电表通信协议 DLT645-1997：从帧结构到实战解析，一文打通“抄表“全流程

以为抄电表就是发个命令读个数？DLT645-1997 协议里藏着地址反序、数据加偏移、校验和截断三个连环坑，踩中一个，整条链路就断了。

问题现场

那年第一次做智能电表采集项目，自信满满地写好了串口通信代码。

对着协议文档，按部就班拼帧、发命令、等回复。

结果电表像哑了一样，串口收到的是一片乱码。

最后发现：地址域要低字节在前；数据标识发送前要加 0x33；校验和只取低 8 位。

这篇文章，就是想把 DL/T 645-1997 协议从头到尾讲清楚。

原理

1. 协议是什么？

DL/T 645-1997 是中国电力行业标准，全名叫"多功能电能表通信规约"。

它规定了主站（抄表终端/集中器）和从站（电表）之间怎么通过串口交换数据。

物理层通常是 RS-485，半双工、主从模式。

简单说就是：一问一答，你不问，它不说。

生活类比：就像去快递柜取件，必须先输入取件码（发命令），柜子才会弹出包裹（返回数据）。

2. 帧结构：一帧长什么样？

这是整个协议的地基。先记住这张表：

复制代码

| 前导码 | 起始符 | 地址域 | 起始符 | 控制码 | 数据长度 | 数据域 | 校验码 | 结束符 |
| FE FE..|  68    | 6字节  |  68    |  1字节 |  1字节   | N字节  | 1字节  |  16   |

逐字段说明：

前导码（0~4 字节 FE）

这不是协议强制要求的，但很多老电表需要它来"唤醒"。

收到 FE 后，接收端开始同步波特率。

实战中建议发 4 个 FE，兼容性最好。

解析接收数据时，前面若干个 FE 可以直接忽略。

起始符（68H）

帧的开头和地址域后面各有一个 0x68。

两个 0x68 把地址域夹在中间，方便软件在噪声中定位有效帧。

地址域（6 字节 BCD）

这是电表的通信地址，12 位 BCD 编码。

重点来了：低字节在前，高字节在后。

比如电表地址是 000000000123，在帧里排列为 23 01 00 00 00 00。

如果地址不足 6 字节，用 AAH 补齐。

广播地址是 999999999999（全 99），所有电表都会响应。

控制码（1 字节）

8 位二进制，每一位都有含义：

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D7：方向位（0=主站发出，1=从站应答）
D6：异常标志（0=正常，1=从站出错）
D5：后续帧标志（0=无后续，1=还有数据帧跟在后面）
D4~D0：功能码

常用功能码：

功能码	D7~D0	说明
读数据	00001	主站请求读取
读后续	00010	续读上一帧剩余数据
写数据	00100	主站写入参数
修改密码	01111	修改电表通信密码

从站正常应答时，D7 翻转为 1。

比如主站发读数据命令（控制码 = 0x01），从站正常应答（控制码 = 0x81）。

如果从站出错，D6 也置 1（控制码 = 0xC1）。

数据长度（1 字节）

数据域的字节数。

值为 0 表示没有数据域。

数据域（N 字节）

这是最容易被坑的地方。

发送前，数据域的每一个字节都要加 0x33。

接收后，每一个字节都要减 0x33还原。

为什么要加偏移？因为防止数据域里的字节和帧定界符 0x68、0x16 冲突。

加了 0x33 之后，数据域里的字节范围从 0x00~0xFF 变成了 0x33~0xD2（加上进位溢出后是 0x33_0x32+33=0x330xFF，但关键是不会出现 0x68 和 0x16 的原始值）。

生活类比：就像快递单上不能写"炸弹"两个字，得把敏感词替换成编码。电表协议把可能和帧头帧尾撞车的字节，统一加了 0x33 的"伪装"。

校验码（1 字节）

计算方法：从第一个 0x68 开始，到校验码之前的所有字节，做模 256 的算术累加和。

就是简单的加法，溢出自然截断，只保留低 8 位。

不是 CRC，不是异或，就是加法。

这一点和 Modbus 的 CRC 校验完全不同，千万别搞混。

结束符（16H）

帧的尾巴，固定 0x16。

3. 数据标识：读的是哪个数据？

数据标识（DI）告诉你这一帧要读/写哪个数据项。

1997 版协议用的是 2 字节标识（DI1-DI0），比 2007 版的 4 字节简单。

四大类数据标识：

类别	DI1 范围	DI0 范围	说明
电能量	90~99	10~6E	正/反向有功/无功电能
最大需量	A0~A9	10~6E	最大需量及发生时间
变量数据	B2,B3,B6	10~15	电压、电流、功率、频率
参变量	C0~C5	10~AE	表号、密码、波特率等

