DB51T 2766丘陵山地拖拉机信息采集系统数据规范.docx
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DB51T 2766丘陵山地拖拉机信息采集系统数据规范.docx
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DB51T2766丘陵山地拖拉机信息采集系统数据规范
ICS65.060.01
DB51
CCSB90
四川省地方标准
DB51/T2766—2021
丘陵山地拖拉机信息采集系统数据规范
2021-02-10发布2021-03-01实施
四川省市场监督管理局发布
目次
前言................................................................................II
1范围..............................................................................1
2规范性引用文件....................................................................1
3术语和定义........................................................................1
4缩略语............................................................................2
5拖拉机系统架构....................................................................2
6通用要求..........................................................................3
7报文应用及数据结构................................................................9
附录A(规范性)日期数据格式和浮点数据格式.........................................23
附录B(规范性)状态消息代码定义...................................................24
附录C(资料性)CRC16校验和计算...................................................25
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。
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这些专利的责任。
本文件由四川省经济和信息化厅提出、归口并解释。
本文件为首次发布。
丘陵山地拖拉机信息采集系统数据规范
1范围
本文件规定了丘陵山地拖拉机信息采集系统数据规范的术语和定义、缩略语、拖拉机系统架构、通用要求、报文应用及数据结构。
本文件适用于丘陵山地拖拉机信息采集系统服务器和拖拉机信息采集终端执行主从问答方式以及拖拉机信息采集终端主动上传方式的通信。
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/T35381.1—2017农林拖拉机和机械串行控制和通信数据网络DB51/T2567—201936.8kW以下丘陵山地拖拉机技术条件
3术语和定义
GB/T35381.1—2017、DB51/T2567—2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
丘陵山地拖拉机mountainoustractor
爬坡度不小于20°,可以在不小于15°的坡地沿等高线作业,具有自动调平功能的轮式拖拉机或能
在丘陵山区坡地作业的轮式拖拉机。
3.2
拖拉机序列号tractorserialnumber
拖拉机生产厂家用于唯一标识拖拉机的字符数字序列。
3.3
终端地址terminaladdress
系统中用于识别拖拉机的地址编码,简称终端地址。
3.4
路径path
拖拉机执行工作所需的位置序列表。
3.5
作业task
拖拉机执行的田间工作任务。
4缩略语
GB/T35381.1—2017界定的以及下列缩略语适用于本文件。
AFN:
应用功能码(ApplicationFunctionNumber)
BCD:
二进码十进数(Binary-CodedDecimal)
BEIDOU:
中国北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem)
BIN:
二进制(BINary)
CA:
受信任的颁发数字证书的机构(CertificationAuthority)
CAN:
控制器局域网络(ControllerAreaNetwork)
ECU:
电子控制单元(ElectricalControlUnit)
GPS:
全球定位系统(GlobalPositioningSystem)
IEEE:
美国电气电子工程师学会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)PEM:
一种数字证书的格式(Privacyenhancedmail)
RTP:
实时传输协议(Real-timeTransportProtocol)
RTMP:
实时消息传输协议(RealTimeMessagingProtocol)
SEQ:
消息序列号(SEQuenceNumber)
TCP:
传输控制协议(TransmissionControlProtocol)
TLS:
传输层安全(TransportLayerSecurity)
5拖拉机系统架构
5.1系统组成
