GB／Z  41293-2022  基于广域网通信的感知测控类设备快速自服务部署技术要求

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感知测控类设备是指能实现信息采集和控制指令执行的设备，通常包括传感器和执行器 传感器通常由敏感元件和转换元件组成，将环境参数转换为输出信号。根据输出信号的分类，传感 器通常分为模拟型传感器和数字型传感器。模拟型传感器通常输出电流、电压等信号，数字传感器使用 标准通信接口输出，例如，RS485等。执行器将输人信号转换为物理响应，例如，电磁开关，将电压信号 转化为开关操作。 传感器和执行器主要负责信号的转换，通常不具备计算和网络通信功能

5.1.2基于广域网通信的定义

基于广域网通信，是指与感知测控类设备连接的物联网终端具备广域网通信的能力。广域网通信 通常包括互联网以及行业专网 压力容器标准，见图1

5.1.3感知测控类物联网终端分类

图1广域网通信接口示

在物联网应用中，感知测控类设备需要与物联网终端相连。在实际情况中，物联网终端与传感器/ 执行器之间有多种连接方式，根据需求和场景不同，使用不同的连接方式。 根据传感器/执行器和物联网终端的连接方式不同，可以将物联网终端分为集成式和分离式。在分 离式物联网终端中，根据传感器/执行器和物联网终端之间接口的不同、以及物联网终端配置的不同，又 分为预配置、智能适配，以及通用等形式。 下面这些不同类型的物联网终端，是本文件适用的物联网终端场景。其他类型的物联网终端，可以 参照介绍，使用本文件。

5.1.3.2集成式物联网终端

在这种类型终端中，传感器/执行器和物联网终端集成在一个终端中，如图2所示，部署人员和用户

无需再对设备进行进一步的组装和配置。 这种类型设备的安装、部署和使用相对简单，对部署人员和用 户的技术需求较低。目前主要广泛应用于家庭、个人等场景中， 这种集成式终端对外表现为一个整体终端设备，通过S1接口实现数据通信

5.1.3.3预配置的分离式物联网终端

图2集成式物联网终端示意图

在这种类型终端中，传感器/执行器和物联网终端为独立的设备，通过物理接口S2相连，如图3所 示。分离式终端的特点在于，部署人员和用户可以根据需求，自行更换传感器/执行器设备，部署比较灵 活。这种方式对部署人员和用户的技术要求较高，主要用于一些行业场景中。 预配置，是指物联网终端在出厂前，对每个端口所能连接的传感器/执行器类型和技术参数进行限 定和预定义。部署人员或者用户，只能在符合预定义的传感器/执行器中进行选择或者替换。 S2接口为传感器/执行器与物联网终端之间的物理接口，目前这个接口主要为模拟接口和数字接 口两类。当S2为模拟接口时，可以表现为电压、电流信号等模拟信号；当S2为数字接口时，目前比较主 流的数字接口为RS485接口

标引序号说明： S1——广域网通信接口； S2——传感器/执行器和物联网终端接口

5.1.3.4智能适配形式的分离式物联网终端

图3预配置的分离式物联网终端示意图

智能适配形式的物联网终端 这此传感名 和接口S3，当这些智能传感器与物联网终端连接时，物联网终端通过特定总线和接口规范，自动识别利

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器的描述信息。例如，IEEE1451中定义的智能传感器及接口。 妾口为智能传感器接口，由于需要特定的物理层/链路层定义，该类接口目前较少，只在一些小 定场景内使用，IEEE1451中定义的智能传感器接口协议为S3的一个实现

标引序号说明： S1——广域网通信接口； S3——智能传感器和物联网终端接口

5.1.3.5通用形式的分离式物联网终端

图4智能适配形式的分离式物联网终端示意图

在这种类型终端中，部署人员或者用户可以将符合物理接口标准的不同类型传感器/执行器与物联 网终端进行连接，如图5所示。例如，物联网终端的某个接口为模拟型物理接口，部署人员或者用户可 以根据需要，在这个接口上连接符合物理标准的所有类型的模拟传感器。 这种类型的终端，给了部署人员很大的灵活性，可以根据需求更换多种传感器/执行器设备，只要符 合接口物理标准即可。

标引序号说明： S1——广域网通信接口； S2——传感器/执行器和物联网终端接口。

5.1.4感知测控类设备快速自服务部署定义

用形式的分离式物联网

在涉及感知测控类设备（传感器/执行器）的物联网应用中，传感器/执行器首先需要在物联网应用 的后台管理系统中进行配置，也即需要将传感器/执行器的技术参数信息在后台管理系统中的相关模块 进行保存。 传感器/执行器的技术参数信息及正确与否对于物联网应用非常重要。由于传感器种类众多，传感

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器的技术参数种类繁多，即使同一类型，不同厂家生产的传感器的技术参数信息也不尽相同。附录A 中给出了一个实际的温度传感器的技术参数示例。在本文件中，感知测控类设备的部署，定义为在一个 感知测控类物联网业务系统安装、调试和维护过程中，传感器/执行器的技术参数信息在物联网后台管 理系统中实现正确配置，使得后台管理系统中的应用层以及其他模块能够正确地处理这个传感器的数 据，以及向执行器发送正确的执行指令。 感知测控类设备快速自服务部署的定义为，在一个涉及感知测控类设备（传感器/执行器）的物联网 应用系统中，以统一模板文件的形式，将传感器/执行器的技术参数信息保存在物联网终端侧；在物联网 终端运行时，自动向后台管理系统上报终端所连接的传感器/执行器的技术参数信息，从而快速地实现 感知测控类设备的技术参数在后台系统中的自动配置。 同时，物联网后台管理系统在收到传感器/执行器的技术参数后，也可以向传感器/执行器发送参数 信息，实现对感知测控类设备的快速配置。这个参数信息可以为传感器的配置信息、校准信息，或者执 行器的配置信息等

