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北京恒奧德科技有限公司 010-51666869 傳 真：010-69807135 13120411557 18701256112 聯(lián)系人：李紅慧 1575574360 1321298635 1445496132 號院16號樓317 （北京市地質工程勘察院院內(nèi)）
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新聞動態(tài)
中標喜訊！我公司在浙江環(huán)境監(jiān)測站中標數(shù)臺氣象站！
自動氣象站通訊協(xié)議
V20110831
一、協(xié)議特性
1、支持 XPH 通訊、標準 MODBUS 通訊兩種格式。
2、支持 RS-232、RS-485 通訊總線。
3、支持 19200 波特率，特殊版本可達 38400.
4、支持最大設備數(shù) 254 個。
5、數(shù)據(jù)幀最小間隔 100ms 以上。
6、使用 CRC16 數(shù)據(jù)幀錯誤檢查，多項式碼 0xA001。
二、協(xié)議說明
恒奧德站支持兩種格式的通訊協(xié)議工作，任一時刻只能使用一種通訊協(xié)
議進行通訊。下面分別對兩種通訊協(xié)議進行詳細說明。
1、XPH 通訊協(xié)議
通訊參數(shù)：波特率 9600
數(shù)據(jù)位 8 位
無校驗位
XPH 通訊協(xié)議是效仿標準 MODBUS 通訊的一個自定義版本，其并不兼容 MODBUS
通訊協(xié)議。其特點是召喚式工作，氣象站僅作為服務器，使用上位機客戶端進行
通訊。氣象站收到正確數(shù)據(jù)幀后，就回復相應的內(nèi)容，無效數(shù)據(jù)幀則不回復任何
內(nèi)容。不回復是便于多臺氣象站進行 485 總線組網(wǎng)，避免數(shù)據(jù)通訊沖突。
1）XPH 通用幀格式
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2）XPH 協(xié)議通訊碼
3)XPH 通訊協(xié)議詳細說明
對于每條通訊命令碼，進行收發(fā)過程的詳細描述，假定氣象站的地址為 0x01。
返回的通道數(shù)據(jù)都以有符號 16 進制數(shù)表示，如通道 1 的數(shù)據(jù)（包括實時數(shù)和歷
史數(shù)據(jù)）為 0x12 0x34，表示為十進制數(shù)即 4660(0x1234)。即數(shù)據(jù)字節(jié)的高位在
前，低位在后，此順序不能錯，否則數(shù)據(jù)值將錯誤。
另外，對不不同的傳感器類型，某些通道數(shù)據(jù)值需要表示 N 位小數(shù)，此時，
該通道 16 位有符號數(shù)擴大 10 的 N 次方倍。如通道 1 表示風速，帶一位小數(shù)，其
數(shù)據(jù)為 0x00 0x7B(十進制 123)，則實際風速為 12.3m/s，即讀取的數(shù)據(jù)擴大了
10 倍，其他小數(shù)以此類推。傳感器精度參數(shù)詳見說明書。
紅色字：命令碼
綠色字：CRC16 校驗碼（低字節(jié)在前，高字節(jié)在后）
藍色字：數(shù)據(jù)(高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，0x7FFF 表示無效數(shù)據(jù))
紫色字：數(shù)據(jù)長度(高字節(jié)在前，低字節(jié)在后)
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A、讀取實時環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)
客戶端發(fā)送：
01 03 00 00 F1 D8
氣象站返回：(38 字節(jié))
01 03 00 20 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F
FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 69 3F
返回數(shù)據(jù)格式說明：
16 通道對應的配置出廠時定義，根據(jù)需要而定。
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B、讀取系統(tǒng)參數(shù)配置
客戶端發(fā)送：（6 個字節(jié)）
01 03 00 20 F0 00
氣象站返回：（14 字節(jié)）
01 03 00 08 0B 08 1F 0B 00 0A 01 01 98 E0
返回數(shù)據(jù)說明：
存儲間隔：即歷史數(shù)據(jù)保存的間隔，單位為：分鐘
設備地址：設置范圍 0-254，
