表1R2R协议报文头格式

b）报文信息（TLV格式）： 报文信息长度可变，格式不固定，由可变TLV构成。其中T为Tag，表示该字符串的定义标签； L为Length，表示该TLV参数V的长度；V为Value，表示该字段有效数据的内容。TLV格式说明见 表2。

交通标准表2R2R协议报文信息（TLV格式）

报文信息的第一部分为固定1学节的标签数，以二进制的形式表示报文信息中所有的标签数，报文 信息的总长度由机器人单元的参数配置决定，单个TLV中Value的总长度最大为65535字节，对于长 度超出的部分，在报文信息中保持标签不变，依次按照顺序叠加，如图4所示

图4超长TLV的分割

本文件及系列标准中规定的报文字节，以最高位为第一位，以最低位为第八位

5.2.3 发送端 ID

机器人单元和互操作节点均有唯一的序列号与之对应，序列号见附录A ID是机器人单元注册时，由其注册的互操作节点分配并维护的。互操作节点负责其维护的所有ID 号不能重复，ID号固定3字节，前10位为互操作节点位，代表该机器人单元所属互操作节点，第11位到 第24位为机器人单元位，代表该机器人单元。 互操作节点ID的机器人单元位（第11位到第24位)均置为0，互操作节点位由互操作云平台分配 并维护。 机器人单元出厂默认ID为0x000000，机器人单元向互操作节点发起注册时使用默认ID，注册完成 后使用互操作节点分配的ID。机器人单元在首次注册时，需要知道所注册互操作节点的ID号与IP 地址。 发送端ID即报文发送方自身的ID号

5.2.4接收端 ID

接收端ID命名规则同发送端ID，代表此报文的接收方ID，接收方可以为机器人单元或互操作 节点。 两个机器人单元之间通信时，接收端ID为接收机器人单元的ID，报文经过互操作节点转发时，互 操作节点查询接收端ID代表的机器人单元的IP地址，不改变报文内容对其直接转发。

报文序号为机器人单元或互操作节点对其创建的报文分配的序号，由报文创建方进行维护，长度为 1字节，从0x00到0xFF循环递增，到达0xFF后进行清零，重新回到0x00。回复报文序号同请求报文 序号一致，不作增加，超长报文分割的多段报文也共享相同的报文序号，以此在最近65536条报文信息 中实现回复报文和请求报文的对应

表3R2R协议报文头命令字段类型

不同命令的报文通信流程规定详见第6章

状态位固定2学节，代表告警、终端类型、通信类型、报文完整性、权限、优先级、应答和使能八个不 同信息。预留位方便扩展，默认为0，各位意义见表4。

表4R2R协议报文头状态字段说明

重传次数长度为1字节，UDP通信时可选，TCP通信时默认设置为0。当报文因为网络传输问题 发送失败时，重新发送的报文的重传次数加1，同时增大报文优先级。重传次数到达上限后放弃该报文 的发送，重传上限为本机参数配置，见附录A。

报文信息由标签、长度和内容（TLV)组成，可出现一组TLV或多组TLV。在所有回复报文以及 部分请求报文中，标签、长度和内容应三者同时出现。当请求报文的报文头中命令为登出，检索和制除 时，可缺省一部分内容，具体见6.1。 报文信息中标签和内容的应符合特定格式，具体格式由本文件和一系列特定应用的功能规范预先 定义，整个互操作体系中所有机器人单元和互操作节点应共同遵守。报文采用二进制码和字符结合的 方式，附录B详细描述了字符所采用的ASCII码。 通信过程仅涉及报文头和报文信息封装传送，按照本文件规定的报文头和TLV具体格式创建报 文由机器人单元和互操作节点完成。附录A为不同应用规定的标签及长度内容格式。

5.3.2标签名称（固定2字节）

表5R2R协议报文信息标签字段说明

参数类标签是所有机器人单元和互操作节点共有的标签，是所有机器人的必填属性，机器人单 元或互操作节点遵守其语义，在本地储存相关的数据库，并由厂家配合更新云数据库。 b） 命令类标签 命令类标签是设计互操作通信过程的所有命令的标签，包括支持互操作通信过程及互操作节 点服务功能的命令，命令类标签不需数据库维护，但所有机器人均需要共同遵守其语义。 c）功能类标签 功能类标签是为完成特定的互操作任务而设计的，如表5说明的六项功能大类，以及待扩展的 和厂商用户自定义的功能类别。各个功能大类应由相关的T/CIE058一2019等规定具体标 签种类以及内容格式。功能类标签不是机器人共有标签，所有机器人均需要共同遵守其语义， 但只需要维护其拥有功能的标签和内容。 在语义理解层面，本文件及一系列功能规范中所规定的TLV格式，是机器人互操作体系中的标准 吾义，机器人在设计过程中，需要共同遵守本文件规定的语义。所有机器人互操作体系的机器人应具有 相同的语义理解能力，即不论机器人是否拥有某一特定功能，该功能在本文件及其系列功能规范所定义 的标签和内容格式仍需掌握并遵守。 在数据库维护层面，表5中的标签及其对应的内容，是所有机器人出厂时由厂家根据机器人的属性 及功能进行相应的预设，上传至数据库并维护，该数据库由标准发布方进行管理，各个厂家共同维护，所 有互操作节点均可通过该数据库查询不同序列号对应的机器人单元的各项功能参数。命令类标签不涉 及储存参数的问题，只需要遵守相关语义即可，总结见表6。

