[PDF] HJ 212-2025 - 中国标准 英文版

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HJ 212-2025 1235 HJ 212-2025 9秒内 污染物在线自动监测监控系统 数据传输技术要求
   
基本信息
标准编号 HJ 212-2025 (HJ212-2025)
中文名称 污染物在线自动监测监控系统 数据传输技术要求
英文名称 Technical requirements for data transmission of pollutant automatic monitoring and surveillance systems
行业 环保行业标准
中标分类 Z00
字数估计 62,624

HJ 212-2025: 污染物在线自动监测监控系统 数据传输技术要求 中华人民共和国国家生态环境标准 代替 HJ 212-2017 污染物自动监测监控系统 数据传输技术要求 Technical requirements for data transmission of pollutant automatic monitoring and surveillance systems 2025-06-06发布 2026-01-01实施 生 态 环 境 部 发 布 ICS 13.020 Z 00/09 目次 前言...Ⅱ 1 适用范围...1 3 术语和定义...1 4 系统结构...2 5 现场机与上位机的协议层次...3 6 现场机与上位机的通信协议...4 7 自动监测现场仪器仪表与数采仪的通信方式...20 8 数据采集处理与上传要求...21 附录A(规范性附录) 循环冗余校验(CRC)算法和数据加密...28 附录B(规范性附录) 常用监测参数和设备信息编码表(可扩充)...31 附录C(资料性附录) 通信命令示例和拆分包及应答机制示例...49 附录D(规范性附录) 固定污染源自动监测数据计算方法...78 附录E(资料性附录) 数采仪与移动终端通信协议...80 附录F(资料性附录) 污染物排放自动监测设备联网信息确认表...81 附录G(规范性附录) 污染物排放自动监测数据有效性判定方法...85 附录H(规范性附录) 多媒体文件传输技术要求...87 前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》《中华人民共和国水污 染防治法》《中华人民共和国土壤污染防治法》《中华人民共和国海洋环境保护法》《中华人民共和国 噪声污染防治法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,指导自动监测设备与监控设备之间的 数据传输以及自动监测设备的数据采集与处理,制定本标准。 本标准规定了污染物自动监测监控系统的系统结构、现场机与上位机的协议层次、现场机与上位机 的通信协议、自动监测现场仪器仪表与数采仪的通信方式、数据采集处理与上传的技术要求。 自本标准实施之日起,HJ 75-2017(H.2条款),HJ 76-2017(B.3条款)等标准中的数据状态 标记内容在相应的国家生态环境标准实施中停止执行,上述标准条款涉及数据状态标记代码定义按照本 标准规定执行。本标准实施之日前,可按照上述标准及本标准规定执行。 本标准的附录 A、附录 B、附录 D、附录 G、附录 H为规范性附录,附录 C、附录 E、附录 F为资 料性附录。 本标准是对《污染物在线监控(监测)系统数据传输标准》(HJ 212-2017)的修订。 本标准首次发布于 2005年,原起草单位为国家环境保护总局环境应急与事故调查中心、国家环境 保护总局信息中心、中国环境监测总站、西安交大长天软件股份有限公司;2017 年第一次修订,起草 单位为西安交大长天软件股份有限公司、环境保护部信息中心、中国环境监测总站。