几个最常用的标识：

90-10：当前正向有功总电能（就是你家电费单上的那个数）
B6-11：A 相电压
B6-21：A 相电流
C0-10：电表通信地址

实战经验：数据标识在帧里也要加 0x33。比如读正向有功总电能，原始 DI 是 90 10，进帧之前变成 C3 43。

4. 通信流程：一问一答的完整过程

来一个完整的实战例子：读取地址为 000000000123 的电表的当前正向有功总电能。

主站发命令帧：

复制代码

FE FE FE FE     -- 4字节前导码（唤醒）
68              -- 起始符
23 01 00 00 00 00  -- 地址域（低字节在前）
68              -- 第二个起始符
01              -- 控制码（读数据）
02              -- 数据长度（DI1+DI0 = 2字节）
C3 43           -- 数据标识（90+33=C3, 10+33=43）
XX              -- 校验码（前面所有字节累加和取低8位）
16              -- 结束符

从站应答帧：

复制代码

FE FE FE FE     -- 前导码
68              -- 起始符
23 01 00 00 00 00  -- 地址域
68              -- 第二个起始符
81              -- 控制码（应答：D7=1，正常）
04              -- 数据长度（DI1+DI0+2字节数据值 = 4字节）
C3 43           -- 数据标识（加33后）
YY YY           -- 电能值（BCD编码，加33后）
XX              -- 校验码
16              -- 结束符

解析应答数据的步骤：

校验帧起始符和结束符
验证地址域是否匹配
检查校验码
数据域每个字节减 0x33 还原
取出 DI1-DI0，确认数据类型
拿到数据值，按 BCD 解码
按数据标识对应的分辨率插入小数点

比如正向有功总电能的分辨率是 0.01 kWh，BCD 值 000123 解码后就是 1.23 kWh。

5. 校验和怎么算？给一个代码示例

c 复制代码

/**
 * @brief  计算 DLT645-1997 帧校验码
 * @param  frame: 帧缓冲区指针（从第一个68H开始）
 * @param  len:   从第一个68H到校验码之前的字节总数
 * @retval 校验码（模256累加和的低8位）
 */
uint8_t dlt645_calc_checksum(const uint8_t *frame, uint16_t len)
{
    uint32_t sum = 0;

    for (uint16_t i = 0; i < len; i++) {
        sum += frame[i];
    }

    return (uint8_t)(sum & 0xFF);  /* 模256截断 */
}

就这么简单。加起来，取低 8 位，完事。

6. 数据域加 0x33 / 减 0x33 的代码

c 复制代码

/**
 * @brief  数据域发送前加 0x33 处理
 * @param  raw:   原始数据指针
 * @param  raw_len: 原始数据长度
 * @param  out:   输出缓冲区（需预分配至少 raw_len 字节）
 */
void dlt645_encode_data(const uint8_t *raw, uint16_t raw_len, uint8_t *out)
{
    for (uint16_t i = 0; i < raw_len; i++) {
        out[i] = raw[i] + 0x33;
    }
}

/**
 * @brief  数据域接收后减 0x33 还原
 * @param  encoded: 接收到的加偏移数据指针
 * @param  len:     数据长度
 * @param  out:     输出缓冲区（还原后的原始数据）
 */
void dlt645_decode_data(const uint8_t *encoded, uint16_t len, uint8_t *out)
{
    for (uint16_t i = 0; i < len; i++) {
        out[i] = encoded[i] - 0x33;
    }
}

7. 地址域反序处理的代码

c 复制代码

/**
 * @brief  将 BCD 地址转为帧中的低字节在前格式
 * @param  addr_str: 12位BCD地址字符串，如 "000000000123"
 * @param  out:      输出6字节地址缓冲区
 * @note   地址域在帧中按低字节在前排列
 */
void dlt645_addr_to_frame(const char *addr_str, uint8_t *out)
{
    /* BCD地址共12位，每2位对应1字节，共6字节 */
    /* addr_str: "00 00 00 00 01 23" -> 原始字节: 00,00,00,00,01,23 */
    /* 帧中排列: 23,01,00,00,00,00 (低字节在前) */

    uint8_t raw[6] = {0};

