DB34/T 4851.1-2024 小型水库大坝安全监测规范 第1部分：数据通信

ICS35.240.99

CCSM16

34

安徽省地方标准

DB34/T4851.1—2024

小型水库大坝安全监测规范第1部分：数

据通信

Specificationsforsafetymonitoringofsmallreservoirdams—

part1：datacommunication

2024-07-30发布2024-08-30实施

安徽省市场监督管理局发布

DB34/T4851.1—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件是DB34/T4851《小型水库大坝安全监测规范》的第1部分。DB34/T4851已经发布了以

下部分：

——第1部分：数据通信。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由安徽省水利厅提出并归口。

本文件起草单位：安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院（安徽省水利工程质量检测中

心站）、安徽省水利厅运行管理处、安徽省机电排灌总站、安徽省大禹水利工程科技有限公司。

本文件主要起草人：刘怀利、戴健、王铭铭、陈祥、刘超、张志浩、王辉、杨剑、卓超、朱小磊、

汤二伟、沈超、徐浩、刘方、商笑妍、邢朝荣、孙小冉、郎金慧、李伟。

I

DB34/T4851.1—2024

小型水库大坝安全监测规范第1部分：数据通信

1范围

本文件规定了小型水库大坝安全监测的数据通信与传输和报文传输规约。

本文件适用于小型水库大坝安全监测信息采集传输。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2260中华人民共和国行政区划代码

