GB/T19705-2017
水文仪器信号与接口
Signalsandinterfacesforhydrometryinstruments
- 中国标准分类号（CCS）N93
- 国际标准分类号（ICS）07.060
- 实施日期2018-05-01
- 文件格式PDF
- 文本页数12页
- 文件大小802.01KB
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水文仪器信号与接口
国家标准 GB/T19705一2017 代替GB/T197052005 水文仪器信号与接口 Signalsandinterfaeesofhydrometryinstruments 2017-11-01发布 2018-05-01实施 中华人民共利国国家质量监督检验检疙总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T19705一2017 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 分类 4.1信号分类 4.2接口分类 5 技术要求 5.1通用技术要求 5.2传感器要求 5.3显示、记录或数传设备要求 5.4输人输出接口接插件及引脚定义要求 试验方法 6.l -般规定 6.2互换性试验 参考文献
GB/T19705一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准代替GB/T19705一2005《水文仪器信号与接口》,与GB/T19705一2005相比,除编辑性修 改外,其主要技术内容变化如下: -修改了规范性引用文件; 合并了“非智能传感器”和“智能传感器”为“传感器”, -增加了转子式流速仪(见5.2.1)、翻斗式雨量计(见5.2.2,浮子式水位计(见5.2.3),遥测蒸发 器(见5.2.4)、水文缆道测流测验仪器(见5.2.5)的接口和信号要求 -增加了部分其他传感器的接口(见5.2.6); -增加了传感器输出信号的相关内容(见5.2.9,5.2.10) 增加了“频率量接口"“网络接口"“光纤接口”(见5.3.1.l); 增加了“数传设备可具有若干继电器输出接口”(见5.3.2.4); 在“输人输出接口接插件及引脚定义”(见5.4)中增加了插件及引脚定义表格 本标准由水利部提出
本标准由全国水文标准化技术委员会(SAc/Tc199)归口
本标准负责起草单位;水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心、水利部南京水利水 文自动化研究所、江苏南水科技有限公司
本标准主要起草人:张黎明、石明华,刘平义、史占红、李玉梅、汪跃军、陈德清、张泽虹
本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T19705-2005
GB/T19705一2017 水文仪器信号与接口 范围 本标准规定了水文仪器中传感器与显示、记录或数传设备之间以及水文仪器与其他自动化系统设 备之间的信号和接口的定义,分类、技术要求及试验方法
本标准适用于水文仪器中的传感器、显示及记录仪器、数传设备以及自动化系统设备等
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是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/T13983仪器仪表基本术语 GB/T18522.2水文仪器通则第2部分;参比工作条件 水文仪器术语及符号 GB/T19677 水文基本术讲和符号标准 GB/T50095 EEE1394高性能串行总线标准(Standardforahighperformanceserialbus) 术语和定义 GB/T13983,GB/T19677、GB/T50095界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 信号 signal 可用其一种或多种特征量的变化来表示信息的物理现象
信号的含义特指水文仪器中传感器与显 示、记录或数传设备之间以及水文仪器与其他自动化系统设备之间相互传递的信息
3.2 接口 interface 两个或多个模块(或部件、设备)之间进行通讯的必要的硬件和相应的软件
是模块(或部件、设备 之间共有的边界
接口的含义特指水文仪器中传感器与显示、记录或数传设备之间以及水文仪器与其 他设备(例如计算机)之间进行通讯的硬件和相应的软件
3.3 数传设备datatransmissionequipment 数传设备指能自动完成参数的采集、传输(或具有存储和部分控制功能)的设备
