物聯網智慧農業信息系統接口要求2023-11-27發布國家標準化管理委員會 I 2規范性引用文件 3術語和定義 4縮略語 5智慧農業信息系統接口概要 6內部接口要求 參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國信息技術標準化技術委員會(SAC/TC28)提出并歸口。本文件起草單位：中國電子技術標準化研究院、深圳賽西信息技術有限公司、科大訊飛股份有限公司、北京市農林科學院信息技術研究中心、江蘇賽西科技發展有限公司、西安航天自動化股份有限公司、中移物聯網有限公司、上海集成通信設備有限公司、中國農業科學院煙草研究所、重慶郵電大學、廈門四信通信科技有限公司、農芯(南京)智慧農業研究院有限公司、北京理工大學、河南訊飛人工智能科技有限公司、鵬城實驗室、北京東土科技股份有限公司。1物聯網智慧農業信息系統接口要求1范圍本文件規定了智慧農業信息系統內部接口的數據結構、數據交互請求方式、調用流程、安全要求等。本文件適用于智慧農業信息系統內部接口的設計、開發和應用。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T18793—2002信息技術可擴展置標語言(XML)1.021025—2007XML使用指南22239—2019信息安全技術網絡安全等級保護基本要求36626—2018信息安全技術信息系統安全運維管理指南ISO/IEC21778:2017信息技術JSON數據交換語法(Informationtechnology—TheJSONda-tainterchangesyntax)3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。具有特定目的的實體集合。服務于農業的軟件信息系統。子系統subsystem系統中實現部分系統功能的事件和約束通過封裝和簡化后的集合。4縮略語下列縮略語適用于本文件。WEB:全球廣域網(WordWideWeb)5智慧農業信息系統接口概要智慧農業信息系統通常由用戶域、感知控制域、運維管理域、服務提供域、資源交換域組成，智慧農業信息系統接口如圖1所示，智慧農業信息系統中各子系統功能簡述見表1。2接口接口接口接口接口接口接口接口外部接π個人用戶接10資源交換農商交易**+**運維管理域 接□數據共享數據處理標識解析地理信息服務管理用戶管理接門安全管理…接π03農業組網采集控制子系統傳感數據標識標簽地理信息接口02農業邊緣計算多媒體控制指令圖1智慧農業信息系統接口示意圖表1智慧農業信息系統中各子系統功能簡述域名稱子系統名稱子系統功能簡述感知控制域采集控制子系統采集控制子系統通過不同的采集和執行功能單元實現對農業生產關鍵要素(如農作物、土壤、環境、設施)的信息采集和執行控制。根據智慧農業應用服務的不同需求，采集相關傳感數據、標識標簽、地理信息、多媒體信息等并向 相關執行單元發送控制指令。根據智慧農業應用服務的不同需求，為上層的各類應用提供基礎的數據采集和功能執行農業組網與邊緣計算子系統農業組網與邊緣計算子系統為采集控制子系統與其他子系統互聯及數據預處理提供支撐。農業組網提供地址映射、數據通信、協議轉換、網絡安全管理、網絡設備管理等功能；邊緣計算提供數據預處理、規則計算等功能3GB/T43443—2023表1智慧農業信息系統中各子系統功能簡述(續)域名稱子系統名稱子系統功能簡述服務提供域基礎服務子系統基礎服務子系統是為業務服務子系統提供各類數據基礎服務的子系統，包括戶管理等基礎服務業務服務子系統業務服務子系統針對各類用戶需求，提供智慧農業相關業務服務和應用的子系統，包括農產品溯源、農作物植保、農商交易等服務資源交換域資源交換子系統資源交換子系統是實現智慧農業信息系統與其他系統間信息資源交換共享的子系統，以實現產品、交易、供應商、第三方服務數據的更新和共享，包括數據資源交換、數據發布等功能運維管控域運維管理子系統運維管理子系統是管理和維護智慧農業信息系統中各終端、設備、系統可靠和安全運行的子系統。