GB/T28181公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求

GB/T50095水文基本术语和符号标准

SL26水利水电工程技术术语

SL651水文监测数据通信规约

SL/T812.1水利监测数据传输规约第1部分：总则

DB34/T3906基层防汛监测预警系统集成规范

3术语、定义和符号

3.1术语和定义

GB/T50095、SL26界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

监测采集单元（MCU）monitoringcollectionunit

负责渗压、渗流量、表面变形、环境量等水库大坝安全监测采集汇集的装置。

3.1.2

通道号channelnumber

监测采集单元上报监测数据时用于区分水库的不同监测点位。

3.2符号

GB/T50095、SL26界定的以及表1中符号适用于本文件。

ASCⅡ：基于拉丁字母的一套电脑编码系统，规定了常用符号的二进制数表示方法。

BCD：二～十进制编码。

CRC：循环冗余码校验。

HEX：十六进制编码。

4通信与传输

1

DB34/T4851.1—2024

4.1组网结构

4.1.1小型水库安全监测站包括传感器、MCU、电源、通信设备等。

4.1.2传感器与MCU通信宜采用水工线缆、光纤、LoRa、蓝牙等方式；MCU与监测平台通信宜采用互

联网、4G/5G、北斗卫星、卫星通信、物联网等方式。

4.1.3小型水库大坝安全监测组网结构见图1。

监测平台

互联网、4G/5G、北斗卫星、卫星通信、物联网等

电源通信设备电源通信设备

监测数据采集单元（MCU）监测数据采集单元（MCU）

……

水工线缆、光纤、LoRa、蓝牙等水工线缆、光纤、LoRa、蓝牙等

传感器1……传感器N传感器1……传感器N

监测站N

监测站1

图1小型水库大坝安全监测组网结构图

4.2传感器与MCU

4.2.1通信模式

传感器与MCU的通信可分为有线通信与无线通信。

有线通信模式包括模拟通信模式与数字通信模式，具体如下：

——模拟通信模式包括但不限于振弦、开关量、4-20mA通信接口；

——数字通信模式包括但不限于RS-485、RS-422、RS-232、SDI-12通信接口。

无线通信模式，宜采用2.4G、ZigBee、蓝牙、LoRa等通信方式。

单个设备采集时间不应大于5秒，MCU单次数据采集时间不宜大于5分钟。

4.2.2传输规则

同―链路上所有设备的传输模式和串口通信参数宜相同。

基于MODBUS协议的链路传输规则应符合SL/T812.1有关规定。

4.3MCU与监测平台

4.3.1传输模式

传输模式分类

MCU与监测平台间传输模式分类见表1。

2

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表1传输模式类型

模式代号模式种类适用工作制式适用信道

M1发送/无应答自报式单向信道

M2发送/确认自报式双向信道

M3多包发送/一次确认自报式双向信道

M4查询/响应查询应答式双向信道

M5查询/多包发送响应查询应答式双向信道

M1模式

MCU为通信发起端。MCU发出报文后，监测平台只接收不需响应。可用于发送单帧自报报文，其上行

帧报文结束符为ETX，没有下行帧。

M2模式

MCU为通信发起端。MCU发出报文后，监测平台接收报文正确，应响应发送“确认”报文；监测平台

接收报文无效，则不响应。MCU收不到响应报文应启动重发机制，最多重发2次。可用于发送自报报文，

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。

M3模式

MCU为通信发起端。MCU连续发出多包报文后，监测平台正确接收全部数据包，仅应回答1次确认报

文；若有错误数据包，监测平台应发送包括错误数据包序列号（1包序列号，每包单独重发）的响应包，

MCU重发相应序列号包数据，最多重发2次。用于发送多帧自报报文。其上行帧报文结束符为ETB/ETX（收

到NAK的重发包用ETX）；下行帧为“确认/否认”帧，报文结束符为EOT/NAK/ESC。M3传输模式见图2。

MCU监测平台

启动报文（M3模式）第1帧报文ETB

启动报文（M3模式）第2帧报文ETB

启动报文（M3模式）最后1帧报文ETX响应报文

全部正确某包错误

退出发EOT结束符启动重发错包号、NAK结束符

发机制

图2M3多包发送/一次确认传输模式

M4模式

监测平台为通信发起端。监测平台发出查询请求报文后，MCU接收请求报文正确，应发送响应帧；

如MCU接收请求报文无效，则不响应。监测平台收不到响应报文应启动重发机制，最多重发2次。下行帧

为“查询/确认”帧，报文结束符为ENQ/ACK/EOT；上行帧为响应帧，报文结束符为ETB/ETX。M4传输模

式见图3。

3

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监测平台MCU

启动报文（M4模式）查询请求ENQ响应报文

TB

第1帧报文E

启动报文（M4模式）正确，发ACK确认符响应报文

TB

第2帧报文E

启动报文（M4模式）正确，发ACK确认符响应报文

文ETX

最后1帧报

启动报文（M4模式）

正确，发结束符退出

图3M4查询/响应传输模式

M5模式

监测平台为通信发起端，监测平台发出查询请求报文后，MCU接收请求报文正确，应发送响应帧；

如MCU接收请求报文无效，则不响应。MCU收到查询请求后，连续发出多包报文，监测平台正确接收全部

数据包，仅应回答1次确认报文；若有错误数据包，监测平台应发送包括错误数据包序列号（1包序列号，

每包单独重发）的响应包，MCU重发相应序列号包数据，最多重发2次。M5传输模式见图4。

监测平台MCU

启动报文（M5模式）查询请求响应报文

报文ETB

第1帧响应报文

ETB

第2帧报文

响应报文

文ETX

后一帧报

确认报文（M5模式）最

全部正确

某包错误

启动重

发EOT结束符退出

发错包号、NAK结束符发机制

图4查询/多包发送响应传输模式

4.3.2传输规则

有线通信或4G/5G通信模式下超时等待时间宜为15秒；短报文通信、卫星通信、NB-IoT通

信模式下超时等待时间宜为60秒。

发起端在规定时间内未收到响应报文，进入超时重发机制，累计超过2次，结束通信。

监测平台对新建立连接的MCU发送的报文，格式错误或鉴权无效，则回复“错误代码”确认

帧，累计超过2次，监测平台断开与MCU的连接。

自报式工作模式中，MCU发起多包报文传输时，监测平台接收第2包及以上报文，应等待到

超时退出。

查询应答式工作模式中，MCU收到查询请求并响应报文后，监测平台响应正确报文，进入下

一个进程，否则进入超时重发机制。报文重发机制见图5。

4

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报文发送方报文接收方

启动报文首次发送响应报文

超时

接收错误/

启动报文第1次重发响应报文

超时

接收错误/

启动报文第2次重发响应报文

超时

接收错误/

退出通信

图5报文传输重发机制

4.4视频站与监测平台

4.4.1视频监视站（摄像头）与监测平台宜采用RTSP协议，并具备定时报和远程唤醒功能。视频通信

传输应符合GB/T28181的规定。

4.4.2报文传输模式应采用M1、M2、M4模式。

4.4.3图片上传宜采用FTP/HTTP协议；监测平台应检验图片文件上传情况，上传失败的应下发图片重

传指令。

4.4.4水库视频站应接入省水利视频监控平台，站点接入要求应符合DB/T3906的规定。

5报文传输规约

5.1一般规定

5.1.1报文传输规约包括地址编码、通信协议、格式编码、信息要素、报文功能、报文结构的规则、

定义和约束。

5.1.2报文编码应采用HEX/BCD编码传输报文帧结构。从本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，确定适合于信道传输的单帧报文长度。数据报文、查询命令以及设置（控制）命令

报文应采用同一种编码结构，不应交叉使用。

5.1.3监测站编码要素及标识符规定见附录A，功能码定义见附录B，参数配置标识符见附录C。其他

监测站编码要素及标识符宜参照SL651的规定，对于未做规定的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、监测采集单元参数配置应采用相同的编码

方式。

5.2传感器与MCU

5.2.1通信接口

传感器分为数字接口和模拟接口。

5.2.2通信规约

通信协议宜采用MODBUS、SDI-12等通信协议，传感器与MCU通信规约应符合SL/T812.1有关规定。

5.3MCU与监测平台

5.3.1报文帧结构框架

5

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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2。