0 為廣播地址，一般不要隨便使用,主要用于組網(wǎng)或多播；
1-254 為正常設備地址，同一總線上必須保證唯一；
若無返回數(shù)據(jù)，則說明讀取不成功。
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C、寫入系統(tǒng)參數(shù)配置
客戶端發(fā)送：(17 字節(jié))
01 10 00 20 00 04 08 0B 08 1F 0B 00 10 00 00 59 DD
氣象站返回：（8 個字節(jié)）
01 10 00 20 00 04 C0 00
發(fā)送數(shù)據(jù)說明：
寄存器數(shù)量：該域無意義，保留該域為了向前兼容，請盡量使用說明的數(shù)值；
數(shù)據(jù)域最后一個字節(jié)，目前為設備地址設置，之前的通訊版本選擇為保留，故在
20110831 之后都要小心設置。最好是先讀取系統(tǒng)參數(shù)，然后使用讀取的設備地
址填充該字節(jié)。
若無返回數(shù)據(jù)，則說明寫入不成功，否則寫入成功。
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D、讀取歷史數(shù)據(jù)
客戶端發(fā)送：（6 個字節(jié)）
01 03 00 37 B0 0E
氣象站返回：（1044 個字節(jié)）
01 03 04 0E 00 1C D0~DN CRC16
返回數(shù)據(jù)說明：
數(shù)據(jù)長度域：為“有效數(shù)據(jù)幀數(shù)”和“數(shù)據(jù)域”兩個域字節(jié)總和。
數(shù)據(jù)域：固定大小為 1036 個字節(jié)，每幀 37 字節(jié)，故最大有效幀 1036/37=28 幀。
有效數(shù)據(jù)幀數(shù)：由于歷史數(shù)據(jù)包是等長的，該域指示數(shù)據(jù)域中包含的有效幀數(shù)，
有效幀從數(shù)據(jù)域的 0 位置開始，順序往后排列。最大有效幀為 28 幀。
歷史數(shù)據(jù)幀說明：（37 字節(jié)）
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E、重讀歷史數(shù)據(jù)
客戶端發(fā)送：
01 03 00 38 F0 0A
氣象站返回：
返回數(shù)據(jù)與“[D]讀取歷史數(shù)據(jù)”返回數(shù)據(jù)格式相同。
說明：
由于遠程數(shù)據(jù)讀取時，且歷史數(shù)據(jù)包比較大，可能會發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤。就可能
造成讀取的歷史數(shù)據(jù)在傳輸過程中出錯，從而導致某些上位機接口程序誤判讀取
歷史數(shù)據(jù)錯誤。而氣象站一旦讀取了歷史數(shù)據(jù)后不能重讀的話，就會造成某包歷
史數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。重讀歷史數(shù)據(jù)命令用于重復讀取上一次讀取的歷史數(shù)據(jù)，從
而解決錯誤丟失歷史問題。
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F、讀取登錄密碼(該命令需額外支持，默認不支持)
客戶端發(fā)送：（8 個字節(jié)）
01 03 00 61 00 04 15 d7
氣象站返回：（12 個字節(jié)）
01 03 00 61 00 04 YY YY YY YY CRC16
返回數(shù)據(jù)說明：
數(shù)據(jù)域：4 位 ASCII 碼表示的密碼，每位的范圍 0-9，即 0x30-0x39。數(shù)據(jù)域 0-3
字節(jié)對應界面輸入的左-右順序。
G、寫入登錄密碼(該命令需額外支持，默認不支持)
客戶端發(fā)送：(12 字節(jié))
01 10 00 61 00 04 YY YY YY YY CRC16
氣象站返回：(8 個字節(jié))
01 10 00 61 00 04 CRC16
寫入數(shù)據(jù)說明：
數(shù)據(jù)域：4 位 ASCII 碼表示的密碼，每位的范圍 0-9，即 0x30-0x39。數(shù)據(jù)域 0-3
字節(jié)對應界面輸入的左-右順序。
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H、復位氣象站
客戶端發(fā)送：（4 字節(jié)）
01 80 01 80
氣象站返回：
無返回
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2、標準 MODBUS 通訊協(xié)議
通訊參數(shù)：波特率 9600
數(shù)據(jù)位 8 位
無校驗位
