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北京恒奧德科技有限公司 010-51666869 傳 真：010-69807135 13120411557 18701256112 聯系人：李紅慧 1575574360 1321298635 1445496132 號院16號樓317 （北京市地質工程勘察院院內）
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新聞動態
中標喜訊！我公司在浙江環境監測站中標數臺氣象站！
自動氣象站通訊協議
V20110831
一、協議特性
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 254 個。
5、數據幀最小間隔 100ms 以上。
6、使用 CRC16 數據幀錯誤檢查，多項式碼 0xA001。
二、協議說明
恒奧德站支持兩種格式的通訊協議工作，任一時刻只能使用一種通訊協
議進行通訊。下面分別對兩種通訊協議進行詳細說明。
1、XPH 通訊協議
通訊參數：波特率 9600
數據位 8 位
無校驗位
XPH 通訊協議是效仿標準 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。氣象站收到正確數據幀后，就回復相應的內容，無效數據幀則不回復任何
內容。不回復是便于多臺氣象站進行 485 總線組網，避免數據通訊沖突。
1）XPH 通用幀格式
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北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
2）XPH 協議通訊碼
3)XPH 通訊協議詳細說明
對于每條通訊命令碼，進行收發過程的詳細描述，假定氣象站的地址為 0x01。
返回的通道數據都以有符號 16 進制數表示，如通道 1 的數據（包括實時數和歷
史數據）為 0x12 0x34，表示為十進制數即 4660(0x1234)。即數據字節的高位在
前，低位在后，此順序不能錯，否則數據值將錯誤。
另外，對不不同的傳感器類型，某些通道數據值需要表示 N 位小數，此時，
該通道 16 位有符號數擴大 10 的 N 次方倍。如通道 1 表示風速，帶一位小數，其
數據為 0x00 0x7B(十進制 123)，則實際風速為 12.3m/s，即讀取的數據擴大了
10 倍，其他小數以此類推。傳感器精度參數詳見說明書。
紅色字：命令碼
綠色字：CRC16 校驗碼（低字節在前，高字節在后）
藍色字：數據(高字節在前，低字節在后，0x7FFF 表示無效數據)
紫色字：數據長度(高字節在前，低字節在后)
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北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
A、讀取實時環境參數數據
客戶端發送：
01 03 00 00 F1 D8
氣象站返回：(38 字節)
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
返回數據格式說明：
16 通道對應的配置出廠時定義，根據需要而定。
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北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
B、讀取系統參數配置
客戶端發送：（6 個字節）
01 03 00 20 F0 00
氣象站返回：（14 字節）
01 03 00 08 0B 08 1F 0B 00 0A 01 01 98 E0
返回數據說明：
存儲間隔：即歷史數據保存的間隔，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；
若無返回數據，則說明讀取不成功。
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北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
C、寫入系統參數配置
客戶端發送：(17 字節)
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）
01 10 00 20 00 04 C0 00
發送數據說明：
寄存器數量：該域無意義，保留該域為了向前兼容，請盡量使用說明的數值；
數據域最后一個字節，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。最好是先讀取系統參數，然后使用讀取的設備地
址填充該字節。
若無返回數據，則說明寫入不成功，否則寫入成功。
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北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
D、讀取歷史數據
客戶端發送：（6 個字節）
01 03 00 37 B0 0E
氣象站返回：（1044 個字節）
01 03 04 0E 00 1C D0~DN CRC16
返回數據說明：
數據長度域：為“有效數據幀數”和“數據域”兩個域字節總和。
數據域：固定大小為 1036 個字節，每幀 37 字節，故最大有效幀 1036/37=28 幀。
有效數據幀數：由于歷史數據包是等長的，該域指示數據域中包含的有效幀數，
有效幀從數據域的 0 位置開始，順序往后排列。最大有效幀為 28 幀。
歷史數據幀說明：（37 字節）
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北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
E、重讀歷史數據
客戶端發送：
01 03 00 38 F0 0A
氣象站返回：
返回數據與“[D]讀取歷史數據”返回數據格式相同。
說明：
由于遠程數據讀取時，且歷史數據包比較大，可能會發生數據錯誤。就可能
造成讀取的歷史數據在傳輸過程中出錯，從而導致某些上位機接口程序誤判讀取
歷史數據錯誤。而氣象站一旦讀取了歷史數據后不能重讀的話，就會造成某包歷
史數據丟失的現象。重讀歷史數據命令用于重復讀取上一次讀取的歷史數據，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)
客戶端發送：（8 個字節）
01 03 00 61 00 04 15 d7
氣象站返回：（12 個字節）
01 03 00 61 00 04 YY YY YY YY CRC16
返回數據說明：
數據域：4 位 ASCII 碼表示的密碼，每位的范圍 0-9，即 0x30-0x39。數據域 0-3
字節對應界面輸入的左-右順序。
G、寫入登錄密碼(該命令需額外支持，默認不支持)
客戶端發送：(12 字節)
01 10 00 61 00 04 YY YY YY YY CRC16
氣象站返回：(8 個字節)
01 10 00 61 00 04 CRC16
寫入數據說明：
數據域：4 位 ASCII 碼表示的密碼，每位的范圍 0-9，即 0x30-0x39。數據域 0-3
字節對應界面輸入的左-右順序。
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H、復位氣象站
客戶端發送：（4 字節）
01 80 01 80
氣象站返回：
無返回
北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
2、標準 MODBUS 通訊協議
通訊參數：波特率 9600
數據位 8 位
無校驗位
氣象站標準 MODBUS 通訊協議使用 RTU 模式。消息幀發送至少要以 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，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的流傳輸。
氣象站標準 MODBUS 通訊協議僅支持讀功能，不支持配置氣象站寄存器的功
能，即不能寫入任何數據。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）寄存器；
④每一通道數據占 2 個字節，高字節在前，低字節在后，16 位有符號整形值；
⑤數據小數位定義，同 XPH 協議的小數定義，即 N 位小數，數據值擴大 10
的 N 次方倍。
北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
氣象站標準 MODBUS 通訊協議幀
外部設備發送幀：
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，讀取的數據不包括本
編號的寄存器內容，僅作為結束標記，其值必須保證大于等于“起始
編號”。
氣象站返回數據幀：
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
數據長度：不含本身，僅表示數據域的字節數量。最大 32，最小 0。
根據讀取指令序列的“起始編號”和“結束編號”來確定。
數據長度 = （結束編號 – 起始編號）*2
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北京恒奧德科技有限公司自動氣象站通信協議
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 位二進制數據（既通訊信息幀的第一個字節）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 位數據全部進行了處理；
(6)．重復步驟 2 到步驟 5，進行通訊信息幀下一個字節的處理；
(7)．將該通訊信息幀所有字節按上述步驟計算完成后，得到的 16 位 CRC 寄存器的高、低
字節進行交換；
(8)．最后得到的 CRC 寄存器內容即為 CRC16 碼。(注意得到的 CRC 碼即為低前高后順序)
2、通道數據轉換
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，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。
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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