1、附件：上海市國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統數據接入通訊規約V1.8上海市政府機關辦公樓和大型公共建筑能耗監測系統數據接入通訊規約V1.82011.1為方便各樓宇的能耗監測系統的數據接入市級能耗監測平臺，在住建部國家機關辦 公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據傳輸技術導則的基礎上進行細化并根 據平臺的功能要求制定本通訊規約。1術語1.1能耗監測系統能耗監測系統是指通過對政府機關辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項能耗計量 裝置，采用遠程傳輸等手段及時采集能耗數據，實現重點建筑能耗的在線監測和動態分析 功能的軟硬件軟件系統的統稱。1.2分類能耗分類能耗是指根據政府機關辦公建筑和

2、大型公共建筑消耗的主要能源種類劃分進行采 集和整理的能耗數據，如：電、燃氣、水等。1.3分項能耗分項能耗是指根據政府機關辦公建筑和大型公共建筑消耗的各類能源的主要用途劃分 進行采集和整理的能耗數據，如：空調用電、動力用電、照明用電等。1.4數據傳輸網關數據傳輸網關是在一個樓宇內或一個區域內將電能或其它能耗信息上傳設備。它通過 遠程信道與數據中心交換數據。1.5數據中心數據中心采集并存儲其管理區域內監測建筑的能耗數據，并對本區域內的能耗數據進 行處理、分析、展示和發布。2通訊方式和傳輸內容2.1數據傳輸網關使用基于IP協議承載的有線或者無線方式和數據中心連接。2.2數據中心具有固定IP地址或者網

3、絡域名，方便數據傳輸網關接入。2.3數據傳輸網關應將采集到的能耗數據進行定時遠傳，能耗數據每1小時（整點）上傳 1次，心跳信息每20分鐘上傳一次。2.4能耗數據包括分項能耗瞬時累計值（有功電度）和每塊電表能耗瞬時累計值（有功電 度）。分項能耗讀數通過和分項相關的電表讀數運算得出，需上傳的分項能耗見附錄1。2.5在遠傳前數據傳輸網關應對能耗數據包進行加密處理。2.6如因傳輸網絡故障等原因未能將數據定時遠傳，則待傳輸網絡恢復正常后數據傳輸網 關應利用存儲的數據進行斷點續傳。3數據傳輸過程和通信協議3.1數據遠傳使用基于IP協議的數據網絡，數據中心提供兩種通訊協議：TCP和WebService。3.

4、1.1 TCP協議定義如下，具體通訊協議見附錄2：數據遠傳時數據中心建立TCP監聽，數據傳輸網關發起對數據中心的連接，TCP 建立后發送驗證信息，數據中心對數據傳輸網關進行身份認證驗證，通過后數 據傳輸網關發送加密后的能耗數據，發送后連接斷開；數據傳輸網關定時發送心跳數據（不加密），心跳數據不需要進行身份驗證。3.2 WebService協議定義如下，具體通訊協議見附錄3：數據傳輸網關定時調用數據中心提供的WebService服務上傳能耗數據（加密）和2 心跳數據（不加密）；上傳能耗數據和心跳數據分別調用WebService服務的不同方法。3.3數據傳輸網關和數據中心中間傳輸的能耗數據應進行加

5、密，具體加密方法見附錄2。3.4數據中心通過心跳數據對數據傳輸網關進行授時，數據傳輸網關根據授時時間調整本 地時間。3.5當網絡發生故障時，數據傳輸網關應存儲未能正常實時上報的數據，待網絡連接恢復 正常后進行斷點續傳。3.6當未能正確采集能耗數據時，傳輸網關應向數據中心發送故障信息。3.7應用層數據包使用XML格式，加密后遠傳，所有數據采集器和數據中心的交互數據包中均包含對應的樓棟編碼和數據傳輸網關編碼，具體格式見附錄4。3.8字符串（string）和字節（byte）之間的轉換均采用UTF-8。附錄1需上傳分類分項能耗分類分項能耗代碼分類、分項能耗名稱分類、分項能耗數值單位計算方法01000電