表6R2R协议报文信息标签字段在不同层面上的要求

各类标签的详细列表及信息见附录A

5.3.3长度（固定2字节）

长度为标签内容的长度，不包括标签名称及长度

内容是标签对应的具有特定格式的值，内容的特定格式由本文件及其系列功能规范规定 中，规定了参数类及命令类的标签及内容，具体见附录A。功能类的标签，内容及使用流程见 规范。

6机器人互操作协议通信方式

请求报文的报文头按照5.1所述命名规则进行填充，命令字段有5种情况，根据命令的不同填充相 应的报文信息。 请求报文的报文信息与命令有关，格式见表7

表7R2R协议请求报文格式

标签具体格式见附录A

文头格式与5.1所述相同，在设置中与请求报文自

表8R2R协议回复报文报文头说明

表9R2R协议回复报文格式

机器人单元在互操作节点上的注册和登录均通过创建节点命令完成，机器人单元向互操作节点第 次发送创建节点报文，即注册并登录过程，在互操作节点数据库中存有该机器人单元的注册信息后， 发送创建节点报文即登录过程， 以终端注册为例，主要流程如下： 第一步：机器人单元创建报文，报文头命令字段设为0x01，报文信息包含所有管理性信息，发送报 文至互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，查看报文头发送端ID，ID为000即注册，为该机器人单元分配ID， 并在数据库中保存报文信息中的管理性信息。

第三步：互操作节点创建回复报文，报文头命令字段设为0x81，报文信息包含请求完成，分配给机 器人单元的ID和本地时间信息。 第四步：机器人单元收到回复报文，储存ID号并进行时间同步，注册完成。 以终端登录为例，主要流程如下： 第一步：机器人单元创建报文，报文头命令字段设为0x01，报文信息包含所有管理性信息，发送报 文至互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，查看报文头发送端ID，ID号在数据库中有储存且序列号和权限鉴 无误，则互操作节点在其记录当前登录终端的数据库中加入该机器人单元。 第三步：互操作节点创建回复报文，报文头命令学段设为0x81，报文信息包含请求完成和本地时间信息 第四步：机器人单元收到回复报文，储存ID号并进行时间同步，登录完成

机器人单元在互操作节点上的登出通过登出命令完成，以终端登出为例，主要流程如下： 第一步：机器人单元创建报文，报文头命令字段设为0x02，报文信息缺省，发送报文至互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，查看报文头发送端ID，ID号在数据库中有储存且序列号和权限鉴 定无误，则互操作节点在其记录当前登录终端的数据库中删去该机器人单元。 第三步：互操作节点创建回复报文，报文头命令字段设为0x82，报文信息包含请求完成。 第四步：机器人单元收到回复报文，登出完成。

机器人单元或互操作节点主动发起的数据传输任务均通过数据传输命令完成，数据传输是支撑机 器人互操作体系通信的主要功能之一，以两个机器人单元之间数据传输为例，主要流程如下： 第一步：机器人单元创建报文，报文头命令字段设为0x03，报文信息包含要传输的完整的TLV格 式的数据，发送报文至互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，查看报文头接收端ID，检查权限鉴定无误后，在数据库中查询该ID 号对应的IP地址。 第三步：互操作节点向接收端发送该报文，接收端机器人单元收到报文并保存报文信息中传输的内容。 第四步：接收端机器人单元创建回复报文，报文头命令字段设为0x83，报文信息为请求完成，发送 给互操作节点， 第五步：互操作节点收到回复报文后查询接收端ID对应的IP地址，直接进行转发。 第六步：发送端机器人单元收到回复报文，数据传输完成，