本次为第二次修订, 主要修订内容如下: --标准名称修订为《污染物自动监测监控系统数据传输技术要求》; --增加了“用电监控”“视频监控”“数据标记”等术语和定义; --增加了“通信安全”“现场机与上位机通信带宽要求”相关要求; --增加了“用电”及“关键生产工况”监测参数的编码规则; --完善了“数据标记内容”; --增加了数据采集处理与上传要求; --附录 A增加了数据段加密示例及密钥管理流程; --附录 B 完善了现场端设备分类和编码表、现场端信息编码表;增加了设施用电监测分类和编 码表、设施用电监测参数编码表、关键生产工况行业分类和编码表、关键生产工况参数编码表; --附录D删除了水污染物的实时、分钟排放量的计算方法,水污染物浓度的分钟、小时值(加权平 均法)的计算方法,水污染物浓度的分钟、小时、日均值(算术平均法)的计算方法,烟气数据处理计算 方法;修改了水污染物小时、日排放量的计算方法,水污染物浓度日均值(加权平均法)的计算方法; --增加了附录 E数采仪与移动终端通信协议; --增加了附录 F污染物排放自动监测设备联网信息确认表; --增加了附录 G污染物排放自动监测数据有效性判定方法; --增加了附录 H多媒体文件传输技术要求。 自本标准实施之日起,《污染物在线监控(监测)系统数据传输标准》(HJ 212-2017)废止。 本标准由生态环境部生态环境监测司、生态环境执法局、法规与标准司组织制订。 本标准主要起草单位:生态环境部环境工程评估中心、西安长天长软件股份有限公司、中国环境监 测总站、生态环境部信息中心。 本标准生态环境部 2025年 6月 6日批准。 本标准自 2026年 1月 1日起实施。 本标准由生态环境部解释。 污染物自动监测监控系统数据传输技术要求 1 适用范围 本标准规定了污染物自动监测监控系统的系统结构、现场机与上位机的协议层次、现场机与上位机 的通信协议、自动监测现场仪器仪表与数采仪的通信方式、数据采集处理与上传的技术要求。 本标准适用于自动监测设备与监控设备之间的数据传输,以及自动监测设备的数据采集与处理。 2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用标准,仅注日期的版本适用于本标准。 凡是未注日期的引用标准,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。其他文件被新文件废止、 修改、修订的,新文件适用于本标准。 GB 3096 声环境质量标准 GB/T 19582(所有部分) 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 GB/T 28181 公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求 HJ 75 固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范 HJ 76 固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检测方法 HJ 353 水污染源在线监测系统(CODCr、NH3-N等)安装技术规范 HJ 356 水污染源在线监测系统(CODCr、NH3-N等)数据有效性判别技术规范 HJ 524 大气污染物名称代码 HJ 525 水污染物名称代码 HJ 1402 建筑施工噪声自动监测技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 自动监测设备 automatic monitoring equipment 安装于监测现场用于直接或间接实施环境监测或污染源监测的仪器设备,简称现场机,包含数据采 集传输设备、用电监测设备、污染物排放过程(工况)监测设备、视频采集设备等各类仪器仪表设备。 3.2 用电监控 electricity surveillance 通过用电监测设备、电力数据等,对反映生产设施、污染治理设施运行状态的电气设备的运行技术 参数(电流、电压、功率、电量等)实施的监控。 3.3 污染物排放过程(工况)监控 emission process(operating status) surveillance of pollutants 通过污染物排放过程(工况)监测设备、污染物排放过程(工况)数据等,对影响污染物排放的生 产设施和污染防治设施的运行参数(包括流量、温度、氧含量、压力等工艺参数)和电流、电压等其他 参数实施的监控。 3.4 视频监控 video surveillance 通过视频采集设备或者以视音频、通信、计算机网络等技术构建的具有视音频采集、存储、传输、 处理、显示能力的计算机系统,对污染源的产污、治污、排污、监测等环节实施的监控。 