DB43/T 2765-2023 大坝安全监测数据通信规约

ICS27.140

CCSP59

43

湖南省地方标准

DB43/T2765—2023

大坝安全监测数据通信规约

Transmissionprotocolsfordamsafetymonitoringdata

2023-09-27发布2023-12-27实施

湖南省市场监督管理局发布

DB43/T2765—2023

目次

前言························································································································Ⅲ

1范围····················································································································1

2规范性引用文件·····································································································1

3术语、符号和代码··································································································1

4总则····················································································································3

5监测系统基本构成··································································································3

6通信与传输···········································································································3

7监测站（遥测终端)通信规约·····················································································6

8平台通信规约·······································································································11

9巡查终端通信规约·································································································15

10通信安全············································································································15

附录A（规范性）采集设备、智能传感器和其他监测设备的寄存器功能和地址表··················16

附录B（规范性）大坝安全监测元素信息标识符定义······················································19

附录C（规范性）传感器类型代码··············································································25

附录D（规范性）监测类型代码·················································································26

附录E（规范性）传输状态代码·················································································27

I

DB43/T2765—2023

II

DB43/T2765—2023

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专利的责任。

本文件由湖南省水利厅提出并归口。

本文件起草单位：湖南省水利水电科学研究院、长江水利委员会长江科学院、中电科新防务技术有

限公司、湖南省科宏大坝监测中心有限公司。

本文件主要起草人：王祥、梁经纬、伍佑伦、宋子龙、吴苏、喻成、黄跃文、潘志德、姜楚、毛索

颖、赵毕坚、李璐、韩振宇、朱渊、陈迪、杨媛丽、任朝栋、范泽中、王钦。

III

DB43/T2765—2023

IV

DB43/T2765—2023

大坝安全监测数据通信规约

1范围

本文件规定了大坝安全监测系统的数据传输网络方式、链路协议、数据通信规约等技术要求，给出

了大坝安全监测数据传输规约类标准的编制依据。