机器人单元或互操作节点向其他机器人单元或互操作节点申请数据传输的检索任务均通过检索命 令完成，检索命令和数据传输命令支撑了机器人互操作体系中的绝大多数任务需求，以机器人单元向另 一机器人单元检索为例，主要流程如下： 第一步：机器人单元创建报文，报文头命令字段设为0x04，报文信息包含待检索信息的标签，内容 缺省，发送报文至互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，查看报文头接收端ID，检查权限鉴定无误后，在数据库中查询该IL 号对应的IP地址。 第三步：互操作节点向接收端发送该报文，接收端机器人单元收到报文并填充或完成报文信息中待 检索的标签相应的内容或功能。 第四步：接收端机器人单元创建回复报文，报文头命令字段设为0x84，报文信息一一对应待检索的 标签并填充相应内容，发送给互操作节点

第六步：发送端机器 内容，检索完成

机器人单元或互操作节点主动发起的删除特定标签对应内容的任务通过删除命令完成，以机器人 单元向另一机器人单元发起删除为例，主要流程如下： 第一步：机器人单元创建报文，报文头命令字段设为0x05，报文信息包含待删除信息的标签，内容 缺省，发送报文至互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，查看报文头发送端ID，检查权限鉴定无误后，在数据库中查询该ID 号对应的IP地址。 第三步：互操作节点向接收端发送该报文，接收端机器人单元收到报文并删除报文信息中待删除的 标签相应的内容。 第四步：接收端机器人单元创建回复报文，报文头命令字段设为0x85，报文信息为请求完成，发送 给互操作节点。 第五步：互操作节点收到回复报文后查询接收端ID对应的IP地址，直接进行转发。 第六步：发送端机器人单元收到回复报文，删除完成

7机器人互操作协议功能及流程

R2R协议功能架构见图5。R2R协议核心是可扩展的协议栈及报文结构，在此基础上可借由互操 作节点完成的主要功能包括：终端注册、终端登录登出、参数配置、状态管理、数据传输、数据监控、故障 告警、软件升级等。本章主要定义了各项功能的报文交互流程。本章所述流程省略了报文头和报文信 息的具体信息及格式，报文格式详见第5章，第6章及附录A。

图5机器人互操作协议功能架构

互操作节点本地保存机器人单元的节点名称，节点IP，节点状态和节点权限，终端注册流程为： 第一步：机器人单元创建报文，报文信息包含所有管理性信息，发送报文至互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，为该机器人单元分配ID，并在数据库中保存报文信息中的管理 信息。 第三步：互操作节点创建回复报文，报文信息包含请求完成，分配给机器人单元的ID和本地时 信息。 第四步：机器人单元收到回复报文，储存ID号并进行时间同步，注册完成。 流程图见图6

已注册的机器人单元在使用互操作节点对其他机器人单元或互操作节点进行交互时需要先进行登 录，在离线前需进行登出，终端登录登出流程为： 第一步：机器人单元创建报文，报文信息包含所有管理性信息，发送报文至互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，权限鉴定通过后，则互操作节点在其记录当前登录终端的数据库中 加人该机器人单元。 第三步：互操作节点创建回复报文，报文信息包含请求完成和本地时间信息。 第四步：机器人单元收到回复报文，进行时间同步，登录完成。 第五步：机器人单元与其他机器人单元可以进行交互以完成互操作任务。 第六步：机器人单元创建登出报文，报文信息缺省，发送报文至互操作节点 第七步：互操作节点收到报文，互操作节点在其记录当前登录终端的数据库中删去该机器人单元 第八步：互操作节点创建回复报文，报文信息包含请求完成。 第九步：机器人单元收到回复报文，登出完成。 流程图如图7

互操作节点对机器人单元的某些参数进行更改，例如同步授时等应用即参数配置。参数配置通过 通知操作来实现，流程为： 第一步：互操作节点向已登录的终端发出平台命令报文，报文内含需要配置的内容。 第二步：机器人单元收到报文，对参数进行配置。 第三步：机器人单元向互操作节点回复请求完成。 第四步：互操作节点收到回复报文，参数配置完成。 流程图见图8

机器人单元发送的报文头中有权限位，在通信过程中互操作节点通过查看权限位判断是否转发该 报文，若机器人单元权限不足则不转发该报文。 第一步：机器人单元向互操作节点发送报文。 第二步：互操作节点查看报文发送端的权限，和此报文的命令字段，若权限足够，则第3步，若权限 不足，则第4步。 第三步：互操作节点对报文进行转发。 第四步：互操作节点丢弃该报文，并创建回复报文，报文信息为请求失败并填写失败原因为权限 不足。 流程图见图9