提供系統運維管理、系統安全管理等功能用戶域用戶信息管理子系統用戶信息管理子系統是智慧農業信息系統中管理各類用戶信息、令牌、權限的子系統，各類用戶信息按用戶種類可以分為政府用戶、企業用戶、個人用戶等智慧農業信息系統有若干個外部接口和12個內部接口。外部接口用于智慧農業信息系統與其他外部系統(如用戶接入系統、傳感網系統、遙感系統等)進行數據交互；12個內部接口用于智慧農業信息系統中各子系統進行數據交互，相關接口簡述見表2。表2智慧農業信息系統中各接口簡述接口編號接口簡述接口01本接口規定了采集控制子系統和農業組網與邊緣計算子系統間的關聯關系。農業組網與邊緣計算子系統通過此接口連接采集控制子系統，實現與采集控制子系統間的數據傳輸。主要包括農業傳感數據、地理信息數據、標識數據、媒體流數據、控制執行數據、運維數據等接口02本接口規定了運維管理子系統和農業組網與邊緣計算子系統間的關聯關系。運維管理子系統通過此接口連接農業組網與邊緣計算子系統，實現在不同權限下的數據傳輸。主要包括系統運行狀態數據、系統設備管理數據、系統設備配置數據、系統安全管理數據等接口03本接口規定了資源交換子系統和農業組網與邊緣計算間子系統間的關聯關系。資源交換子系統通過此接口連接農業組網與邊緣計算子系統，實現在不同權限下的數據傳輸。主要包括農業資源數據、農商情況數據、標識數據等接口04本接口規定了基礎服務子系統和農業組網與邊緣計算子系統間的關聯關系。資源交換子系統通過此接口和農業組網與邊緣計算子系統連接，在權限許可下進行數據交互。主要包括采集控制子系統所獲取的農業傳感數據、標識數據、地理信息數據、農業多媒體數據、設備狀態數據、控制數據等接口05本接口規定了資源交換子系統與基礎服務子系統間的關聯關系。基礎服務子系統通過此接口與資源交換子系統連接，在權限許可下進行數據交互，實現基礎服務子系統與其他外部系統的信息資源交換與共享，為智慧農業相關基礎服務提供信息資源接口06本接口規定了運維管理子系統與基礎服務子系統間的關聯關系。運維服務子系統通過此接口與基礎服務子系統連接，實現對基礎服務子系統運行狀態的監測、控制、維護、安全管理等4表2智慧農業信息系統中各接口簡述(續)接口編號接口簡述接口07本接口規定了業務服務子系統與基礎服務子系統間的關聯關系。業務服務子系統通過此接口與基礎服務子系統連接，在權限許可下調用基礎服務子系統提供的智慧農業相關數據基礎服務接口08本接口規定了資源交換子系統與業務服務子系統間的關聯關系。業務服務子系統通過此接口與資源交換子系統連接，在權限許可下進行數據交互，實現業務服務子系統與其他外部系統的信息資源交換與共享，為智慧農業相關業務服務提供信息資源接口09本接口規定了運維管理子系統與業務服務子系統間的關聯關系。運維管理子系統通過此接口與業務服務子系統連接，在權限許可下實現對業務服務子系統運行狀態的監測、控制、維護、安全管理等接口10本接口規定了用戶信息管理子系統與業務服務子系統間的關聯關系。用戶信息管理子系統通過此接口與業務服務子系統連接，根據不同權限獲取各類智慧農業相關業務服務接口11本接口規定了運維管理子系統與用戶信息管理子系統間的關聯關系，用戶信息管理子系統通過此接口與運維管理子系統連接，向用戶呈現智慧農業信息系統的運維數據，實現對系統運行狀態的監測、控制、維護、安全管理等接口12本接口規定了運維管理子系統與資源交換子系統間的關聯關系。運維管理子系統通過此接口與資源交換子系統連接，實現對資源交換子系統運行狀態的監測、控制、維護、安全管理等。