    /* 先把地址字符串转为6字节BCD */
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        uint8_t hi = hex_char_to_val(addr_str[2 * i]);
        uint8_t lo = hex_char_to_val(addr_str[2 * i + 1]);
        raw[i] = (hi << 4) | lo;
    }

    /* 反序：低字节在前 */
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        out[i] = raw[5 - i];
    }
}

示例分析

发送报文：68 27 00 00 00 00 00 68 01 02 43 C3 00 16

字段	报文字节	校验结果	说明
帧起始符1	`68H`	✅ 正确	协议固定帧头
地址域（6字节）	`27 00 00 00 00 00`	✅ 正确	低位在前BCD编码，对应表号`000000000027`，全部为合法BCD字符
帧起始符2	`68H`	✅ 正确	地址域后第二个固定帧头
控制码	`01H`	✅ 正确	二进制`00000001`，主站发起、无异常、无后续帧，功能为读数据
数据长度	`02H`	✅ 正确	读命令数据域为2字节数据标识，长度匹配
数据域（DI）	`43 C3`	✅ 正确	减33H解码得`10H 90H`，低位在前对应数据标识`9010H`，即当前正向有功总电能
校验码	`00H`	✅ 正确	从首68H到数据域末尾累加和为`200H`，低8位为`00H`，计算匹配
结束符	`16H`	✅ 正确	协议固定帧尾

接收报文：FE 68 27 00 00 00 00 00 68 81 06 43 C3 9C 4B 9B 34 3A 16

字段	报文字节	校验结果	说明
前导字节	`FEH`	✅ 合法	RS485传输常用唤醒字节，可选，不参与帧校验
帧起始符1	`68H`	✅ 正确	固定帧头
地址域（6字节）	`27 00 00 00 00 00`	✅ 正确	与请求帧地址完全一致，应答地址匹配
帧起始符2	`68H`	✅ 正确
控制码	`81H`	✅ 正确	二进制`10000001`，从站正常应答读数据命令（请求控制码`01H`
数据长度	`06H`	✅ 正确	应答数据域为2字节DI + 4字节电能数据，共6字节，长度匹配
数据域-DI	`43 C3`	✅ 正确	解码后为`9010H`，与请求的数据标识完全一致
数据域-电能值	`9C 4B 9B 34`	✅ 正确	减33H解码得`69H 18H 68H 01H`，均为合法BCD；低位在前解析为电能值`16818.69 kWh`
校验码	`3AH`	✅ 正确	从首68H到数据域末尾累加和为`43AH`，低8位为`3AH`，计算完全匹配
结束符	`16H`	✅ 正确	固定帧尾

电能值解码过程

数据域4字节电能原始值（加33H后）：9C 4B 9B 34
每个字节减33H还原：69 18 68 01
按低位在前规则，字节顺序对应「小数位 → 个位十位 → 百位千位 → 万位十万位」
组合后数值：01 68 18 . 69 → 16818.69 kWh