3.5 监控设备 surveillance equipment 生态环境主管部门使用的监控排污单位污染物产生、排放以及监测过程的设备、数据接收处理系统 等,通过传输网络与自动监测设备、传感器等连接,并对其发出查询和控制等指令,简称上位机。 3.6 数据采集传输设备 equipment of data collection and transmission 采集各种类型监测仪器仪表的数据、完成数据存储及与上位机数据传输通信功能的单片机、嵌入式 计算机、可编程自动化控制器(Programmable Automation Controller,PAC)或可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller,PLC)等,简称数采仪。 3.7 污染物自动监测监控系统 automatic monitoring and surveillance systems of pollutants 由自动监测设备、数据传输网络、监控设备组成。 3.8 零点校准与调整 zero calibration and adjustment 采用零点校准液、零点气、校准装置作为试样校准或其他方式,将仪器示值调整为标称值的过程。 3.9 量程校准与调整 range calibration and adjustment 采用量程校准液、标准气体样品、校准装置作为试样校准或其他方式,将仪器示值调整为标称值的 过程。 3.10 数据标记 data mark 识别生产设施、污染治理设施的运行工况及现场机运行状态,用字符分类自动标记的操作。 4 系统结构 污染物自动监测监控系统从底层逐级向上可分为现场机、传输网络和上位机三个层次。上位机通过 传输网络与现场机通信(包括发起、数据交换、应答等)。 污染物自动监测监控系统有两种构成方式: a) 系统构成方式 1,一台(套)现场机集自动监测仪器、存储和通信传输功能为一体,可直接通 过传输网络与上位机相互接收和发出命令,系统构成方式示意图见图 1。 b) 系统构成方式 2,现场有一套或多套自动监测仪器,监测仪器具有数字(模拟)输出接口,连 接到独立的数采仪,上位机通过传输网络与数采仪通信(包括发起、数据交换、应答等),系 统构成方式示意图见图 2。 上位机 传输网络 现场机 自动监测仪器 图 1 系统构成方式 1示意图 上位机 传输网络 现场机 数采仪或控制单元 自动监测仪器 图 2 系统构成方式 2示意图 5 现场机与上位机的协议层次 现场机与上位机通信接口应满足选定的传输网络的要求。 本标准规定的数据传输协议对应于国际标准化组织提出的开放式通信系统互连参考模型 (International Standards Organization/Open System Interconnection,ISO/OSI)定义的协议模型的应用层, 在基于不同传输网络的现场机与上位机之间提供交互通信。 数据传输通信协议结构示意图见图 3。 上位机 现场机 应用层 应用层 基础传输层 基础传输层 图 3 数据传输通信协议结构示意图 本标准中的基础传输层建构在传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP)上,适用于以下通信介质: a)通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS); b)非对称数字用户环路(Asymmetrical Digital Subscriber Loop,ADSL); c)码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA); d)宽频分码多重存取(Wideband CDMA,WCDMA); e)时分同步 CDMA(Time Division - Synchronous CDMA,TD-SCDMA); f)宽带 CDMA技术(CDMA2000); g)电力线通信(Power Line Communication,PLC); h)分时长期演进(Time Division Long Term Evolution,TD-LTE); i)频分双工长期演进(Frequency Division Duplex Long Term Evolution,FDD-LTE); j)微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX); k)窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT); l)卫星通信技术(Satellite Communication Technology,包括 FDMA、TDMA、CDMA、SDMA等)。 