拖拉机信息采集系统包括整机控制ECU、发动机ECU、速度控制系统ECU、车身调整系统ECU、机具悬挂调整系统ECU、导航系统、各种机具及服务器系统。
拖拉机信息采集系统组成如图1所示。
图1拖拉机信息采集系统组成
5.2系统描述
拖拉机整机控制ECU是拖拉机的控制中心,负责收集各个子系统采集的信息;发动机ECU控制发动机的动力输出;车身调整系统ECU根据当前车身的姿态,将整机倾角调整到规定的范围内;机具悬挂调整系统ECU根据当前的丘陵山地的坡度情况,调整机具悬挂系统的方向,将机具与地面的夹角调整到规定的范围内。
速度控制系统ECU根据整机控制ECU的指令,保证拖拉机按规定范围内的速度行驶。
导航系统
接受GPS/Beidou系统生成的拖拉机当前的位置信息,并根据整机控制ECU的指令控制拖拉机按设定的路径行驶;机具提供拖拉机的附加功能。
服务器系统与拖拉机整机控制ECU通过本标准中规定的数据规范实现对拖拉机的远程管理。
拖拉机信息采集终端就是拖拉机负责和服务器交互数据信息的整机控制ECU。
6通用要求
6.1通信方式
6.1.1协议
采用TCP作为传输层协议,应符合下列规定:
——服务器端口:
9500;
——所有保留字段都应当置为0x0;
——字节顺序采用大端模式(big-endian);
——采用TLS安全协议。
示例:
普通数值数据0x1234={byte[0]=0x12;byte[1]=0x34;}
IP地址192.168.1.2={byte[0]=192;byte[1]=168;byte[2]=1;byte[3]=2;}
6.1.2数据包
数据包由包头、数据实体、校验码和结束字符组成,数据包格式见表1。
表1数据包格式
数据包
名称
描述
数据项长度(字节)
包头
起始字符(0xFE)
固定的报文起始标志
1
报文长度L
本帧消息的长度
2
应用功能码
本报文的类型定义
1
帧序列域SEQ
本报文的序号
1
地址域
本终端的地址
9
数据实体
链路用户数据
用户数据
L1
校验码
校验和
本帧数据校验值
2
结束字符
结束字符(0xAB)
固定的报文结束标志
1
6.1.2.1报文长度L
报文长度L是整个报文数据的长度,由2字节表示,采用BIN编码,包含:
起始字符(0xFE)、长度L、功能码、帧序列域SEQ、地址域A、链路用户数据、校验和CS、结束字符(0xAB)的字节总数,应符合下列规定:
a)采用网络传输,报文长度L不大于1024;
b)用户数据项长度L1仅代表本报文包含的链路用户数据的长度。
6.1.2.2帧序列域SEQ
帧序列域SEQ为1字节,用于描述帧之间的传输序列的变化规则,由于受报文长度限制,数据无法在一帧内传输,需要分成多帧传输(每帧都应有数据单元标识,都可以作为独立的报文处理)。
帧序列域
SEQ定义见表2:
表2帧序列域SEQ定义
字节位第7~6
字节位第5~0
D7~D6
D5~D0
注1:
字节第7位到第6位,D7~D6:
用于表示本帧数据是多帧还是单帧
注2:
字节第5位到第0位,D5~D0:
用于表示本帧的在系统中的发送次序。
6.1.2.2.1发起帧序号PSEQ/响应帧序号RSEQ
6.1.2.2.1.1发起帧序号PSEQ
PSEQ取自1字节的启动帧计数器PFC的低6位计数值0~63。
拖拉机信息采集终端和管理系统服务器均有1个独立的、由1字节构成的计数范围为0~63的发起帧帧序号计数器PFC,用于记录当前发起帧的序号。
每发送1帧报文,该计数器加1,从0~63循环加1递增;重发帧则不加1。
6.1.2.2.1.2响应帧序号RSEQ
响应帧序号RSEQ等于启动报文中的PSEQ。
6.1.2.2.1.3帧序号改变规则
发送报文后,当一个期待的响应在超时规定的时间内没有被收到,如果允许重发,则该重发的启动帧序号PSEQ不变。
重发次数可设置,最多3次;重发次数为0,则不允许重发。
6.1.2.2.2多帧序列号SEQ定义
当实体数据的长度超过单帧的限制时,应采用多个帧传输数据。
多个帧数据传输时,多帧序列号SEQ定义见表3。
表3多帧序列号SEQ定义
D7
D6
含义
0
0
单帧数据包
0
1
多帧起始数据包
1
0
多帧中间数据包
1
1
多帧结束数据包
6.1.2.3地址域
6.1.2.3.1地址域格式
地址域包括行政区划码A1、终端所属部门A2、终端地址A3,格式见表4。
表4地址域A格式
地址域
数据格式
字节数
行政区划码A1
BCD
3
终端所属部门A2
BIN
2
终端地址A3
BIN
4
6.1.2.3.2行政区划码A1
行政区划码按GB2260—2017的规定执行,每个区由6位BCD码表示。
6.1.2.3.3终端所属部门A2
终端所属部门A2。
A2=0x0000为无效地址。
A2=0xFFFF表示系统广播地址。
6.1.2.3.4终端地址A3
终端地址A3。
A3=0x00000000为无效地址。
A3=0xFFFFFFFF表示广播地址。
6.1.2.4校验和
校验和是用户数据区的采用CRC16校验方式对包头和数据实体进行校验所产生的结果码,包括起始字符(0xFE)、长度L、功能码、帧序列域SEQ、地址域A、链路用户数据。
计算方法见附录C。
接收方校验流程,对于每帧:
a)检验帧的固定报文头中的开头和结束所规定的字符以及协议,标识位;
b)识别1个报文长度L;
c)每帧接收的字符数为用户数据长度L1+17;
d)帧校验和;
e)结束字符;
f)若校验失败,舍弃此帧;若无差错,则此帧数据有效。
6.2通信对象
本协议的通信对象是拖拉机信息采集终端与服务器。
6.3通信流程
由拖拉机信息采集终端发送注册请求包到服务器,服务器验证并回复成功后,拖拉机信息采集终端开始向服务器定时发送心跳包来保持连接。
拖拉机信息采集终端与服务器完成数据交互和时钟同步等功能。
通讯流程如图2所示。
图2通信流程图
6.4通信时序
拖拉机信息采集终端开机后主动向服务器发起通信连接,服务器检查并确认后,拖拉机信息采集终端应按约定周期发送心跳包以维持此连接并完成数据交互。
报文采用同步方式发送。
通信时序如图3所示。
拖拉机
注册
服务器系统
注册响应
心跳包
心跳响应
数据
数据响应
...