分类 4.1信号分类 4.1.1水文仪器信号按信息流向分为输人信号,输出信号
传感器的测量输出信号即为显示,记录或 数传设备的输人信号
4.1.2水文仪器信号按信源的作用机理分为无源的通断信号和有源的电压信号、电流信号、频率信号、
GB/T19705一2017 电阻信号,数字信号等
4.1.3水文仪器信号按信息的呈现形式分为增量型信号和全量型信号
4.2接口分类 4.2.1水文仪器接口按功能分为专用接口和通用接口
4.2.2水文仪器接口按通讯方式分为串行接口和并行接口 5 技术要求 5.1通用技术要求 5.1.1传感器 5.1.1.1传感器的输出信号(稳定状态)在其规定的使用条件下应有唯一确定的量值含义
5.1.1.2 传感器输出信号蹦的外部接插件插人方向宜唯一,并根据使用环境的不同(水下、水上),满足 水密性、,耐压及相应IP防护等级的要求
5.1.1.3输出电压、电流、频率、电阻信号的传感器,其输出接口宜采取抗干扰措施
5.1.2显示,记录或数传设备 显示、记录或数传设备,在规定的传感器使用环境(水下,水上)中和使用条件(含沙量、流速范 5.1.2.1 圆,压力要求等,具体参数见相关的产品标准和使用手册)下,应能正确无误地获取传感器的输出信号
5.1.2.2显示、记录或数传设备输人、输出信号端的外部接插件插人方向宜是唯一的,并应满足IP55及 以上的防护要求
当有多个输人、输出接口时,宜采用不同品种或规格的接口插件
5.1.2.3连续工作的显示,记录或数传设备,其信号接口宜采取抗干扰,防雷电措施
5.2传感器要求 5.2.1转子式流速仪的接口和信号要求如下 信号发生形式有机械触点式、磁激式、光电式,电阻式等; a b 信号数与转子转速比例不限
但用于低速测量的流速仪,转子转一周,信号数应不小于1;用 于人工计数时在测速范围内每秒信号数应不大于1 信号接触阻力应不影响低速测量准确度
5.2.2翻斗式雨量计的接口和信号要求如下 mm、0.2mm1、0.5mm、1.0mm; a 翻斗的分辨力可为0.1 降雨强度测量范围为0 mm/min一 4mm/min; 信号元件可采用干簧管或其他元件; b 输出信号可以是单触点的高低电平下降沿,也可以是双触点的电平信号
c 浮子式水位计的接口和信号要求如下 5.2.3 增量型式;传感器随水位的变化,按分辨力的变量发出信号,每增加(或减少)一定水位值即发 a 出一次信号,常有可逆增量、三态增量、四态增量等方式;其信号可以是接点通断,也可以是电 平输出 全量编码型式;将水位实时数据转换成二进制编码
编码可以是全量程的,也可以是低位编 b 码,高位计算机推算
编码输出可以是并行输出或串行输出,并行输出推荐的码制为BCD码 格雷码,余三反射码
其信号可以是接点通断,也可以是电平输出
GB/T19705一2017 5.2.4遥测燕发器的接口和信号要求如下: 蒸发传感器用于将蒸发桶内蒸发量实时地转变为相应可测物理量信号,并可与其他设备通过 a 接口传输; b)定量自动补水式蒸发传感器可将蒸发量转换为可供计数的脉冲或开关信号输出 浮子式蒸发传感器可将桶内水位变化量转换成多种浮子式水位计的水位信号输出 c d)声波式蒸发传感器可将水位变化量转换为超声水位计的水位信号输出
5.2.5水文缆道测流测验仪器的接口和信号要求如下 a 水面河底信号发生器的要求为 水面、河底及流速仪信号可以用直流正、负脉冲信号区分,也可以用交直流信号区分 水下多路信号转换开关一般采用带有双触点的干湿簧管或水银开关,其舌簧管吸合安匝 22 应与磁钢磁感应强度匹配 b 水下信号发生器的要求为:水下音频振荡频率一般选择在1000Hz6000Hz之内为宜,双 音频信号可根据需要选定
水上控制装置接收灵敏度应满足下列要求 1)采样器优于0.7V; 2)超声波测深仪优于0.7V; 3 流速仪优于10mV “无线”信号传输通道要求如下 缆道“无线”信号传输由起重索,水下铅鱼及仪器和岸边水下极板通过水体组成信号传输 通道;为提高信号传输效率,水下信号输出端应作密封处理 铅鱼悬吊点上端应配置瓷绝缘子,保证铅鱼人水后有一定的信号幅度,室内接收流速仪交 流信号幅度不小于10mV 5.2.6其他传感器的信号和接口主要型式如下 通断信号及开关量; a 数字量; b 模拟量; c d 频率量; Rs-232:; ee RS-485/422; SDI-12; g SUB h) 网络(以太网、蓝牙、Zigbee); 光纤等接口
5.2.7传感器输出信号若采用一组或多组接点通断信号,其接点允许承受的最大电压,允许通过的最 大电流、输出端绝缘电阻、导通电阻、接点工作寿命均应满足产品标准的要求