避坑指南 & 最佳实践

坑点 1：地址字节序搞反

错误做法 ：地址 000000000123 按直觉写入帧为 00 00 00 00 01 23。

正确做法 ：低字节在前，写入帧为 23 01 00 00 00 00。

这是最频繁出错的点。协议文档写得明明白白"低地址位在先"，但人的直觉是高位在前。

建议：封装一个地址反序函数，统一处理，不要每次手动反转。

坑点 2：数据域忘记加 0x33

错误做法：直接把原始 DI 和数据值写入帧。

正确做法：发送前每个字节加 0x33，接收后每个字节减 0x33。

不加偏移的话，如果数据域恰好出现 0x68 或 0x16，接收端会误判为帧定界符，整帧解析直接崩溃。

建议：写统一的 encode/decode 函数，不要在拼帧逻辑里散落加偏移操作。

坑点 3：校验和用 CRC16 代替简单累加

错误做法：套用 Modbus 的 CRC16 校验逻辑。

正确做法：模 256 的算术累加和，只取低 8 位。

DL/T 645 的校验是最简单的加法校验，不是 CRC。

很多嵌入式工程师长期做 Modbus 开发，习惯性用 CRC，结果校验永远不通过。

建议：一开始就确认用的是加法校验，直接写累加和函数。

坑点 4：前导码 FE 数量不一致

不同厂家、不同型号的电表，前导码习惯不一样。

有的发 0 个 FE，有的发 4 个。

最佳做法：主站统一发 4 个 FE，兼容性最好；接收端忽略所有前导码 FE，从第一个 0x68 开始解析。

坑点 5：应答超时没处理好

电表的应答速度通常比较慢，尤其老表。

如果超时时间设得太短，容易误判为无应答。

建议：初始超时设为 500ms，实测后再调整。加上重发机制，建议重发间隔不少于 200ms，连续指令之间留 50~100ms 的间隔。

坑点 6：广播地址乱用

广播地址 999999999999 下发命令后，总线上所有电表都会尝试应答。

如果总线上挂了多块表，多个应答帧会在 RS-485 总线上撞车。

建议：广播地址只用于写密码、写地址等从站不需要应答的场景。读数据一定要用单表地址。

扩展思考 / 行业透视

DLT645-1997 vs 2007：两代协议的核心差异

1997 版是初代规约，2007 版做了大幅升级。主要差异：

对比项	1997版	2007版
数据标识长度	2字节（DI1-DI0）	4字节（DI3-DI0）
数据分类	4大类	7大类（新增事件记录、冻结量、负荷记录）
地址域填充	不足6字节用 AAH 补齐	不用 AAH，地址固定12位
安全机制	无加密	支持 ESAM 安全加密模块
数据长度限制	数据域最长256字节	读数据时L<=200，写数据时L<=50
控制码结构	D7方向/D6异常/D5后续/D4~D0功能	D7方向/D6正确应答/D5后续/D4~D0功能

现实情况：目前国内大量在运行的电表仍使用 1997 版协议，尤其在旧小区改造项目中。新装表基本已切换到 2007 版。做采集设备的工程师，两版都得会。

为什么数据域要加 0x33 而不是其他值？

这不是随便选的。

0x33 保证加偏移后，0x00 变成 0x33，0x16 变成 0x49，0x68 变成 0x9B。

这三个"敏感值"加偏移后都不会再和原始定界符冲突。

0x33 也足够小，不会让数据域字节溢出到高区间（最大值 0xFF + 0x33 = 0x32，截断后也是安全的）。

RS-485 总线上的注意事项

DL/T 645 的物理层是 RS-485，这就带来几个硬件层面的考量：

总线挂接的表数量不能超过 64 块（标准建议值）
波特率通常用 2400bps 或 9600bps，老表多为 2400bps
485 转换器要加 120 欧终端电阻，长距离总线尤其需要
波特率不一致时，前导码 FE 就是用来让接收端同步的关键

总结 & 行动建议

把 DLT645-1997 协议的关键点浓缩成这张清单：

帧结构：前导码 + 68 + 地址(6B) + 68 + 控制码 + 长度 + 数据 + 校验 + 16
地址反序：低字节在前，高字节在后
数据加偏移：发送加 0x33，接收减 0x33
校验是加法：模 256 累加和，不是 CRC
前导码：发 4 个 FE，接收端忽略所有 FE
控制码：D7 方向位，D6 异常位，D5 后续帧位
数据标识：1997 版用 2 字节，2007 版用 4 字节
超时和重发：初始超时 500ms，重发间隔 200ms 以上

参考链接

"DL/T645-1997通信规约解读." https://blog.csdn.net/wangkai_123456/article/details/24271017
"DL/T 645-1997." Neuron文档. EMQX： https://docs.emqx.com/zh/neuronex/latest/configuration/south-devices/dlt645-1997/dlt645-1997.html
"DLT645 1997 协议解析." https://www.cnblogs.com/chen1880/p/11243135.html
"DLT645协议实战：从帧解析到数据采集的C++实现." https://blog.csdn.net/sky77/article/details/150995084
"DLT645协议深度解析：智能电网通信指南与实战应用." https://www.ebyte.com/news/4047.html
"DLT645-2007 协议快速入门." 博客园 https://www.cnblogs.com/windowsxpxp/p/18467018
"中华人民共和国电力行业标准多功能电能表通信协议." DLT698.COM https://www.dlt698.com/sg64507pro.pdf

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