本文件适用于水利部门主管的水库大坝安全监测系统的信息采集和传输，其他部门管理的水库可参

照执行。

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/T33745物联网术语

GB/T33905.3智能传感器第3部分：术语

GB/T50095水文基本术语和符号标准

SL26水利水电工程技术术语

SL/T213水利对象分类与编码总则

SL268大坝安全自动监测系统设备基本技术条件

SL/T292水利系统通信业务技术导则

SL551土石坝安全监测技术规范

SL601混凝土坝安全监测技术规范

SL/T651水文监测数据通信规约

SL766大坝安全监测系统鉴定技术规范

SL/T803水利网络安全保护技术规范

SL/T812.1水利监测数据传输规约第1部分总则

GM/T0008安全芯片密码检测准则

3术语、符号和代码

3.1术语和定义

GB/T50095、SL26、SL/T812.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

监测平台monitoringplatform

承担水库大坝安全监测数据的接收、解析、处理、储存、转发、交互的信息化平台。

1

DB43/T2765—2023

3.1.2

监测站monitoringstation

为收集监测数据而在水库特定区域设立的，能按照预设指令或远程控制指令自动完成数据采集、存

储、处理、传输等功能的设备集合。

3.1.3

视频监视站videostation

指监控摄像头、监控网络、监控主机和显示设备集合的总称。

3.1.4

预警站warningstation

指安装有声、光报警装置的站点，依据指令或监测监视情况发出安全预警信息。

3.1.5

采集设备acquisitiondevice

指按某种数据采集方式进行数据采集的设备，具备传感器信号的采集、处理、储存、传输等功能，

如智能传感器、信号处理模块、多功能信号采集仪等设备。

3.1.6

监测要素monitoringessential

指通过监测采集设备获取的库水位、雨量、温度、渗压、渗流量、位移、应力、应变、视频及图片

等监测数据或信息。

3.1.7

信息元素informationelements

特指描述具体大坝安全监测要素（参数）属性及其情势物理量的信息体。本文主要指大坝安全监测

要素（参数）、监测站、视频监视站等设备运行参数。

3.1.8

一体化监测设备integratedmonitoringequipment

指集监测数据感知、采集、处理、传输及供电等多种功能于一体的监测设备，可直接与监测平台通

信。

3.2符号和代号

GB/T50095、SL26等标准界定的以及表1的符号、代号和缩略语适用于本标准。

表1符号、代号和缩略语

序号符号、代号内容

GNSS（GlobalNavigationSatelliteSystem）即全球导航卫星系统，它泛指所有的卫星导

1GNSS航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的Beidou、

欧盟的Galileo等

NB-IoT窄带物联网（NarrowBandInternetofThings，NB-IoT）支持低功耗设备在广域

2NB-IoT

网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网（LPWAN）

DRX非连续接收（DiscontinuousReception），是指终端仅在必要的时间段打开接收机进入

3DRX激活态用以接收下行数据，而在剩余时间段关闭接收机进入体眠态，信止接收下行数据的一

种节省终端电力消耗的工作模式

2

DB43/T2765—2023

4总则

各级各类水库大坝安全监测系统的设计与建设以及相关设备的生产制造应符合本文件的规定。

采集设备、监测站接口及数据通信协议应符合数据采集通信规约，监测站、视频监视站、预警站、

巡查终端与监测平台之间的数据传输通信协议应符合报文传输规约。

大坝安全监测系统涉及的仪器设备产品制造除应符合本文件规定外，还应符合相应国家标准、行业

标准的要求。

5监测系统基本构成

大坝安全监测平台

平台通信规约GB/T28181巡查终端通信协议TCP/IPAPI接口协议

监测站视频监视站预警站巡查终端设备

采集通信协议

采集设备（MCU）智能传感器视频摄像头预警设备

图1监测系统基本构成

监测系统应采用扁平化组网方式，所有监测站、视频监视站、预警站、巡查终端等通过监测平台接

收、解析、处理、储存、转发、交互数据信息及指令。

监测站、视频监视站、预警站、巡查终端等与监测平台之间的通信方式主要有有线网络、无线局域

网络、4G/5G、卫星通信、北斗短报文等。

已建的监测系统或监测中心站宜采用API接口与上级监测平台进行数据及功能交互。

传感器应先接入采集设备进行信号转换，再将数据传输至遥测终端；智能传感器可直接接入遥测终

端；一体化监测设备可直接与监测平台通信。

6通信与传输

6.1一般规定

6.1.1网络通信对象包括采集设备、监测站、视频监视站、预警站、巡查终端、监测平台。

6.1.2监测站与监测平台间宜采用有线网络或4G/5G通信；不具备以上通信条件的，可采用北斗短报