其他命令
命令响应
图3通信时序图
6.5通信建立
6.5.1拖拉机注册
拖拉机信息采集终端确认网络已连接的情况下,向服务器发送注册数据包。
服务器收到注册请求数据包后,判断是否允许拖拉机注册,处理方法如下:
a)若拖拉机身份数据合法,服务器向拖拉机信息采集终端返回注册正确数据包,连接建立;
b)若拖拉机身份数据非法,服务器向运行体式数据采集器返回登录失败数据包,拖拉机信息采集终端重新尝试登录服务器。
若拖拉机信息采集终端在设定的时间内没有收到服应答包,需要等待一段时候T2后重新尝试登录到服务器,T2的取值范围:
10s。
拖拉机注册流程如图4所示。
开始
注册成功
图4拖拉机注册流程图
6.5.2连接保持
拖拉机信息采集终端注册完成后,应主动给服务器发送数据或者心跳包来与服务器保持和服务器的连接,拖拉机信息采集终端按设定的时间周期T向服务器发送心跳包。
T的取值范围:
5s~10s。
服务器收到心跳包后应将拖拉机信息记录下来,同时向拖拉机信息采集终端回复心跳应答包。
当服务器在10×T秒内没有收到心跳包,认为通信链路中断,关闭会话。
当拖拉机信息采集终端在连续发送了30个心跳包后,没有收到服务器的心跳应答包,认为通信链路中断,应重新登录服务器。
拖拉机信息采集终端与服务器的连接保持流程如图5所示。
图5连接保持流程图
6.5.3实时数据传输
拖拉机注册完成后,应按服务器要求的采样周期采集数据,并按照服务器要求的传输周期和时限向指定服务器(指令内指定的IP、端口号的服务器)发送运行状态数据包,当拖拉机信息采集终端判断通信链路中断时,应停止发送。
数据传输及命令下发流程分别如图6和图7所示。
图6数据传输流程
图7命令下发流程
6.6时间同步
拖拉机应与服务器实现时间同步,并按如下要求进行:
——应采用NTP协议,平台作为NTP服务器端;
——采集设备上电时,应做一次时间同步;
——当采集设备有需要时进行时间同步。
7报文应用及数据结构
7.1应用功能码定义
应用功能码定义见表5。
表5应用功能码定义
应用功能码AFN
应用功能定义
0x01
注册命令
0x02
验证地址命令
0x03
拖拉机运行状态表命令
0x04
拖拉机车身调整状态命令
0x05
拖拉机机具悬挂调整状态命令
0x06
拖拉机作业区数据命令
0x07
故障状态命令
0x08
机具注册命令
0x09
机具状态命令
0x0A
服务器遥控机具命令
0x0B
任务下发命令
0x0C
任务起停命令
0x0D
拖拉机工作模式命令
0x0E
参数上报控制命令
0x0F
用户修改密码命令
0x10
服务器复位同步命令
0x11
服务器修改密码命令
0x12~0x2F
保留
0x30
遥控参数下发命令
0x31
比例遥控命令
0x32
数值遥控命令
0x33
摄像头命令
0x34~0x70
保留
0x71
CA证书请求命令
0x72
私钥证书请求命令
0x73
CA信任证书请求命令
0x74~0xFF
保留
7.2注册命令数据格式
7.2.1注册命令用于:
a)登记拖拉机信息并同时获取地址,其中地址是由拥有者的信息确定;
b)同步和终端间的帧序列号。
终端的帧序列号复位,从1开始。
7.2.2注册命令的数据格式见表6。
表6注册命令数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
拖拉机序列号
字符串
32
不足32位后面补零
通信卡号
BCD
6
第一个数字为0.(号码11位)
密码
字符串
6
必须6位
日期
BCD
6
符合附录A
版本
BIN
1
01开始
注1:
初始地址还没有申请,本命令地址用全F代替。
注2:
拖拉机的序列号等参数必须由生产厂家在系统中预先登记。
注3:
密码为000000则取系统的拥有者的密码。
注4:
系统中该序列号不存在,返回错误“序列号不存在”。
7.2.3注册命令响应的数据格式见表7。
表7注册命令响应数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
状态
BIN
1
符合附录B
行政区划码A1
BCD
3
—
终端所属部门A2
BIN
2
—
终端地址A3
BIN
4
—
新密码
BIN
6
—
注册IP地址
BIN
8
IPV4取前4byte.