氣象站標準 MODBUS 通訊協(xié)議使用 RTU 模式。消息幀發(fā)送至少要以 3.5 個字
符時間的停頓間隔開始，即在傳輸完每幀的最后一個字節(jié)，至少需要 3.5 個字
符時間的停頓來標定消息幀的結束。下一個新的消息幀可在此停頓后開始，整個
消息幀必須作為一連續(xù)的流傳輸。
氣象站標準 MODBUS 通訊協(xié)議僅支持讀功能，不支持配置氣象站寄存器的功
能，即不能寫入任何數(shù)據(jù)。其特點有：
①氣象站共有 16 個通道寄存器，對應 16 個通道的傳感器測量輸出值；
②寄存器最小編號固定于 0，最大編號固定于 15，不可更改；
③支持一次讀取單個、多個（寄存器編號必須連續(xù)）寄存器；
④每一通道數(shù)據(jù)占 2 個字節(jié)，高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，16 位有符號整形值；
⑤數(shù)據(jù)小數(shù)位定義，同 XPH 協(xié)議的小數(shù)定義，即 N 位小數(shù)，數(shù)據(jù)值擴大 10
的 N 次方倍。
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氣象站標準 MODBUS 通訊協(xié)議幀
外部設備發(fā)送幀：
如 01 03 00 00 00 10 44 06
設備地址：假定為 0x01，有效范圍 0-254，0 為廣播地址。
操 作 碼：固定為 0x03，即讀取操作，不支持其他操作。
起始編號：范圍 0-15，表示要讀取的第一個寄存器編號。
結束編號：范圍 1-16，表示讀取最后一個寄存器編號+1，讀取的數(shù)據(jù)不包括本
編號的寄存器內(nèi)容，僅作為結束標記，其值必須保證大于等于“起始
編號”。
氣象站返回數(shù)據(jù)幀：
如 01 03 20 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF
7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 7F FF 8C 45
數(shù)據(jù)長度：不含本身，僅表示數(shù)據(jù)域的字節(jié)數(shù)量。最大 32，最小 0。
根據(jù)讀取指令序列的“起始編號”和“結束編號”來確定。
數(shù)據(jù)長度 = （結束編號 – 起始編號）*2
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三、附錄
1、CRC16 校驗碼的計算
(1)．預置 1 個 16 位的寄存器為十六進制 FFFF（即全為 1）；稱此寄存器為 CRC 寄存器；
(2)．把第一個 8 位二進制數(shù)據(jù)（既通訊信息幀的第一個字節(jié)）與 16 位的 CRC 寄存器的低
8 位相異或，把結果放于 CRC 寄存器；
(3)．把 CRC 寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位）用 0 填補最高位，并檢查右移后的移出位；
(4)．如果移出位為 0：重復第 3 步（再次右移一位）；
如果移出位為 1：CRC 寄存器與多項式 A001（1010 0000 0000 0001）進行異或；
(5)．重復步驟 3 和 4，直到右移 8 次，這樣整個 8 位數(shù)據(jù)全部進行了處理；
(6)．重復步驟 2 到步驟 5，進行通訊信息幀下一個字節(jié)的處理；
(7)．將該通訊信息幀所有字節(jié)按上述步驟計算完成后，得到的 16 位 CRC 寄存器的高、低
字節(jié)進行交換；
(8)．最后得到的 CRC 寄存器內(nèi)容即為 CRC16 碼。(注意得到的 CRC 碼即為低前高后順序)
2、通道數(shù)據(jù)轉換
例如溫度十六進制編碼為“00 C3”，換算成二進制為“0000000 11000011”,其二進制
的第一位為“0”,所以它的值為正數(shù)，此時則可以用 1 中的的方法換算出十進制值“195”,
最后將它除以 10 后得到最終結果“19.5”。
又例如溫度十六進制編碼為“FF 3D”, 換算成二進制為“11111111 00111101” ,其
二進制的第一位為“1”,所以它的值為負數(shù)。
其具體換算步驟如下：
(1)將其二進制的的第一位替換為“0” 得到：“01111111 00111101”
(2)后 15 位取反后得到：“00000000 11000010”
(3)加上“1”后得到：“00000000 11000011”
(4)按照 1 中的正數(shù)表示方法得到十進制值“195”
(5)因為是負值所以為“-195”
(6)結果除以 10，最終結果為“-19.5”
所以：00 C3 → 19.5℃
FF 3D → -19.5℃
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