井蓋物聯網技術規范目 次前言 II1范圍 12規范性引用文件 13術語和定義 14縮略語 35體系結構 36通信協議 57井蓋智能終端技術要求 98井蓋智能終端測試方法 12I井蓋物聯網技術規范范圍本標準規定了井蓋物聯網的體系結構、通信協議，井蓋智能終端的技術要求和測試方法。使用。規范性引用文件凡是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/T2423.18—2012環境實驗第2部分：試驗方法試驗Kb：鹽霧，交變(氯化鈉溶液)GB/T4208—2017外殼防護等級（IP代碼）GB/T17626.2—2006電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3—2016電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T20138—2006電器設備外殼對外界機械碰撞的防護等級(IK代碼)GB/T22239—2008信息安全技術信息系統安全等級保護基本要求GB/T33745—2017物聯網術語DL/T809—2016發電廠水質濁度的測定方法JJG971—2002液位計檢定規程YD/T1484.1—2016無線終端空間射頻輻射功率和接收機性能測量方法第1部分：通用要求ISO/IEC所有部分（Cardsandsecuritydevicesforpersonalidentification—Contactlessproximityobjects）EN55032—2015多媒體設備的電磁兼容性發射要求（Electromagneticcompatibilityofmultimediaequipment—EmissionRequirements）術語和定義GB/T33745—2017界定的以及下列術語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復列出了GB/T33745—2017中的一些術語和定義。3.1井蓋智能終端intelligentterminalofmanholecover的設備。3.2井蓋物聯網internetofthingsofmanholecover安裝在井蓋的智能終端，按照約定的協議，進行物與物之間的信息交換和通信、實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等功能的系統。13.3低功耗lowpowerconsumption通過盡可能縮短暫時不使用模塊的通電時間，以減小系統運行時總的平均功率，達到降低系統功耗的技術。3.4井蓋電子標簽RFtagofmanholecover體。3.5井蓋狀態智能監控終端intelligentmonitorterminalforthestateofmanholecover蓋進行智能監控的設備。3.6井下水位智能監控終端intelligentmonitorterminalforwaterlevelundermanholecover行智能監控的設備。3.7井下水流速智能監控終端intelligentmonitorterminalforvelocityofwaterflowundermanholecover的流速進行智能監控的設備。3.8路面積水智能監控終端intelligentmonitorterminalforwaterlevelonroad行智能監控的設備。3.9井下水濁度智能監控終端intelligentmonitorterminalforwaterturbidityundermanholecover的濁度進行智能監控的設備。3.10井蓋智能鎖intelligentlockformanholecover蓋的授權開鎖和開鎖監控功能的設備。3.11體系結構thearchitectureforinternetofthingsofmanholecover定義井蓋物聯網系統的整體結構、層次劃分、不同部分之間協作關系等。3.12井蓋業務應用系統businessapplicationsystemrelatedtomanholecover向用戶提供井蓋物聯網各類業務應用的系統。2縮略語下列縮略語適用于本文件。eMTC：增強型機器類型通信（enhancedMachine-TypeCommunication）GIS：地理信息系統（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem）GPS：全球定位系統（GlobalPositioningSystem）IoT：物聯網（InternetofThings）IP：網絡之間互連的協議（InternetProtocol)LTE：長程演進（LongTermEvolution）NB-IoT：窄帶物聯網（NarrowBand-IoT）RFID：無線射頻識別技術（RadioFrequencyIdentification）TCP：傳輸控制協議（TransmissionControlProtocol）3GPP：基于GSM核心網絡和它們所支持的無線接入技術的第三代移動通信系統（3rdGenerationPartnershipProject）體系結構總體架構井蓋物聯網包括感知層、網絡層和應用層，并由管理和安全保障兩個支撐體系構成。