表2帧基本单元结构

起始位8个数据位停止位

“0”D0D1D2D3D4D5D6D7“1”

报文帧控制字符定义

报文帧控制字符定义见表3。

表3控制字符定义

控制字符代码对应编码功能使用说明

SOH7E7EH帧起始HEX/BCD编码报文帧起始

STX02H传输正文起始HEX编码报文帧起始

SYN16H多包传输正文起始多包发送，一次确认的传输模式中使用

ETX03H报文结束，后续无报文作为报文结束符，表示传输完成，等待退出通信

在报文分包传输时作为报文结束符，表示传输未完成，

ETB17H报文结束，后续有报文

不可退出通信

ENQ05H询问作为下行查询及控制命令帧的报文结束符

EOT04H传输结束，退出作为传输结束确认帧报文结束符，表示可以退出通信

ACK06H肯定确认，继续发送作为有后续报文帧的“确认帧”报文结束符

NAK15H否定应答，反馈重发用于要求对方重发某数据包的报文结束符

在下行确认帧代替EOT作为报文结束符，要求终端在

传输结束，终端保持在

ESC1BH线。保持在线10分钟若没有接收到监测平台命令，终

线

端退回原先设定的工作状态

帧结构框架规定

.1上行报文帧结构框架和下行报文帧结构框架分别见表4和表5。

表4上行报文帧结构框架

序号名称编码说明

1帧起始符7E7EH

2监测平台地址范围为1～255

3监测站地址

4密码密码注册时设定，长度为2字节

报头

5功能码见附录B

6报文上下行标识及长度

7报文起始符STX/SYN

8包总数及序列号报文起始符为SYN时编入该组，其他情况下省略

9报文正文

10报文结束符ETB/ETX

校验码前所有字节的CRC校验，生成多项式：X16+X15+X2+1，高位字节在

11校验码

前，低位字节在后

6

DB34/T4851.1—2024

表5下行报文帧结构框架

序号名称说明

1帧起始符7E7EH

2监测站地址

3监测平台地址范围为1～255

4密码密码注册时设定，长度为2字节

报头

5功能码

6报文上下行标识及长度

7报文起始符STX/SYN

8包总数及序列号报文起始符为SYN时编入该组，其他情况下省略

9报文正文

10报文结束符ENQ/ACK/NAK/EOT/ESC

11校验码见表5说明

地址编码

.1监测平台地址包括主服务器地址和备用服务器地址。主服务器地址为01，备用服务器地址

为02。

.2监测站地址长度为10位，监测站编码第1～6位为GB/T2260规定的行政区划代码，第7

位为水库规模（取值范围为1～5），第8～10位为顺序码。监测站地址编码示例见表6。

表6监测站地址编码示例

行政区划代

水库名称市县水库规模水库规模代码顺序码监测站地址

码

太平水库六安市金安区小（1）34150240013415024001

.3测点编码（通道号）长度为2位，应按照从水库右岸至左岸、从迎水面至背水面的顺序编

号。

密码编制规则

密码为2字节HEX码，平台站点注册时设定，平台应能远程统一修改监测站密码。监测站应设定初始

密码，初始密码与注册填报密码保持一致，入网后可由平台更改。

监测要素

.1小型水库大坝安全监测内容主要包括变形监测、渗流监测、应力应变监测、环境量监测等。

详见附录A。

.2监测要素具有唯一标识符，各监测要素标识符详见附录A。

5.3.2HEX/BCD编码传输报文帧结构

报文信息组应采用原编码传输。

对于HEX/BCD编码M1/M2/M4模式，MCU向监测平台发送信息的上行帧结构见表7；M1传输模

式类型无下行报文，监测平台向MCU发送响应信息的下行帧结构见表8。

7

DB34/T4851.1—2024

表7HEX/BCD编码M1/M2/M4模式上行帧结构定义

序号名称传输字节数说明

1帧起始符27E7EH

1字节HEX，范围为1～255。指以省（或流域机构）为

2监测平台地址1

单元，为县、市级以上分中心分配的监测平台地址

3监测站地址5编码规则见

4密码22字节HEX，编码规则见

5报头功能码11字节HEX码，见附录B

用2字节HEX编码。高4位用作上下行标识（0000表

示上行，1000表示下行）；其余12位表示报文正文长

6报文上下行标识及长度2

度，表示报文起始符之后、报文结束符之前的报文字

节数，允许长度为0001～4095

7报文起始符1STX

8报文正文不定长自报数据、响应帧内容等

9报文结束符1控制符ETX、ETB

校验码由2字节HEX构成，是校验码前所有字节的CRC

10校验码2校验，生成多项式：X16+X15+X2+1，高位字节在前，低位

字节在后

表8HEX/BCD编码M2/M4模式下行帧结构定义

序号名称传输