数据传输功能包括主动向其他终端传输数据和请求其他终端向自身传输数据，分别通过报文头中 的数据传输命令和检索命令实现。机器人单元或互操作节点通过报文头中的检索或数据传输命令，向 其他机器人单元或互操作节点检索或传输数据。以主动传输数据为例，流程为： 第一步：发送方机器人单元向接收方机器人单元发送数据，向互操作节点发送报文。 第二步：互操作节点收到报文，权限鉴定通过后，向接收方机器人单元转发此报文。 第三步：目标机器人单元收到转发的报文，储存相应传输数据，通过互操作节点向发送方机器人单 元回复请求完成报文。 第四步：互操作节点收到回复应答报文，直接向发送方机器人单元转发此报文。 第五步：发送方机器人单元收到报文，数据传输完成。 盗图图10

图10数据传输流程图

机器人单元需要完成特定互操作任务时，需要向互操作节点查询能协助其完成特定任务的其他机 器人，机器人单元通过功能查询向互操作节点查询具有特定标签的机器人列表，随后再与相应机器人单 元通信，完成互操作任务，流程为： 第一步：发送方机器人创建请求报文，使用数据传输命令，报文信息为功能查询标签及其对应的所 需查询的功能。 第二步：互操作节点收到报文，在数据库中依据已登录的机器人的序列号，在厂商共同维护的数据 库中检索中拥有此项功能的机器人。 第三步：互操作节点创建回复报文，报文信息为满足功能的已登录的机器人单元的ID。 第四步：发送方机器人收到报文，根据特定任务向查询到的机器人发送进一步请求。 流程图见图11

图11功能查询流程图

互操作节点通过平台命令实现对机器人单元的数据监控，流程为： 第一步：互操作节点查询本地IP列表，向机器人单元发送检索报文。 第二步：机器人单元收到检索报文，将待检索内容进行填充，向互操作节点发送回复通知报文。 第三步：互操作节点收到回复通知报文，得到检索信息

互操作节点通过数据监控得到异常信息，或互操作节点收到机器人单元发来的通知报文含有告誉 信息，进行故障告警以提示管理员。流程为： 第一步：机器人单元发现某项标签对应的参数或功能故障，生成请求报文并发送给互操作节点。 第二步：互操作节点收到报文，查到报文头中告警位发现异常，则查看报文信息中包含的问题标签 及其告警信息

第三步：互操作节点向机器人单元发送回复报文，记录故障情况并发出故障告警

互操作节点通过发送通知报文对特定软件通知升级命令。流程为： 第一步：互操作节点创建请求报文，按照软件升级相应标签预设格式将软件安装包或安装地址填入 报文信息并向机器人单元发送， 第二步：机器人单元收到报文，按照软件升级相应标签对应内容进行软件升级。 第三步：机器人单元向互操作节点发送回复报文

8R2R协议的安全机制

R2R协议支持通过对报文体中的数据进行加密，以保证数据在传输过程中的安全性，加密报文可 分为部分加密报文和完全加密报文。报文发送方可根据其发送报文中数据安全性的要求，自行选择对 哪些内容进行加密以及采用部分加密报文还是完全加密报文。 对于部分加密报文，其经过加密后的部分只是报文体中一个TLV（Tag=0xE001），而在该TLV中 承载了需要加密的一个或多个TLV；对于完全加密报文，则是将整个明文的报文体加密成一个密文格 式的加密报文体，并以一个TLV(Tag=0xE002)的形式在报文中呈现。 协议默认采用3DES对称加密算法，在加密、解密过程中使用到了报文密钥紧固件标准，用于每次报文数据的 加密解密。机器人单元的报文密钥由其归属的互操作节点统一分配、管理，当机器人单元向中心平台成 功注册之后，由中心平台下发至终端。机器人单元保存该密钥，直至中心平台更新其报文密钥。当报文 密钥的有效期到期，互操作节点分配新的报文密钥， 在部分加密的情况下，建议用一个部分加密TLV（Tag0xE001)承载所有需要加密的TLV。 在通信过程中，某一方接收到加密报文时，则用其相应的报文密钥对报文中的加密TLV的内容进 行解密；最后，再执行报文所承载的命令。 对于解密错误，应重发报文再次尝试，报文回复格式详见附录A。 a）如应答方接收到的请求报文的解密错误，则不处理报文的命令，直接在应答报文的结果字段中 回复解密错误。请求方在接收到此应答之后，重新进行加密计算，并重发报文且报文流水号中 的报文序号不变仅递增重发次数。 如请求方接收到的应答报文的解密错误，则视为未收到应答报文。请求方重发请求报文，且报 文流水号中的报文序号不变仅递增重发次数

本文件规定所有标签类别见表A.1。

本文件规定所有标签类别见表A.1。

附录A （规范性附录） 报文信息中的标签字段（TLV)规定

表A.2通用参数配置

序列号由22字节组成 旅游标准，均由数字或大写字母表示

用于请求报文最终到达通信目标后，目标机器人单元或互操作节点未能成功完成请求的相关操 行失败信息回复，见表A.5。