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HJ212環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
2025.02.14

     HJ212-2017是中國環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,主要用于環(huán)境監(jiān)測設(shè)備與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。該協(xié)議定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷?、?nèi)容、通信方式等,廣泛應(yīng)用于空氣質(zhì)量、水質(zhì)等環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。本文將詳細(xì)介紹HJ212-2017協(xié)議的結(jié)構(gòu),并通過Java語言和Netty框架實(shí)現(xiàn)一個簡單的協(xié)議解析。

一、HJ212-2017協(xié)議概述

     HJ212-2017協(xié)議采用ASCII碼進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)包由多個字段組成,每個字段以分號(;)分隔。協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)如下:

ST=xx;CN=xx;PW=xx;MN=xx;Flag=xx;CP=xx;CRC=xx\r\n
  • ST:系統(tǒng)類型,表示數(shù)據(jù)來源的系統(tǒng)類型。

  • CN:命令編號,表示數(shù)據(jù)包的類型。

  • PW:密碼,用于身份驗(yàn)證。

  • MN:設(shè)備編號,唯一標(biāo)識設(shè)備。

  • Flag:標(biāo)志位,表示數(shù)據(jù)的傳輸狀態(tài)。

  • CP:數(shù)據(jù)段,包含具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

  • CRC:校驗(yàn)碼,用于數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)。

數(shù)據(jù)段(CP)結(jié)構(gòu)

     數(shù)據(jù)段(CP)是HJ212-2017協(xié)議中最重要的部分,包含了具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)段由多個數(shù)據(jù)項(xiàng)組成,每個數(shù)據(jù)項(xiàng)以逗號(,)分隔,格式如下:

DataTime=xx;xxx-Rtd=xx,xxx-Flag=xx;...
  • DataTime:數(shù)據(jù)時(shí)間,表示數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。

  • xxx-Rtd:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)值,xxx表示監(jiān)測因子代碼,Rtd表示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
  • xxx-Flag:數(shù)據(jù)標(biāo)志,表示數(shù)據(jù)的有效性。

二、基于Netty的HJ212-2017協(xié)議解析

1. 創(chuàng)建Netty服務(wù)器

     創(chuàng)建一個簡單的Netty服務(wù)器,用于接收HJ212-2017協(xié)議數(shù)據(jù)。

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;

public class HJ212Server {

    private final int port;

    public HJ212Server(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void run() throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workerGroup)
             .channel(NioServerSocketChannel.class)
             .childHandler(new ChannelInitializer() {
                 @Override
                 public void initChannel(SocketChannel ch) {
                     ch.pipeline().addLast(new StringDecoder(), new StringEncoder(), new HJ212Handler());
                 }
             })
             .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
             .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);

            ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
            bossGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port = 8080;
        new HJ212Server(port).run();
    }
}

2. 實(shí)現(xiàn)HJ212協(xié)議解析處理器

     實(shí)現(xiàn)一個HJ212Handler,用于解析HJ212-2017協(xié)議數(shù)據(jù)

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;

public class HJ212Handler extends SimpleChannelInboundHandler {

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
        // 解析HJ212協(xié)議數(shù)據(jù)
        HJ212Data data = parseHJ212Data(msg);
        if (data != null) {
            System.out.println("Received HJ212 Data: " + data);
        } else {
            System.out.println("Invalid HJ212 Data: " + msg);
        }
    }

    private HJ212Data parseHJ212Data(String data) {
        HJ212Data hj212Data = new HJ212Data();
        String[] fields = data.split(";");
        for (String field : fields) {
            String[] keyValue = field.split("=");
            if (keyValue.length == 2) {
                String key = keyValue[0];
                String value = keyValue[1];
                switch (key) {
                    case "ST":
                        hj212Data.setSt(value);
                        break;
                    case "CN":
                        hj212Data.setCn(value);
                        break;
                    case "PW":
                        hj212Data.setPw(value);
                        break;
                    case "MN":
                        hj212Data.setMn(value);
                        break;
                    case "Flag":
                        hj212Data.setFlag(value);
                        break;
                    case "CP":
                        parseCP(hj212Data, value);
                        break;
                    case "CRC":
                        hj212Data.setCrc(value);
                        break;
                    default:
                        break;
                }
            }
        }
        return hj212Data;
    }

    private void parseCP(HJ212Data hj212Data, String cp) {
        String[] cpFields = cp.split(",");
        for (String cpField : cpFields) {
            String[] keyValue = cpField.split("=");
            if (keyValue.length == 2) {
                String key = keyValue[0];
                String value = keyValue[1];
                if (key.endsWith("-Rtd")) {
                    String factor = key.substring(0, key.length() - 4);
                    hj212Data.addRtdData(factor, value);
                } else if (key.endsWith("-Flag")) {
                    String factor = key.substring(0, key.length() - 5);
                    hj212Data.addFlagData(factor, value);
                } else if (key.equals("DataTime")) {
                    hj212Data.setDataTime(value);
                }
            }
        }
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}

3. HJ212數(shù)據(jù)實(shí)體類

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class HJ212Data {
    private String st;
    private String cn;
    private String pw;
    private String mn;
    private String flag;
    private String dataTime;
    private String crc;
    private Map rtdData = new HashMap<>();
    private Map flagData = new HashMap<>();

    // Getters and Setters

    public void addRtdData(String factor, String value) {
        rtdData.put(factor, value);
    }

    public void addFlagData(String factor, String value) {
        flagData.put(factor, value);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HJ212Data{" +
                "st='" + st + '\'' +
                ", cn='" + cn + '\'' +
                ", pw='" + pw + '\'' +
                ", mn='" + mn + '\'' +
                ", flag='" + flag + '\'' +
                ", dataTime='" + dataTime + '\'' +
                ", crc='" + crc + '\'' +
                ", rtdData=" + rtdData +
                ", flagData=" + flagData +
                '}';
    }
}

4. 運(yùn)行與測試

     啟動HJ212Server后,你可以通過TCP客戶端向服務(wù)器發(fā)送HJ212-2017協(xié)議格式的數(shù)據(jù),例如

ST=32;CN=2011;PW=123456;MN=88888880000001;Flag=4;CP=DataTime=20231010120000;w01018-Rtd=12.5,w01018-Flag=N;w01019-Rtd=0.8,w01019-Flag=N;CRC=ABCD\r\n

 

 

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