服务器重启次数
BIN
1
—
状态数据发送间隔
BIN
1
(10秒),0表示实时发送
故障数据发送间隔
BIN
1
(10秒),0表示实时发送
注1:
本命令的用于计算校验和的初始序列号为请求的序列号。
注2:
响应的地址用刚申请的地址,如果失败用全F。
注3:
如果失败新密码用000000表示。
7.3验证地址命令数据格式
7.3.1验证地址命令用于确认拖拉机的地址,也用于服务器和终端间的帧序列号同步,终端的帧序列号复位,从1开始。
并且终端需要的配置由服务器系统发到终端。
服务器重启次数可用于终端判断服务器系统重新起动的次数。
本命令地址用已经申请的地址。
7.3.2验证地址命令的数据格式见表8。
表8验证地址命令的数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
拖拉机序列号
字符串
32
不足32位后面补零
密码
BIN
6
—
7.3.3验证地址命令响应的数据格式见表9。
表9验证地址命令响应的数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
状态
BIN
1
符合附录B
服务器重启次数
BIN
1
—
状态数据发送间隔
BIN
1
(10秒),0表示实时发送
故障数据发送间隔
BIN
1
(10秒),0表示实时发送
7.4拖拉机运行状态表命令数据格式
7.4.1本命令将拖拉机运行状态数据按设定的时间间隔上报给服务器。
7.4.2拖拉机运行状态表命令的数据格式见表10。
表10拖拉机运行状态表命令的数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
日期
BCD
6
符合附录A
里程
BIN
4
Km,每比特表示精度
速度
BIN
2
0.1km/h,每比特表示精度
转速
BIN
2
round/min,每比特表示精度
水温
BIN
2
0.1°,每比特表示精度
油量
BIN
2
0.1liter,每比特表示精度
机油压力
BIN
1
4kpa,每比特表示精度
电池电压
BIN
1
0.1V,每比特表示精度
瞬时油耗
BIN
2
L/h,每比特表示精度
车身状态(方位角AZIMUTH)
BIN
2
(0.1°)(-180~180)
车身状态(横滚角ROLL)
BIN
2
(0.1°)(-180~180)
车身状态(俯仰PITCH)
BIN
2
(0.1°)(-90~90)
定位信息(经度)
BIN
8
double
经度方位
BIN
1
E,W(东经,西经)
定位信息(纬度)
BIN
8
double
纬度方位
BIN
1
S,N(南纬,北纬)
定位信息(高度)
BIN
4
double
7.4.3拖拉机运行状态表命令响应的数据格式见表11。
表11拖拉机运行状态表命令响应的数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
状态
BIN
1
符合附录B
7.5拖拉机车身调整状态命令数据格式
7.5.1本命令将拖拉机车身调整的状态数据按设定的时间间隔上报给服务器。
7.5.2拖拉机车身调整状态命令的数据格式见表12。
表12拖拉机车身调整状态命令的数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
日期
BCD
6
符合附录A
车身X方向调整状态
BIN
2
(0.1°)(-180~180)
车身Y方向调整状态
BIN
2
(0.1°)(-180~180)
7.5.3拖拉机车身调整状态命令响应的数据格式见表13。
表13拖拉机车身调整状态命令响应的数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
状态
BIN
1
符合附录B
7.6拖拉机机具悬挂调整状态命令数据格式
7.6.1本命令将拖拉机机具悬挂调整的状态数据按设定的时间间隔上报给服务器。
7.6.2拖拉机机具悬挂调整状态的数据格式见表14。
表14拖拉机机具悬挂调整状态命令的数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
日期
BCD
6
符合附录A
机具悬挂X方向调整状态
BIN
2
(0.1°)(-180~180)
机具悬挂Y方向调整状态
BIN
2
(0.1°)(-180~180)
7.6.3拖拉机机具悬挂调整状态响应的数据格式见表15。
表15拖拉机机具悬挂调整状态命令响应的数据格式
数据项名称
数据格式
字节数
含义
状态
BIN
1
符合附录B
7.7拖拉机作业区数据命令数据格式
7.7.1拖拉机作业区数据命令数据上报给服务器。
数据点有两种类型包括边界,障碍边界。
用于路径规划。
7.7.2拖拉机作业区数据命令的数据格式见表16。
表16拖拉机作业区数据命令的数据格式
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