同時，運維管理子系統可以通過該接口，實現與其他外部系統的資源交換，獲取運維管理所需的信息資源6內部接口要求6.1通用要求智慧農業信息系統接口應符合如下要求：a)統一采用UTF-8編碼格式；b)支持向下兼容；c)支持跨操作系統、跨編程語言調用；d)支持高并發訪問，在大量資源占用時，也可保證系統的正常運行；e)各子系統在拓展新功能新業務時，接口應提供準確、快速的實現方式；f)接口路徑分別使用可能鏈接的系統/模塊的名稱作為接口路徑的前綴，以鏈接不同系統/模塊；g)接口路徑中加入接口版本號，以關聯不同時期版本系統。6.2數據結構要求智慧農業信息系統接口間數據交換宜以可擴展置標語言(XML)、JavaScrip對象簡譜(JSON)、另一種置標語言(YAML)或二進制流等格式進行組織和描述，XML描述應符合GB/T18793—2002、GB/Z21025—2007的要求，JSON描述應符合ISO/IEC21778:2017的要求，接口的數據基礎類型符合如下要求：a)字符類型應包含中英文字、字母、數字、特殊符號等；b)數值類型應包含整型、浮點型等；c)日期時間類型應以YYYYMMDD-hhmmss等形式表達；d)布爾值類型應以是/否、true/false的形式表達；e)二進制流應按指定編碼要求的流格式表達；5f)數據交換包的數據項應包括唯一標識、父元素名稱、數據項名稱、數據約束、數據類型、數據長6.3數據交互請求方式智慧農業信息系統接口數據交互若以套接字方式進行，應采用同步請求方式進行交互，客戶端向服務端發送服務請求，客戶端等待服務端返回處理結果。智慧農業信息系統接口數據交互若以超文本傳輸協議(HTTP)請求方式進行，宜采用以下2種方式：a)同步請求方式：客戶端向服務端發送服務請求，客戶端等待服務端返回處理結果；b)異步請求方式：客戶端向服務端發送服務請求，當服務端處理請求時，客戶端繼續運行，當服務端處理結束時返回處理結果。6.4調用流程要求6.4.1套接字接口套接字接口客戶端調用流程應符合如下步驟：a)創建套接字描述符；b)設置服務器IP和端口；c)請求建立到服務器的TCP連接并阻塞，直到連接成功建立；d)發送請求到服務器；e)接收服務器應答；f)關閉套接字描述符。套接字接口服務端調用流程應符合如下步驟：a)創建套接字描述符；b)設置服務器IP和端口號；c)綁定套接字描述符；d)設置監聽，等待客戶端連接請求；e)從已完成連接的隊列中新建套接字描述符，如果已完成連接則隊列為空，進入阻塞等待；f)讀取來自客戶端的請求；g)回復客戶端請求；h)關閉套接字描述符，等待新的連接請求。Web服務接口調用流程應符合如下步驟：a)客戶端按照規定接口協議、請求方式、請求參數對服務方發起認證請求；b)服務端對客戶端的參數進行參數驗證，對于符合認證要求的請求，返回具有有效期的授權認證信息(客戶端后續所有請求需攜帶授權認證信息);c)客戶端發起請求；d)服務端處理客戶端請求后返回執行結果；e)客戶端接收執行結果。6智慧農業信息系統接口符合如下安全要求。a)接口數據交互宜根據數據資源的安全等級建立健全的接口授權訪問機制，防止非法調用。b)宜具有接口運行健康監控機制，在受到攻擊或系統內部錯誤時，應能及時發現并排除故障。c)宜明確區分可共享、無需安全認證的數據資源和需要安全認證的數據資源。d)宜具備令牌授權機制，各接口請求都應包含令牌信息，系統在接收到接口請求時應進行令牌信息驗證，如果令牌信息不存在，則認為該請求失效。e)宜具備時間戳超時機制，客戶端每次請求都附加當前時間的時間戳，服務端接收到時間戳后與當前時間進行比對，如果時間差大于一定時間，則認為該請求失效。f)宜具備簽名機制，將令牌和時間戳加上其他請求參數用加密算法加密，加密后的數據形成本次接口