總體架構如圖1所示。安全保障安全保障管理體系體系應用支撐系統井蓋業務應用系統井蓋智能終端支撐網絡應用層應用層安全技術系統管理安全技術系統管理網絡層網絡層安全管理運營管理安全管理運營管理感知層感知層圖1總體架構感知層感知層構成3水智能監控終端、井下水濁度智能監控終端和井蓋智能鎖等。感知層功能感知層功能由井蓋智能終端功能體現，主要包括數據采集、數據處理、數據傳輸和智能控制：RFIDLTENB-IoTeMTCTCP/IP6自動控制和管理。網絡層網絡層通過基礎支撐網絡完成感知層數據到應用層的傳輸，以及應用層控制數據到感知層的傳輸。LTENB-IoTeMTC、TCP/IP等。應用層應用層構成應用層包括應用支撐系統和井蓋業務應用系統，并部署在后臺數據中心。應用支撐系統應用支撐系統通過對感知層數據的組織與管理，應滿足各類井蓋業務應用的需要。其主要功能：標識解析：提供對感知對象和控制對象標識的解析服務，以實現相應的控制和管理；位置服務：提供對井蓋及其智能終端進行定位、查詢、識別和事件檢查等服務；消息服務：提供高效、可靠的數據傳遞機制，以滿足分布式環境下的數據傳輸需求；數據存儲：提供集中式或分布式的數據存儲服務；數據安全：提供對井蓋物聯網數據的安全防護服務；數據處理：提供數據和信息的采集、加工、變換和傳輸等服務；數據管理：提供對數據和信息的采集、存儲、處理和應用等過程的管理服務；接入管理：通過對象的身份識別，提供同構或異構網絡的接入服務；服務組織管理：提供對支撐子層各類服務組織的有效管理。業務應用系統業務應用系統提供井蓋物聯網的各類具體業務應用。業務應用系統主要有如下子系統：GISBDS/GPS/服務功能；形成上下游監測網絡，實現對城市小流域的水文監控；4保護。管理體系管理體系包括系統管理、運維管理。通過系統管理對井蓋物聯網狀態信息、故障管理、系統升級、（包括物理網絡和軟硬件環境等業務系統等維護管理。安全保障體系部門之間的相互關系，來保證井蓋物聯網系統的整體安全。井蓋物聯網的安全保障體系應按照GB/T22239—2008中第6章的要求進行建設。通信協議通信協議數據結構通信包結構通信包結構如圖2所示。包頭數據段（明文）長度加密標識包頭數據段（明文）長度加密標識數據段（明文）CRC包尾包頭數據段（密文）長度加密標識數據段（密文）CRC包尾 包頭數據段（密文）長度加密標識數據段（密文）CRC包尾圖2通信數據結構圖通信包結構組成通信包結構組成如表1所示。表1通信包結構組成名稱類型（字節說明包頭Byte2固定為0x2323（表示字符“##”）數據段長度Byte4數據段長度加密標識Byte1是否對數據段進行加密，0x00和0x01分別表示加密和不加密數據段Byte[35,n]n由支撐網絡的最大傳輸單元和通信包中其它組成部分的長度確定CRC檢驗Byte4數據段的校驗結果，如CRC錯，則不回傳應答包，而造成執行超時。數據段不加密時，對加密前的數據段（明文）進行檢驗；數據段加密時，對加密后的數據段（密文）進行檢驗包尾Byte2固定為0x0D0A（表示回車、換行字符）5數據段結構組成數據段結構組成見表2。其中，井蓋智能終端的類型碼和功能碼的取值范圍分別由表3和表4定義。表2數據段結構組成名稱類型長度（字節）說明井蓋IDByte4井蓋ID，由井蓋生產廠商自定義終端類型碼Byte1井蓋智能終端的類型碼，其值定義詳見表3終端IDByte4井蓋智能終端ID，由井蓋智能終端生產廠商定義通信協議版本號Byte1每個版本對應一個數字，更改協議后遞增，范圍從0x01到0xFF功能碼Byte1本數據段所對應的功能碼，其值定義詳見表4IMEIByte8國際移動設備身份碼，每個井蓋智能終端中移動通信設備的唯一識別碼IMSIByte8國際移動用戶識別碼，每個井蓋智能終端中移動通信設備對應的移動用戶識別碼經緯度Byte8井蓋部署位置的經緯度數據區Byten-35格式由井蓋智能終端類型和功能碼確定，長度由通信包定義的數據段長度n減去數據段中其它組成部分的長度表3智能終端類型碼表終端類型碼井蓋智能終端0x01井蓋電子標簽0x02井蓋狀態智能監控終端0x03井下水位智能監控終端0x04井下水流速智能監控終端0x05路面積水智能監控終端0x06井下水濁度智能監控終端0x07井蓋智能鎖預留終端類型碼預留終端類型碼范圍0x08～0xFF表4智能終端功能碼表功能碼描述0x01井蓋智能終端向應用支撐系統上傳數據0x81應用支撐系統回應井蓋智能終端的上傳數據0x02應用支撐系統向井蓋智能終端下傳控制請求0x82井蓋智能終端對應用支撐系統的控制請求進行回應預留功能碼預留功能碼的范圍0x03～0x7F、0x83～0xFF6各功能對應的數據區定義如下：5678表5井蓋智能終端向應用支撐系統上傳數據功能對應的數據區字段名類型長度（字節）描述傳感數據的個數Byte1井蓋智能終端上傳傳感數據的個