
请各个设备厂商或集成厂商把自己的系统需要和支持的远程控制命令所有填写上，同时把控制命令的支持的参数及其描述也附上。
此外请大家就此功能提出自己的设计及其函数描述。
*5.12数据的压缩功能
定义压缩的方法和标准函数
如何打开或关闭压缩功能（1、手工配置；2、自动〔数据量大于500K〕
*5.13数据的加密功能
定义数据的加密方法和标准函数
配置文献的加密
如何打开或关闭加密功能（远程、本地手工配置）
加密密码管理

*5.14前端数据采集软件和通讯软件的通信流程描述
通讯的收发信息流程（需描述）
6. 污染物代码（emcode）
污染物种类
中文名
代码
(所有大写)
单位
标准限值位数
小数位数
气
烟尘
PM
mg/m3
*****
0
PM10
PM10
mg/m3
*****

二氧化硫
SO2
mg/m3
****
0
氮氧化物
NOX
mg/m3
****
0
烟气含氧量
O2
％
**.*
1
烟气湿度
HUM
％
**
　1
烟气温度
GT
摄氏度
***
0
流速
V
m/s
**.*
1
一氧化碳
CO
mg/m3
****
0
压力（静压）
PA
Pa

烟气量
FRA
m3
******　

不透明度
OPA
％

1
氯化氢
HCl
mg/m3
***
0
汞及其化合物
HG
mg/m3
*.*
1
污染物种类
中文名
类型代码
单位
有效数字最多位数
小数位数
水
pH
Ph

2
2
水温
WT
℃
3
1
浊度
TB
NTU
3
0
溶解氧
DO
mg/L
3
2
电导率
EC
μS/cm
3
0
氨氮
NH4-N
mg/L
4
2
总有机碳
TOC
mg/L
3
1
高锰酸盐指数
COD_Mn
mg/L
3
1
化学需氧量（重铬酸钾）
COD_Cr
mg/L
3
0
总氮
TN
mg/L
3
2
总磷
TP
mg/L
3
3
流速
VEL
m/s

　2
游离氯和总氯（活性氯）
Cl2
mg/L
3
1
流量
FRA
M3/h
9
2
色度
SD
---
---
---
悬浮物
SUS
mg/L
3
0
声
噪声

（Laeq）dB
**
1
震动

（Laeq）dB
**
1

备注：上述污染物代码仅涉及国家规定的、且有在线监测设备的指标

7. 设备参数代码表（eqpacode）
Eqpacode
中文名
英文名
说明

监控点ID

监控点名称

监控点类型

监测设备类型

污染物设备代码

检测限

测定量程

修正系数A（斜率）

修正系数B（截踞）

测试时间间隔（频率）

秒

开始测量时间

中止测量时间

是否启动标定

开始标定期间

标定周期

标准限值

实时数据上传间隔

秒

历史数据上传间隔

秒

时间同步时间间隔

天

接受数据电话号码１

接受数据电话号码２

监控点发送数据的电话号码

接受数据服务器的名称

接受数据服务器的IP地址

接受数据服务器的子网掩码

接受数据服务器的默认网关

是否切换通讯方式

GPRS心跳间隔

秒

8. 设备运营状态代码（coneqcode）
coneqcode
中文名
英文名
０
停机

１
开机

9．数据标记定义表（status）

数据标记
　标记说明
标记判断条件
N
正常

P
电源故障
指监测仪器的电源故障
F
排放源停运
对于锅炉烟气CEMS:
１、烟气温度≤４０℃，且含氧量≥１９％
２、风机停运（前提是安装监测设备运营状况的设备）
对于废水的在线监测系统
１、排水泵停运
C
校准
监测仪器处在标定期间产生的数据
M
维护
监测仪器处在维护期间产生的数据
T
超测定上限
数据大于或等于仪器量程的９５％。
D
仪器故障
监测仪器发生故障，工作不正常。
S
设定值
手工输入的设定值，非在线监测仪器测试数据。
G
未测量
表白本项目在该段时间内没有测量
X
无法标记的数据
上述所有判断的非集

10．控制命令（command）

命令标记
　参数说明
参数
Calibration（monitor_point_uid，MN,Ctype,Ttype,Ntime）
monitor_point_uid，监测点的唯一编码
由数据中心指定

MN 被标定仪器的编号
由数据中心指定

Ctype 标定的类型
取值范围（0-9）
定义：
Ctype＝0，校零（零点标定）
Ctype＝9，满量程
Ctype＝1～8， 内标点标定，仪器的其他标定点，如低量程标定、中量程标定，高量程标定等。数值与标定点由厂商自定义。

Ttype，标定的时间类型
Ttype＝0，绝对时间点
Ttype＝1，相对时间点

Ntime 时间字符串
若Ntime＝0，则Ntime为精确到秒的时间字符YYYYMMDDHHMMSS
若Ntime＝1，此时Ntime表达距离当前时间点的精确到秒时间间隔nnnnn。定义的时间间隔后再开始标定。

内标点标定，n为数字，范围为（1-8）
仪器的其他标定点，如低量程标定、中量程标定
高量程标定等。标定完毕后把测试结果传回数据中心。
Sample（monitor_point_uid,Ms,Comdtype,comd）
采样

2023年
牡丹联友：2023-11-18
天 融：2023-11-22
世纪蓝天：2023-11-24