3

DB43/T2765—2023

文或卫星通信。监测站（遥测终端）应具备多通道通信功能，宜采用主、备通信方式。

6.1.3具备NB-IoT通信条件的，宜采用低功耗NB-IoT遥测终端或采集设备通信。

6.1.4采集设备的通信协议不应采用私有协议。

6.1.5视频、图片传输宜采用有线网络或无线中继网络；不具备以上网络条件的，可采用4G/5G通信。

有视频汇集的站点，宜采用有线网络。

6.1.6视频传输宜采用GB/T28181协议；图片传输宜采用FTP协议。

6.2采集设备与监测站

6.2.1通信模式

采集设备与监测站的通信可分为串口通信、有线网络通信以及无线通信三种模式，分别符合

以下规定：

a）串口通信模式，应采用MODBUS-RTU协议，可选用RS-485/422、RS-232等接口，宜采用RS-485

接口。

b）有线网络通信模式，宜采用MODBUS-TCP协议，可选用RJ-45接口标准或SC光纤接口标准，宜

采用光纤接口。

c）无线通信模式，宜采用2.4G、ZigBee、蓝牙、LoRa等通信方式，采用透传模式。

单个设备采集时间不应大于5秒，监测站（遥测终端）采集时间不宜大于5分钟。

6.2.2传输规则

链路上所有设备的传输模式和串口通信参数应相同；同一链路上，主站连接从站数量不应大

于32个。

基于MODBUS协议的链路传输规则依据SL/T812.1有关规定执行。

6.3监测站与监测平台

6.3.1传输模式

监测站（遥测终端）与监测平台间一般采用M1-M5传输模式，具体依据SL/T812.1规定执行。

需进行数据中转的，宜采用M6、M7传输模式。传输模式分类见表2。

表2传输模式类型

模式代号模式种类适用工作模式适用信道

M1发送/无应答自报式单向或双向通信

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

M6IoT平台发送/确认自报式双向信道

M7IoT平台查询/响应查询应答式双向信道

4

DB43/T2765—2023

监测站（遥测终端）采用卫星通信、NB-IoT、LoRa等窄带网络及北斗短报文通信的，宜采用

M3、M5传输模式。

M6、M7链路传输模式应符合下列规定：

a）M6，遥测终端发送报文通过IoT系统中转，IoT系统将收到的报文推送至监测平台，监测平台

验证报文数据是否正确后按照IoT系统协议响应报文，IoT系统再将收到的响应报文转发到遥

测终端。发送过程中，若超过15秒未接收到监测平台的响应报文，按照丢包方式处理。M6自

报式报文传输链路见图2。

图2M6IoT平台发送/确认传输模式

b）M7，DRX通信方式下，监测平台向遥测终端发出查询请求报文，IoT系统等待遥测终端接收

成功后，IoT系统回复消息；若遥测终端接收的请求报文正确，则发送响应帧；请求报文无效，

则发送“错误代码”否认帧，监测平台收到后重发查询请求。M7自报式报文传输链路见图3。

图3M7IoT平台查询/响应传输模式

6.3.2传输规则

通信超时处理应遵守下列规定：

a）有线通信或4G/5G通信模式下超时等待时间一般为30秒，短报文通信、卫星通信、NB-IoT

通信模式下超时等待时间一般为300秒。

b）发起端在规定时间内未收到响应报文，应按超时出错处理。

c）监测平台对新建立连接的遥测终端发送的报文，报文格式错误或鉴权无效，则回复“错误代

码”否认帧；累计超过2次，监测平台断开与遥测终端的连接。

d）自报式工作模式中，遥测终端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。

e）查询应答式工作模式中，遥测终端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4。

5

DB43/T2765—2023

图4报文传输重发机制

6.4视频监视站与监测平台

6.4.1传输规则

视频监视站（摄像头）与监测平台应采用TCP协议，并具备定时报和远程唤醒功能。视频传

输应符合GB/T28181要求。

报文传输模式应采用M1、M2、M4模式。

图片上传应采用FTP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。

6.5预警站与监测平台

6.5.1传输规则

预警站可与监测站或视频监视站整合。预警站宜具备多路报警通道，灯光和音频通道应独立

控制。

预警站应监测报警设备工作状态，包括报警功率、音频工作分贝、灯光状态等。

预警站应发送链路报，每日自检一次，自检后发送定时报。

6.6巡查终端与监测平台

6.6.1传输规则

巡查终端与监测平台应采用API方式传输内容，通过国密加密算法进行加密传输。

API宜采用REST协议、JSON格式传输；调用接口时，应进行身份验证或鉴权。

7监测站（遥测终端)通信规约

7.1MODBUS-RTU通信

7.1.1MODBUS-RTU帧字节结构

通信波特率采用9600bps；帧字节结构为1个起始位“0”，8个数据位，1个偶校验位，1

个停止位“1”；低位在前，高位在后，每个字节从左到右顺序发送。

表3MODBUS-RTU帧字节结构

起始位8个数据位校验位停止位

“0”D0D1D2D3D4D5D6D7偶校验位“1”