感知测控类设备快速自服务部署可以应用在所有涉及连接传感器/执行器设备的物联网终端的感 知测控类物联网业务中，尤其在目前传感器/执行器设备的技术参数描述没有统一标准定义和规范的市 场现状下，通过制定本文件，可以使传感器/执行器的技术参数描述遵循统一的格式，采用通用的方式来 解析传感器/执行器的技术参数信息，增加物联网终端之间、以及物联网终端和物联网应用之间的互通 性，实现相关系统和设备的快速自部署。 感知测控类设备快速自服务部署标准可以应用在个人、家庭感知测控类物联网应用中，以及涉及传 感器/执行器部署的行业物联网应用中，例如，远程环境监测、智慧农业等

6感知测控类设备快速自服务部署应用框架

感知测控类设备快速自服务部署应用框架如图6所示

图6感知测控类设备快速自服务部署应用框架

6.3感知测控类设备快速自服务部署流程

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6.3.1.4平台信息配置

物联网后合管 的传 客器/执行器的信息，可以通 Server提供的接口，获取传 和信息

物联网终端收至 DPMClient模块 的配置信息，然后通过接口 体功能执行模块，

6.4感知测控类设备快速自服务部署接口

6.4.2外部接口参考点

6.4.2.1 接口参考点 A

图7感知测控类设备快速自服务部署接口示意图

6.4.2.2接口参考点 B

间的接口，主要是DPDS信息 B接口参考点基于5.1.2中定义的 TCP/IP协议族

6.4.2.3接口参考点D

6.4.3内部接口参考点C

接口参考点C为后台管理系统中的内部接口，通过这个接口，DPMServer可以将解析后的传感 器/执行器的技术参数信息传递给后台管理系统中的其他模块。这个接口可以为系统调用接口，或者 Web服务接口，

7感知延伸层的技术要求

涉及的感知延伸层主要为物联网终端。根据5.1.3中的分类，不同类型的物联网终端也有各自的 技术要求。

感知延伸层应满足以下要求： a）扩展性：有传感器/执行器设备加人或者脱离时，需要保证物联网终端能够正常运行； b）可靠性：要求保证数据传输的可靠性，并有良好的容错能力； C）安全性：物联网终端具有访问控制功能。

7.3.1集成式物联网终端

7.3.2预配置的分离式物联网终端

7.3.3智能适配形式的分离式物联网终端

7.3.4通用形式的分离式物联网终端

网络层应满足下述要求： 可靠性：可靠的数据获取和传输是泛在网络系统正常运行的基础，网络需要保证网络接人与数 据传输的可靠性，提供网络故障的快速诊断与恢复； 安全性：支持基于网络层的安全服务，阻止可识别的网络攻击，保证终端和业务之间的数据传 输安全； 高性能：支持低时延、低误码、低抖动、基于业务的质量（QoS）保障机制

应支持以2G/3G/4G/5G移动通信、xDSL、FTTx、宽带无线接人等广域网通信接人方式的一 种，将数据可靠传输到通信对端。 应支持不同传输速率、时延要求、传输间隔、数据包大小的数据可靠传输。 应支持数据传输安全机制，

应用层应满足下述要求： 独立性：应用层与网络独立，支持异构网络的数据获取； 安全性：应用层存储并维护者大量设备信息，需要提供有效的机制固定资产标准，保证信息不被非法访问； 开放性：对应用层中的其他第三方模块提供一致的接口，供其他模块调用终端设备的配置 信息。

安全要求包括DPDS安全和网络安全两部分

DPDS安全应包括： 真实性：对DPDS信息来源进行判断，支持鉴别伪造信息； 保密性：保证DPDS信息在传输时不被窃听，或者窃听者不了解信息的真实含义； 完整性：保证DPDS信息的一致性，防止数据被非法用户篡改； 可用性：保证合法用户对信息和资源的使用不会被不正当的拒绝。

网络安全要求主要是感知延伸层与应用层之间的网络安全，网络安全应包括： 需要提供安全性机制，如认证机制、加密机制等，保证业务的正常运营； 针对故障和紧急事件提供相应的处理手段，如支持自动路由切换； 网络系统需要支持访问控制、安全检测、攻击监控等一系列安全功能，提供完整的网络监控、报 警和故障处理功能，同时网络系统设备应具有一定的防病毒和DOS攻击能力。

网络安全要求主要是感知延伸层与应用层之间的网络安全，网络安全应包括： 需要提供安全性机制，如认证机制、加密机制等，保证业务的正常运营； 针对故障和紧急事件提供相应的处理手段，如支持自动路由切换； 网络系统需要支持访问控制、安全检测、攻击监控等一系列安全功能，提供完整的网络监控、 警和故障处理功能，同时网络系统设备应具有一定的防病毒和DOS攻击能力。

同轴电缆标准表A.1给出一个某厂家正在市场上销售的某款温度传感器的技术参数

附录A （资料性） 传感器技术参数及DPDS相关示例

A.2DPDS参考信息