由上述一种或多种通信介质构成本标准所称的传输网络。 本标准的应用层依赖于基础传输层,基础传输层采用 TCP/IP协议(TCP/IP协议有 4层,即网络接 口层,网络层,传输层,应用层),TCP/IP协议建构在所选用的传输网络上,由 TCP/IP协议中的网络 接口层实现与传输网络的接口,本标准的应用层替代 TCP/IP协议中的应用层。 6 现场机与上位机的通信协议 6.1 应答模式 完整的命令由请求方发起、响应方应答组成,具体步骤如下: a)请求方发送请求命令给响应方; b)响应方接到请求后,向请求方发送请求应答(握手完成); c)请求方收到请求应答后,等待响应方回应执行结果;如果请求方未收到请求应答,按请求回应 超时处理; d)响应方执行请求操作; e)响应方发送执行结果给请求方; f)请求方收到执行结果,命令完成;如果请求方没有接收到执行结果,按执行超时处理。 6.2 超时重发机制 6.2.1 请求回应的超时 请求回应超时的判定规则如下: a)一个请求命令发出后在规定的时间内未收到回应,视为超时; b)超时后重发,重发超过规定次数后仍未收到回应视为通信不可用,通信结束; c)超时时间根据具体的通信方式和任务性质可自定义; d)超时重发次数根据具体的通信方式和任务性质可自定义。 6.2.2 执行超时 请求方在收到请求应答(或一个分包)后规定时间内未收到返回数据或命令执行结果,认为超时, 命令执行失败,请求操作结束。 缺省超时及重发次数定义(可扩充)见表 1。 表 1 缺省超时及重发次数定义表 通信类型 缺省超时定义(s) 重发次数 GPRS 10 3 CDMA 10 3 ADSL 5 3 WCDMA 10 3 TD-SCDMA 10 3 CDMA2000 10 3 PLC 10 3 TD-LTE 10 3 FDD-LTE 10 3 WiMAX 10 3 NB-IoT 30 5 6.3 通信协议数据结构 6.3.1 总体结构 所有的通信包都是由 ASCII码(汉字除外,采用 UTF-8码、8位、1字节)字符组成。通信包应 按图 4顺序组包。虚线框表示非必要内容。 通信包组成 包头 数据段长度 CRC校验 包尾 数据段 请求编码 命令编码 数采仪入网编码 标志位 密码 总包数 包号 指令参数 系统编码 补传标志 必要内容 非必要内容 图 4 通信协议数据结构示意图 6.3.2 通信包结构组成 通信包结构组成见表 2。 表 2 通信包结构组成表 名称 类型 长度 描述 包头 字符 2 固定为## 数据段长度 十进制整数 4 数据段的 ASCII字符数,例如:长 255,则写为“0255” 数据段 字符 [0, 1024] 变长的数据,详见 6.3.3的表 3 CRC校验 十六进制整数 4 数据段的校验结果,CRC校验算法见附录 A。接收到一条命令, 如果 CRC错误,执行结束 包尾 字符 2 固定为< CR >< LF >(回车、换行) 6.3.3 数据段结构组成 数据段结构组成见表 3,表 3中“长度”包含字段名称、半角“=”、字段内容三部分内容。 表 3 数据段结构组成表 名称 类型 长度 描述 请求编码 QN 字符 20 精确到毫秒的时间戳:QN=YYYYMMDDhhmmsszzz,用来唯一标识一 次命令交互。 系统编码 ST 字符 5 ST=系统编码,系统编码取值详见 6.7.1.2的表 7。 命令编码 CN 字符 7 CN=命令编码,命令编码取值详见 6.7.5.2的表 12。 访问密码 PW 字符 9 PW=设备访问密码。 数采仪入网编码 MN 字符 27 MN=数采仪入网编码,MN编码联网激活后由上位机根据CPUID、MAC 等硬件指纹数据赋码,用于唯一标识一个数据传输设备。由 24个字符 组成,字符集为 0~9,A~F。 拆分包及应答标志 Flag 整数(0-255) [6, 8] Flag=标志位,标志位包含标准版本号、是否拆分包、数据是否应答。 包括 V5、V4、V3、V2、V1、V0、A、D。 V5~V0:标准版本号;Bit:000000表示 HJ/T 212-2005,000001表 示 HJ 212-2017,000010表示本次修订版本号。 