6

DB43/T2765—2023

7.1.2MODBUS－RTU报文帧

报文帧结构应符合下列规定：

a）报文帧包括1字节设备地址，1字节功能码，0到252字节数据，2字节CRC帧校验码，帧最

大为256字节，报文帧由时长至少为3.5个字节时间的空闲间隔区分。

表4MODBUS-RTU报文帧结构

起始设备地址功能码数据域CRC校验结束

≧3.5字节1字节1字节0－252字节2字节≧3.5字节

b）CRC校验采用16位循环冗余码CRC16反向校验，帧校验码前所有信息字节参与校验计算，生

成多项式为：1+X2+X15+X16，CRC传输低位字节在前、高位字节在后。

设备地址占用1个字节，地址可用区间为00H～FFH，其中00H和01H默认为广播地址，自定

义的地址区间为02H～FFH。

MODBUS通信规约常用功能码规定见表5。

表5MODBUS常用功能码规定

功能码名称作用

0x03读取保持寄存器读取数据

0x06写单个保持寄存器配置功能/写入数据

0x10写多个保持寄存器配置功能/写入数据

MODBUS数据域为主、从设备间通信的数据，包括寄存器地址、寄存器数量、数据长度、寄存

器值、异常功能码等；数据域从左向右，高位字节在前，低位字节在后。

设备的寄存器地址应符合以下要求：

a）寄存器地址为1000H～2FFFH，可用的寄存器数量总数为8096个。

b）寄存器地址由2个字节组成，第1个字节数据范围为10～2F，第2个字节数据范围是00～FF。

其中，第1个字节对应从设备类型，第2个字节对应从设备的数据寄存器类型。设备类型与寄

存器地址的第1个字节形成映射关系见表6。

表6MODBUS-RTU通信的寄存器地址

接入仪器设备类型第一个字节

采集设备（MCU)10～11

GNSS12

视频图像处理设备寄存器13

其他设备或智能传感器14

预留15～2F

c）MODBUS-RTU通信中每个寄存器地址存放2个字节数据，其数据长度依据数据类型决定。其中，

ASCII数据类型是按照ASCII码十六进制格式存放，以表示对应的ASCII码表字符。如ASCII

数据“3131313131313131”，表示字符：“11111111”。

d）采集设备寄存器功能和地址分配根据采集类型不同，应符合附表A.1～A.2规定。GNSS设备寄

存器功能和地址分配应符合附表A.3规定。视频图像处理设备的寄存器功能和地址分配应符合

7

DB43/T2765—2023

附表A.4规定。从设备为智能传感器或其他设备时，其主要寄存器功能和地址分配应符合附表

A.5规定。

当采集设备响应异常时，应发送异常功能码。异常功能码列表见表7。

表7异常功能码列表

代码功能

01非法功能

02非法数据地址

03非法数据值

04从站设备故障

7.2MODBUS-TCP通信

7.2.1MODBUS－TCP报文帧结构

MODBUS-TCP与MODBUS-RTU通信协议类似，通过MODBUS寄存器地址来交换数据，仅在硬件接

口、报文帧结构等方面有差异。报文帧结构对比见表8。

表8MODBUS报文帧结构对比

协议类型MBAPB报文头地址码功能码数据域CRC校验

MODBUSRTU无有有有有

MODBUSTCP有无有有无

MODBUS-TCP采用专用的MBAP报文头识别MODBUS应用数据单元，有7个字节，分别是传输标

志2个字节、协议标志2个字节、后续字节长度2个字节、单元标志1个字节。

表9MODBUS-TCP数据结构

域长度描述

传输标志2个字节标志MODBUS请求/响应的传输，默认为0000H

协议标志2个字节默认为0000H

MBAP报文头

长度2个字节接下来的数据长度

单元标志1个字节设备地址

功能代码1个字节与MODBUS-RTU功能码一致

数据域X个字节数据

7.3MODBUS报文格式

7.3.1查询数据：功能代码为03H，实现查询-应答功能，主设备发出查询数据帧，从设备返回响应数

据帧或错误指示帧。

表10主设备发送的报文格式

序号名称字节数说明

1从设备地址100～FFH

8

DB43/T2765—2023

表10主设备发送的报文格式（续）

序号名称字节数说明

2功能代码103H

3寄存器起始地址21000H～2FFFH

4寄存器数量20001H～007DH

5校验2CRC16，低位字节在前

表11从设备响应的报文格式

序号名称字节数说明

1从设备地址100～FFH

2功能代码103H

3数据长度12×N

4寄存器值2×NN为寄存器的数量

5校验2CRC16，低位字节在前

表12错误报文格式

序号名称字节数说明

1从设备地址100～FFH

2功能代码（差错）183H

3异常码101或02或03或04

4校验2CRC16，低位字节在前

7.3.2写入单个数据：功能代码为06H，实现采集设备单个信息的配置，主机设备发出写入数据帧，

从设备向对应的寄存器写入数据，返回响应数据帧或错误指示帧。

表13主设备发送的报文格式

序号名称字节数说明

1从设备地址100～FFH

2功能代码106H

3寄存器起始地址21000H～2FFFH

4寄存器值20000H～FFFFH

5校验2CRC16，低位字节在前

表14从设备响应的报文格式

序号名称字节数说明

1从设备地址100～FFH

2功能代码106H

9

DB43/T2765—2023

表14从设备响应的报文格式（续）

序号名称字节数说明

3寄存器起始地址21000H～2FFFH

4寄存器值20000H～FFFFH

5校验2CRC16，低位字节在前

表15错误报文格式

序号名称字节数说明

1从设备地址100～FFH

2功能代码（差错）186H

3异常码101或02或03或04

4校验2CRC16，低位字节在前

7.3.3写入多个数据：功能代码为10H，实现从设备多个信息的配置，主设备发出写入数据帧，从设

备向对应的寄存器写入数据，返回响应数据帧或错误指示帧。

表16主设备发送的报文格式

序号名称字节数说明

1从设备地址100～FFH

2功能代码1