5.2.8传感器的输出信号若采用TL或CMOs电平信号,应具备正逻辑电平输出,也可增加负逻辑电 平输出
当使用产品标准规定的输出信号传输电缆时,信号传输距离宜不小于100m 5.2.9传感器的输出信号采用模拟量时,宜使用4 mA一20mA或0V5V输出
5.2.10传感器的输出信号采用频率量时,其输出电平应符合CMOs电平或TTL
电平要求
5.2.11传感器的输出信号的传输距离应符合相应的接口标准要求,不应影响信号传输的准确性
传感器与显示,记录或数传设备相连的接口串行通讯时,应以约定的通讯协议进行信息交换
5.2.12 5.2.13连接在总线式接口上的传感器,应有类别号和序号或单独序号,并应将其加载到输出信号中
GB/T19705一2017 5.2.14连接到总线式接口上的传感器数量应符合总线技术条件,总线上任意传感器的接人与断开,不 应影响其他连在总线上的传感器的正常工作
5.2.15短距离密布众多传感器时,宜考虑通过传感器网络接口进行信号传输和信息交换
5.2.16传感器输出信号接插件各引脚的定义,宜与显示,记录或数传设备输人信号接口引脚定义相 -致
5.3显示、记录或数传设备要求 5.3.1输入信号接口 显示、记录或数传设备的输人信号接口型式如下 5.3.1.1 开关量及通断信号输人接口; a b 并行信号输人接口 c 串行信号输人接口(非总线) 模拟量信号输人接口 d 频率量信号输人接口 e SD-12,RS-485等总线接口; 网络接口(以太网、蓝牙、Zigbee); 8 h 光纤接口
5.3.1.2具备多个输人信号接口的显示,记录或数传设备,在一个或多个输人信号接口未接人传感器 时,不应影响设备的正常工作
5.3.1.3用于人工测读水文参数的显示设备(转子式流速仪计数器等),其输人信号接口可配置接口选 择开关和灵敏度调节装置
5.3.1.4显示、记录或数传设备的输人信号接口应具有滤波(采集水位计等信号时、整形、防抖动(采集 翻斗式雨量计、转子式流速仪等信号时)和其他抗干扰功能,不应影响传感器的测量范围以及传感器发 讯部件机械触点的性能
5.3.1.5显示、记录或数传设备与多个传感器相连时,可通过选通方式或巡采方式,分别取得各传感器 输出信号
5.3.1.6显示、记录或数传设备可通过总线接口与多个传感器相连
显示、,记录或数传设备与多个传感 器相连时,设备应能在总线上以约定的通信协议完成数据和指令的交换
显示、记录或数传设备通过总线与传感器相连时,宜通过接口电缆线为传感器供电
5.3.1.7 5.3.1.8数传设备视频输人信号的接口应符合标准IEEE1394的规定 5.3.2输出信号接口 5.3.2.1记录设备应具有RS-232,RS-485或USB等标准串行接口
5.3.2.2有线数传设备的输出接口,应有并行接口、RS232接口、RS485接口、SD-12接口、网络接口、 光纤接口等,并且设备的串行通信应遵守相关的协议 5.3.2.3无线数传设备应具备Rs-232接口或其他专用接口,与无线电台或无线模块、卫星终端机、 GPRs/GSM,CDMA,3G4G,wIFI、Zigbee等无线通讯模块相连时,设备可提供受控电源 5.3.2.4数传设备可具有若干继电器输出接口
5.3.2.5记录或数传设备可配置4mA20mA等输出接口
5.4输入输出接口接插件及引脚定义要求 5.4.1水文仪器常用接口的接插件及引脚定义应符合表1表14的规定
GB/T19705一2017 表1增量型接口插头插座引脚定义(1 引脚号 符号 B U/D1 U/D2 GND 零位脉信号 地 定义 脉冲信号 A 脉冲信号B 状态 状态 表2增量型接口插头插座引脚定义(2) 引脚号 CT U/D E+ GND 符号 定义 状态 电源 信号 地 表3并行接口插头插座引脚定义(19芯 引脚号 码型 113 14 15 16 17 18 19 格雷码 低位一高位 空 正码公共端 空 空 电源 反码公共端 空 空 空 余三反射码 低位高位 正码公共端 电源 反码公共端 表4并行接口插头插座引脚定义(26芯) 引脚号 69 1114 15 1619 10 定义 个位 个校 十位 校 百位 百校 千位 十 21 22 23 2425 26 引脚号 20 空 定义 千校 电源 状态 状态 地 注:此并行口数据采用BCD码
表5模拟量接口插头插座引脚定义 引脚号 符号 4mA20mA/(0V5V) 4mA20mA/(0V5V E+ GND 地 定义 电流/电压(+ 电流/电压(一 电源 表6Rs-232C插头插座引脚定义(25芯) 引脚号 20 22 TXD RXD RTs cCTS DSR G;ND CD DTR RI 符号 发送 接收 请求 清除 数据 载波 数据终 振铃 定义 地 数据 数据 发送 发送 准备好 侦测 端准备 指示
