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北京恒奥德科技有限公司 010-51666869 传 真：010-69807135 13120411557 18701256112 联系人：李红慧 1575574360 1321298635 1445496132 号院16号楼317 （北京市地质工程勘察院院内）
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新闻动态
中标喜讯！我公司在浙江环境监测站中标数台气象站！
自动气象站通讯协议
V20110831
一、协议特性
1、支持 XPH 通讯、标准 MODBUS 通讯两种格式。
2、支持 RS-232、RS-485 通讯总线。
3、支持 19200 波特率，特殊版本可达 38400.
4、支持最大设备数 254 个。
5、数据帧最小间隔 100ms 以上。
6、使用 CRC16 数据帧错误检查，多项式码 0xA001。
二、协议说明
恒奥德站支持两种格式的通讯协议工作，任一时刻只能使用一种通讯协
议进行通讯。下面分别对两种通讯协议进行详细说明。
1、XPH 通讯协议
通讯参数：波特率 9600
数据位 8 位
无校验位
XPH 通讯协议是效仿标准 MODBUS 通讯的一个自定义版本，其并不兼容 MODBUS
通讯协议。其特点是召唤式工作，气象站仅作为服务器，使用上位机客户端进行
通讯。气象站收到正确数据帧后，就回复相应的内容，无效数据帧则不回复任何
内容。不回复是便于多台气象站进行 485 总线组网，避免数据通讯冲突。
1）XPH 通用帧格式
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
2）XPH 协议通讯码
3)XPH 通讯协议详细说明
对于每条通讯命令码，进行收发过程的详细描述，假定气象站的地址为 0x01。
返回的通道数据都以有符号 16 进制数表示，如通道 1 的数据（包括实时数和历
史数据）为 0x12 0x34，表示为十进制数即 4660(0x1234)。即数据字节的高位在
前，低位在后，此顺序不能错，否则数据值将错误。
另外，对不不同的传感器类型，某些通道数据值需要表示 N 位小数，此时，
该通道 16 位有符号数扩大 10 的 N 次方倍。如通道 1 表示风速，带一位小数，其
数据为 0x00 0x7B(十进制 123)，则实际风速为 12.3m/s，即读取的数据扩大了
10 倍，其他小数以此类推。传感器精度参数详见说明书。
红色字：命令码
绿色字：CRC16 校验码（低字节在前，高字节在后）
蓝色字：数据(高字节在前，低字节在后，0x7FFF 表示无效数据)
紫色字：数据长度(高字节在前，低字节在后)
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
A、读取实时环境参数数据
客户端发送：
01 03 00 00 F1 D8
气象站返回：(38 字节)
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
返回数据格式说明：
16 通道对应的配置出厂时定义，根据需要而定。
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
B、读取系统参数配置
客户端发送：（6 个字节）
01 03 00 20 F0 00
气象站返回：（14 字节）
01 03 00 08 0B 08 1F 0B 00 0A 01 01 98 E0
返回数据说明：
存储间隔：即历史数据保存的间隔，单位为：分钟
设备地址：设置范围 0-254，
0 为广播地址，一般不要随便使用,主要用于组网或多播；
1-254 为正常设备地址，同一总线上必须保证唯一；
若无返回数据，则说明读取不成功。
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
C、写入系统参数配置
客户端发送：(17 字节)
01 10 00 20 00 04 08 0B 08 1F 0B 00 10 00 00 59 DD
气象站返回：（8 个字节）
01 10 00 20 00 04 C0 00
发送数据说明：
寄存器数量：该域无意义，保留该域为了向前兼容，请尽量使用说明的数值；
数据域最后一个字节，目前为设备地址设置，之前的通讯版本选择为保留，故在
20110831 之后都要小心设置。最好是先读取系统参数，然后使用读取的设备地
址填充该字节。
若无返回数据，则说明写入不成功，否则写入成功。
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
D、读取历史数据
客户端发送：（6 个字节）
01 03 00 37 B0 0E
气象站返回：（1044 个字节）
01 03 04 0E 00 1C D0~DN CRC16
返回数据说明：
数据长度域：为“有效数据帧数”和“数据域”两个域字节总和。
数据域：固定大小为 1036 个字节，每帧 37 字节，故最大有效帧 1036/37=28 帧。
有效数据帧数：由于历史数据包是等长的，该域指示数据域中包含的有效帧数，
有效帧从数据域的 0 位置开始，顺序往后排列。最大有效帧为 28 帧。
历史数据帧说明：（37 字节）
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
E、重读历史数据
客户端发送：
01 03 00 38 F0 0A
气象站返回：
返回数据与“[D]读取历史数据”返回数据格式相同。
说明：
由于远程数据读取时，且历史数据包比较大，可能会发生数据错误。就可能
造成读取的历史数据在传输过程中出错，从而导致某些上位机接口程序误判读取
历史数据错误。而气象站一旦读取了历史数据后不能重读的话，就会造成某包历