6、千瓦時01A00照明插座用電千瓦時01A10照明與插座千瓦時01A20走廊與應急千瓦時01A30室外景觀照明千瓦時01B00空調用電千瓦時01B10冷熱站千瓦時01B1A冷凍泵千瓦時01B1B冷卻泵千瓦時01B1C冷機千瓦時01B1D冷卻塔千瓦時01B1E熱水循環泉千瓦時01B1F電鍋爐千瓦時01B20空調術端千瓦時01B2A全空氣機組千瓦時01B2B新風機組千瓦時01B2C排風機組千瓦時01B2D風機盤管千瓦時01B2E分體式空調器千瓦時01C00動力用電千瓦時01C10電梯千瓦時01C20水泵千瓦時01C30通風機千瓦時01D00特殊用電千瓦時01D10信息中心千瓦時01D20洗衣房千瓦時

7、01D30廚房餐廳千瓦時01D40游泳池千瓦時01D50健身房千瓦時01D51其他千瓦時說明：表示必須通過實際電表計算得出，如果線路允許，應盡量安裝電表，否則可以通過拆分得出。附錄2 TCP通訊規約網絡層數據包格式數據傳輸網關和數據中心傳輸的網絡層數據包格式是指通過TCP協議傳輸時的格 式，不但包括應用層的數據包，還包括因為TCP協議特性而增加的附加信息，以保證數據的順利傳輸。格式定義如下:HeadTypeLengthDataHead:消息頭，2個字節，固定為0 x1F1F。Type：消息類型，1個字節：0 x1：身份認證，Data體是明文數據0 x2：心跳信息，Data體是明文數據0 x3：

8、能耗數據，Data體是通過AES加密后的數據Length： 4個字節，Integer整型，指明消息體Data長度，采用網絡字節順序（高位字 節在前）。Data：應用層數據包，明文或是經過AES加密后的數據，原始數據是變長字符串，xml 格式的消息，UTF-8編碼，格式見附錄4。身份認證過程數據中心使用MD5算法進行數據傳輸網關認證，具體過程如下：（1）TCP連接建立成功后，數據采集器向數據中心發送身份認證請求；（2）數據中心向數據采集器發送一個隨機序列；（3）數據采集器將本地存儲的認證密鑰（AES加密密鑰）和接收到的隨機序列組合成一 連接串，計算連接串的MD5值并發送給數據中心；（4）數據中心

9、將接收到的MD5值和本地計算結果相比較，如果一致則認證成功，否 則認證失敗。認證密鑰存儲在數據中心和數據傳輸網關的本地文件系統中，密鑰長度128bit。數據傳輸網關和數據中心通信過程如附圖1所示。V是4 結束附圖1數據傳輸網關和數據中心通信過程2.數據加密使用AES加密算法對XML數據包進行加密，加密密鑰和認證密鑰相同，長度為128bit。AES采用CBC算法模式，PKCS7/PKCS5填充模式，向量和密鑰相同。附錄3 WebService通訊規約數據中心提供WebService服務以方便數據傳輸網關上傳能耗數據和心跳數據。WebService 服務名：DataTransmissionServ

10、ice，提供以下方法：a）能耗數據傳輸方法public string transportEnergyData （string buildingId , string gatewayId , byte sequence , byte md5, byte message）傳輸網關將存儲的本地密鑰（AES加密密鑰）加上傳輸網關生成的隨機序列sequence 計算出的md5值作為參數，隨機序列和能耗數據也作為參數調用 transportEnergyData 上傳能耗數據。參數說明：sequence:傳輸網關生成的隨機序列；6 md5:網關存儲的本地密鑰加上傳輸網關生成的隨機序列sequence計算出的

11、md5值;buildingId :樓宇編碼；gatewayld :網關編碼；message:能耗數據，原始格式說明見附錄4，需使用AES算法加密，AES AES采用CBC算法模式，PKCS7/PKCS5填充模式，向量和密鑰相同；返回值：如果正確解析，返回OK，否則返回錯誤描述，詳細格式見附錄4的能耗 數據傳輸后數據中心的回應消息，xml格式，加密后傳輸。b)心跳數據傳輸方法public string transportHeartBeat (string buildingId , string gatewayId)參數說明：buildingId :樓宇編碼gatewayId :網關編碼返回值：返

12、回授時時間字符串：格式YYYYMMDDHHMMSS，詳細格式見附錄4, xml格式，明文傳輸。附錄4數據傳輸的XML數據格式1 .身份驗證數據包(id_validate)XXXXXXXXXid_validateXXXXXXXX XXXXXXXX pass/fail說明：此操作只在使用TCP方式傳輸時有效。common元素：通用部分，屬性說明：building_id:樓棟編號gateway_id:網關的 IDtype：固定為id_validate，指明是身份驗證id_validate 元素：operation屬性:共有四種：request:采集器請求身份驗證（該數據包為采集器發送給服務器），無子