GB/T19705一2017 表7Rs-232C插头插座引脚定义(9芯 引脚号 DTE公头) 引脚号 5 DCE母头 符号 CD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS R！ 请求 振铃 载波 接收 发送 数据终 数据 清除 定义 地 侦测 数据 数据 端准备 准备好 发送 发送 指示 表8RS-485接口插头插座引脚定义 引脚号 GND E1 符号 B 定义 差分信号+ 差分信号 直流电源 地 表9Rs422接口插头插座引脚定义 引脚号 符号 B GND E十 接收差分 接收差分 发送差分 发送差分 地 定义 直流电源 信号十 信号 信号十 信号 表10标准USB接口插头插座引脚定义 引脚号 功能(主机) 功能(设备 VBUs(4.75v~5.25V VBUs(4.4V5.25V D D+ D十 TypxA TypeB 地 地 表11Mini型USB接口插头插座引脚定义 引脚号 功能 颜色 54321 54321 VBUs4.4V5.25 红 Mini-A Mimi-B 白 绿 D+ 54321 54321 p Im Micro-A Micro-B 地 黑 注:不同类型的UsB接口可通过相应的转接线进行连接
GB/T19705一2017 表12R45接口DTE类型引脚定义 引脚号 功能 Tx+ TX RX十 空 RX一 空 空 注;DTE是指“数据终端设备” 表13R45接口DCE类型引脚定义 引脚号 功能 RX十 RX TX+ 空 空 TX 空 注:DCE是指“数据通信设备” 表14sSD112接口引脚定义 引脚号 V十 符号 V 定义 十12V 数据线 地 5.4.2其他接口的引脚定义应符合接口标准的规定
试验方法 6.1 -般规定 传感器和显示、记录或数传设备信号和接口试验条件及方法,应符合产品标准的规定
GB/T19705一2017 6.2互换性试验 6.2.1 传感器 6.2.1.1 试验条件 在参比工作条件下试验,并符合GB/T18522.2的规定
6.2.1.2试验方法 将传感器分别与显示、记录或数传设备相连并投人工作
试验过程中应根据传感器出厂参数对显 示,记录或数传设备进行初始参数设置,不应对传感器以及显示,记录或数传设备进行任何电气或机械 调整仪器应能正常工作,其测量结果应符合该仪器产品标准的规定
6.2.2显示、记录或数传设备 6.2.2.1 试验条件 在参比工作条件下试验,并符合GB/T18522.2的规定
6.2.2.2试验方法 将显示、记录或数传设备分别与传感器相连并投人工作
试验过程中不允许对显示,记录或数传设 备以及传感器进行任何电气或机械调整,仪器应能正常工作,其测量结果应符合该仪器产品标准的 规定
GB/T19705一2017 考文 参 献 GB/T13336水文仪器系列型谱 [[2]GB/T19704水文仪器显示与记录 [[3]GB/T27994水文自动测报系统设备通用技术条件 [4]GB/T30954水文自动测报系统通用设备 [5幻 SL.180水文自动测报系统设备遥测终端机 [[6]SL651水文监测数据通信规约
水文仪器信号与接口GB/T19705-2017解析
随着国家水利事业的发展，水文监测技术日益成熟，各种水文仪器的应用也越来越广泛。然而，由于不同厂家生产的水文仪器之间存在差异，导致数据采集和处理过程中出现了很多问题。因此，为了解决这些问题，国家标准化管理委员会制定了水文仪器信号接口标准GB/T19705-2017。
该标准规定了水文仪器信号的传输格式、电气特性、接口参数和符号表示等方面的内容。具体来说，它包括以下几个方面：
- 物理接口：规定了水文仪器信号传输所使用的物理接口类型和连接方式。
- 电气特性：规定了水文仪器信号传输所需的电气特性参数，如电流、电压、功率等。
- 传输格式：规定了水文仪器信号传输所使用的数据格式和通讯协议。
该标准的制定，使得不同厂家生产的水文仪器可以基于同一标准进行设计和生产，从而保证了数据的一致性和通用性。此外，该标准还能够促进水文仪器之间的互联互通，提高水文监测的整体水平。
在实际应用中，水文仪器信号接口标准GB/T19705-2017已经得到广泛应用。例如，在水文监测站点建设中，各种水文仪器的信号接口都要符合该标准。此外，在水文数据采集和处理过程中，也需要根据该标准进行数据格式转换和解析等工作。
总之，水文仪器信号接口标准GB/T19705-2017是国家水利事业发展的重要支撑，它的出台和应用对于推动水文监测技术的进步具有重要意义。