史数据丢失的现象。重读历史数据命令用于重复读取上一次读取的历史数据，从
而解决错误丢失历史问题。
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
F、读取登录密码(该命令需额外支持，默认不支持)
客户端发送：（8 个字节）
01 03 00 61 00 04 15 d7
气象站返回：（12 个字节）
01 03 00 61 00 04 YY YY YY YY CRC16
返回数据说明：
数据域：4 位 ASCII 码表示的密码，每位的范围 0-9，即 0x30-0x39。数据域 0-3
字节对应界面输入的左-右顺序。
G、写入登录密码(该命令需额外支持，默认不支持)
客户端发送：(12 字节)
01 10 00 61 00 04 YY YY YY YY CRC16
气象站返回：(8 个字节)
01 10 00 61 00 04 CRC16
写入数据说明：
数据域：4 位 ASCII 码表示的密码，每位的范围 0-9，即 0x30-0x39。数据域 0-3
字节对应界面输入的左-右顺序。
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
H、复位气象站
客户端发送：（4 字节）
01 80 01 80
气象站返回：
无返回
北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
2、标准 MODBUS 通讯协议
通讯参数：波特率 9600
数据位 8 位
无校验位
气象站标准 MODBUS 通讯协议使用 RTU 模式。消息帧发送至少要以 3.5 个字
符时间的停顿间隔开始，即在传输完每帧的最后一个字节，至少需要 3.5 个字
符时间的停顿来标定消息帧的结束。下一个新的消息帧可在此停顿后开始，整个
消息帧必须作为一连续的流传输。
气象站标准 MODBUS 通讯协议仅支持读功能，不支持配置气象站寄存器的功
能，即不能写入任何数据。其特点有：
①气象站共有 16 个通道寄存器，对应 16 个通道的传感器测量输出值；
②寄存器最小编号固定于 0，最大编号固定于 15，不可更改；
③支持一次读取单个、多个（寄存器编号必须连续）寄存器；
④每一通道数据占 2 个字节，高字节在前，低字节在后，16 位有符号整形值；
⑤数据小数位定义，同 XPH 协议的小数定义，即 N 位小数，数据值扩大 10
的 N 次方倍。
北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
气象站标准 MODBUS 通讯协议帧
外部设备发送帧：
如 01 03 00 00 00 10 44 06
设备地址：假定为 0x01，有效范围 0-254，0 为广播地址。
操 作 码：固定为 0x03，即读取操作，不支持其他操作。
起始编号：范围 0-15，表示要读取的第一个寄存器编号。
结束编号：范围 1-16，表示读取最后一个寄存器编号+1，读取的数据不包括本
编号的寄存器内容，仅作为结束标记，其值必须保证大于等于“起始
编号”。
气象站返回数据帧：
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
数据长度：不含本身，仅表示数据域的字节数量。最大 32，最小 0。
根据读取指令序列的“起始编号”和“结束编号”来确定。
数据长度 = （结束编号 – 起始编号）*2
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北京恒奥德科技有限公司自动气象站通信协议
三、附录
1、CRC16 校验码的计算
(1)．预置 1 个 16 位的寄存器为十六进制 FFFF（即全为 1）；称此寄存器为 CRC 寄存器；
(2)．把第一个 8 位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与 16 位的 CRC 寄存器的低
8 位相异或，把结果放于 CRC 寄存器；
(3)．把 CRC 寄存器的内容右移一位（朝低位）用 0 填补最高位，并检查右移后的移出位；
(4)．如果移出位为 0：重复第 3 步（再次右移一位）；
如果移出位为 1：CRC 寄存器与多项式 A001（1010 0000 0000 0001）进行异或；
(5)．重复步骤 3 和 4，直到右移 8 次，这样整个 8 位数据全部进行了处理；
(6)．重复步骤 2 到步骤 5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；
(7)．将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到的 16 位 CRC 寄存器的高、低
字节进行交换；
(8)．最后得到的 CRC 寄存器内容即为 CRC16 码。(注意得到的 CRC 码即为低前高后顺序)
2、通道数据转换
例如温度十六进制编码为“00 C3”，换算成二进制为“0000000 11000011”,其二进制
的第一位为“0”,所以它的值为正数，此时则可以用 1 中的的方法换算出十进制值“195”,
最后将它除以 10 后得到最终结果“19.5”。
又例如温度十六进制编码为“FF 3D”, 换算成二进制为“11111111 00111101” ,其
二进制的第一位为“1”,所以它的值为负数。
其具体换算步骤如下：
(1)将其二进制的的第一位替换为“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 中的正数表示方法得到十进制值“195”
(5)因为是负值所以为“-195”
(6)结果除以 10，最终结果为“-19.5”
所以：00 C3 → 19.5℃
FF 3D → -19.5℃
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