13、元素。sequence:服務器發送一串隨機序列，sequence子元素有效（該數據包為服務器發 送給采集器）。md5:采集器發送計算的MD5, md5子元素有效（該數據包為采集器發送給服務器）， 注意此處的md5值是轉換成16進制后的字符串，參考附錄5。result:服務器發送驗證結果，result子元素有效（該數據包為服務器發送給采集器）心跳/校時數據包（heart_beat）XXXXXXXXX heart_beatYYYYMMDDHHMMSS 說明：common元素：通用部分，屬性說明：building_id:樓棟編號gateway_id :采集器編號type：固定為heart_beat，

14、指明是心跳/校時heart_beat元素：心跳/校時，屬性說明：operation :兩種操作類型，notify:采集器定期給服務器發送存活通知，無子元素time:服務器在收到存活通知后發送授時信息，此時子元素time有效能耗遠傳數據包（data）數據傳輸網關發送的信息：XXXXXXXXXenergy_data YYYYMMDDHHMMSS 讀數值 1讀數值 2數據 1數據 2說明：common元素，通用部分，屬性說明：building_id:樓棟編號gateway_id :采集器編號type： type: energy_data,指明是能耗數據data元素，遠傳數據：operation屬性：

15、兩種操作類型，report:采集器定時上報的能耗數據continuous:斷點續傳的歷史能耗數據finish:斷點續傳的歷史能耗數據全部發送完成，無子元素energy_items元素：能耗分項數據，energy_item元素：上傳的分項hcode分項代碼，數值是分項下所有儀表運算后的瞬時讀數值，需要上傳的分項參考附錄1meters元素，儀表組合：total屬性：應該采集的總儀表數，因為采集鏈路故障，發送的儀表讀數可能小于這個值。meter元素,儀表：id屬性：儀表的idname屬性:儀表名稱function元素:每個計量裝置的具體采集功能，具有下列3種屬性：error屬性:該功能出現錯誤的描述

16、，空字符串表示沒有錯誤id屬性:計量裝置的數據采集功能代碼，定義如下，目前只使用WPP：Ua： A相電壓，Ub： B相電壓，Uc： C相電壓，Uab： AB線電壓 Ubc： BC線電壓，Uca： CA線電壓，Ia： A相電流，Ib： B相電流 Ic： C相電流，Iab： AB線電流，Ibc： BC線電流，Ica： CA線電流 Pa： A相有功功率，Pb： B相有功功率，Pc： C相有功功率 Ps：總有功功率，單位kwQa： A相無功功率，Qb： B相無功功率，Qc： C相無功功率Qs：總無功功率，單位kwPFa： A相功率因數，PFb： B相功率因數，PFc： C相功率因數 PFs :總功率因

17、數Sa： A相視在功率，Sb： B相視在功率，Sc： C相視在功率Ss：總視在功率Uavg:相電壓均值，ULavg:線電壓均值，Lavg：電流均值WPP：正向有功電能，單位kwh，WQP:正向無功電能，單位kwh，F：頻率數據中心回應的信息：XXXXXXXXX energy_data YYYYMMDDHHMMSS OK/fail說明：如果數據格式和內容正確，ack中返回OK,否則返回錯誤信息。Time是網關發送數據中包 含的消息。4.如果由于對消息的解密錯誤或者xml文檔格式錯誤等原因導致文檔不能解析，服務端將回應下列消 息，錯誤描述在error元素中。error description附錄5

18、數據簽名/加密算法驗證參考對本通訊規約使用的MD5和AES算法，可使用下列示例進行驗證算法是否正確:1. MD5算法明文abcabcdefghijklmnopqrstuvwxyz密 文byte(-128 127)-112,1,80,-104,60,-46,79,-80,-42,-106,63,125,40,-31,127,114-61,-4,-45,-41,97,-110,-28,0,125,-5,73, 108,-54,103,-31,59byte(0 256)144,1,80,152,60,210,79,176,214,150,63,125,40,225,127,114195,252,211,215,97,146,228,0,125,251,73,108,202,103,225,59十六進制900150983cd24fb0d6963f7d28e1 7f72c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b2. AES算法AES使用采用CBC算法模式，PKCS5/PKCS7填充模式，向量和密鑰相同。明文hello,world!密*月chinashanghaijky密 文byte(-128 127)35,118,54,20,-110,33,-7,92,121,-103,21,52,-119,96,-120,-30byte(0 256)35,118,54