A:是否有数据包序号;Bit:1表示数据包中包含包号和总包数两部分, 0表示数据包中不包含包号和总包数两部分。 D:命令是否应答;Bit:1表示应答,0表示不应答。 示例:Flag= 9的二进制编码 00001001,表示版本号为本次修订,需要 应答且数据段不包含拆分包。 总包数 PNUM 字符 6 PNUM指示本次通信中总共包含的包数;不分包时无本字段。 包号 PNO 字符 5 PNO指示当前数据包的包号;不分包时无本字段。 补传标志 RF 字符 4 RF=1,标志数据报文属于补传报文;非补传时,无本字段。 指令参数 CP 字符 [0, 950] CP=&&数据区&&,数据区定义见 6.3.4。 6.3.4 数据区 6.3.4.1 结构定义 字段与其值使用半角“=”连接;在数据区中,同一项目不同类别的值之间用半角“,”分隔,不 同项目之间用半角“;”分隔。 6.3.4.2 字段定义 6.3.4.2.1 字段名 字段名区分大小写,单词的首字母为大写,其他部分为小写。 6.3.4.2.2 数据类型 数据类型定义见表 4。 表 4 数据类型表 数据类型 取值说明 C 字符型字符串,如 C4表示最多 4位的字符型字符串,不足 4位按实际位数。 数字型字符串,如 N5表示最多 5位的数字型字符串,不足 5位按实际位数;如 N14.2表示 14位整数 和 2位小数,带小数点,带符号,最大长度为 18。 YYYY 日期年,如 2024表示 2024年。 MM 日期月,如 06表示 6月。 DD 日期日,如 23表示 23日。 hh 时间小时,24小时制,如 11表示 11时。 mm 时间分钟,如 53表示 53分钟。 ss 时间秒,如 15表示 15秒。 zzz 时间毫秒,如 223表示 223毫秒。 6.3.4.2.3 字段对照表 字段对照表见表 5,表 5中“宽度”仅包含该字段的内容长度。 表 5 字段对照表 字段名 描述 字符集 宽度 取值说明 SystemTime 系统时间 0~9 N14 YYYYMMDDhhmmss QnRtn 请求回应代码 0~9 N3 取值详见 6.7.3的表 9。 ExeRtn 执行结果回应代码 0~9 N3 取值详见 6.7.2的表 8。 RtdInterval 实时采样数据上传间隔 0~9 N4 单位为 s,取值[1, 3600]。 MinInterval 分钟数据上传间隔 0~9 N2 单位为 min,在一套系统中,分钟数据上 传间隔只能设置一个值。取值可从 1、2、 3、4、5、6、10、12、15、20、30中选取。 RestartTime 数采仪开机时间 0~9 N14 YYYYMMDDhhmmss xxxxxx-SampleTime 监测参数采样时间 0~9 N14 YYYYMMDDhhmmss,水质自动分析仪从 混匀桶内开始采样的时间; “xxxxxx”是监测参数编码,监测参数编 码取值详见附录 B。 xxxxxx-CompleteTime 监测参数完成测量时间 0~9 N14 表示仪器每次测量完成输出测量值的时间。 xxxxxx-Rtd 监测参数实时采样数据 0~9 - 在大气污染源监测时表示标准状态下干 基值。 xxxxxx-WcRtd 监测参数实时工况采样数据 0~9 - 在大气污染源监测时表示实测工况值(热 态值)。 xxxxxx-RawRtd 监测参数实时原始采样数据 0~9 - 自动监测设备测量的一次物理量 xxxxxx-WcMin 监测参数指定时间段内的工 况数据最小值 0~9 - 表 5 字段对照表(续表) 字段名 描述 字符集 宽度 取值说明 xxxxxx-WcAvg 监测参数指定时间段内的工 况数据平均值 0~9 - 在大气污染源监测时表示平均工况值(热 态值)。 xxxxxx-WcMax 监测参数指定时间段内的工 况数据最大值 0~9 - xxxxxx-RawMin 监测参数指定时间段内的原 始数据最小值 0~9 - xxxxxx-RawAvg 监测参数指定时间段内的原 始数据平均值 0~9 - xxxxxx-RawMax 监测参数指定时间段内的原 始数据最大值 0~9 - 未经修正的一次物理量,如:颗粒物测量 一次物理量。 xxxxxx-Min 监测参数指定时间内最小值......

相关标准: GB/T 24021  HJ 417  HJ 511  GB/T 24021