數傳感數據Bytem由每次上傳的傳感數據的個數確定采集時戳Byte3按字節依次表示時、分、秒是否繼續上傳數據Byte10x00和0x01分別表示不繼續和繼續上傳數據兩種情形智能終端狀態Byte10x00和0x01分別表示智能終端正常和異常兩種狀態剩余電量Byte1剩余電量，按照百分比輸出，精確到1%上傳日期Byte3按字節依次表示年、月、日上傳時間Byte3按字節依次表示時、分、秒信號強度Byte2支撐網絡信號強度的分貝值信噪比Byte2支撐網絡信噪比的分貝值擴展數據域ByteXXn-35長度之差表6應用支撐系統回應井蓋智能終端上傳數據功能對應的數據區字段名類型（字節描述狀態Byte10x00表示通訊成功結束；0x01保持連接，準備接收下發數據應答日期Byte3按字節依次表示年、月、日應答時間Byte3按字節依次表示時、分、秒表7應用支撐系統向井蓋智能終端下傳控制請求功能對應的數據區字段名類型（字節描述連接狀態Byte10x00和0x01分別用于指示井蓋智能終端斷開連接或保持連接公鑰Byte4井蓋智能終端用于RSA加密的公鑰平臺地址String16應用支撐系統中通信模塊對應的IP和域名訪問地址端口Byte2應用支撐系統中通信模塊對應的端口7表7（續）字段名類型（字節描述采樣周期Byte1水位采樣周期上傳數據的時間間隔Byte2兩次上傳數據之間的時間間隔，允許設置1h～168h上傳數據的開始時間點Byte2一天中第一次的上傳時刻，允許設置00:00～23:59水位報警值Byte4井下水位的上限值，超過該值時不受采樣周期的限制，立即報警下發日期Byte2該數據段下發的日期，按字節依次表示年、月、日下發時間Byte3該數據段下發的時間，按字節依次表示時、分、秒表8井蓋智能終端回應應用支撐系統控制請求功能對應的數據區字段名類型長度（字節）描述狀態Byte10x00和0x01分別表示井蓋智能終端執行控制指令成功和失敗超時重發機制的通信支撐網絡定義。通信流程數據上傳能終端。數據上傳過程如圖3所示。具體通信流程如下：井蓋智能終端建立與應用支撐系統的通信連接；10x01；0；CRC應答通信包，否則發送應答數據包（其數據段的功能碼為0x81）上層應用系統；1g)；g)；井蓋智能終端拆除與應用支撐系統建立的通信連接，結束通信過程。8支撐網絡井蓋智能終端應用支撐系統圖3數據上傳過程圖控制請求制請求過程如圖4所示。具體通信流程如下：10x02；0；CRC答通信包，否則發送應答通信包（其數據段的功能碼為0x82）井蓋智能終端的控制模塊；1f)；f)；結束通信過程。支撐網絡井蓋智能終端應用支撐系統圖4控制請求下傳過程圖井蓋智能終端技術要求外殼應采用耐腐蝕不銹鋼或高強度工程塑料，天線部件應采用耐腐蝕高分子復合材料。9環境條件環境條件如下：在工作溫度-20℃～60℃時應正常完成數據上傳和控制請求的功能；防水防塵等級達到IP68；鹽霧測試應達到無缺陷面積等級；IK07；GB/T17626.2—20063GB/T17626.3—20163EN55032—2015A供電電源供電電源要求如下：采用電壓≤DC36VIP68在電源電壓偏差±20%時，應正常完成數據上傳和控制請求的功能；間≥2部署在井下的智能終端應采用內置電池供電；當內置電池電量≤10%時，井蓋智能終端應上報應用支撐系統，提醒業主更換電池。通信通信要求如下：井蓋智能終端與應用支撐系統間的通信應采用工作于授權頻譜的廣域網通信技術；宜采用3GPP/3GPP24GLTE、NB-IoT、eMTCNB-IoT為通信組網技術；6.1～6.3LTE、eMTC＜-110dBm；NB-IoT定位井蓋智能終端上報的定位信息應包括井蓋ID、終端ID、經緯度位置和報告時間等。井蓋電子標簽井蓋電子標簽要求如下：井蓋電子標簽應采用無源方式；ISO/IEC14443（所有部分）A10功能配置功能配置要求如下：健康匯報：井蓋智能終端應定時上傳數據，上傳數據的頻率可由應用支撐系統下發設定；設定的頻率定時上傳數據；實時上傳數據，直至報警條件解除，報警閾值和加快采集頻率可由應用支撐系統下發設定。監控終端技術要求井蓋狀態智能監控終端井蓋狀態智能監控終端應符合如下要求：開/24h30s蓋報警信息給應用支撐系統；防誤報：井蓋智能監控終端的開蓋/關蓋誤報率＜1%；告警恢復：當告警條件消除時，井蓋智能監控終端應自動進入待機監控模式。井蓋智能鎖井蓋智能鎖應符合如下要求：井蓋智能鎖的授權開鎖時段可由應用支撐系統下發設定；井蓋智能開鎖器應能以離線或在線方式獲取授權開鎖密鑰；開井蓋和閉合井蓋；井蓋智能鎖應實現鎖蓋和開蓋報警二合一功能。終端數據采集傳感器技術要求井下水位井下水位傳感器測量誤差≤0.3%FS。井下水流速流速傳感器的測量誤差≤1%FS。路面積水路面積水傳感器的測量誤差≤0.3%FS。井下水濁度測量值≤10NTU時，濁度傳感器的測量誤差≤1NTU；測量值＞10NTU時，濁度傳感器的測量誤差應在讀數的±2%范圍內。11井蓋智能終端測試方法通用技術要求的測試外觀要求采用目測的方法對井蓋智能終端的外殼和天線部件的表面進行檢查，應符合7.1.1的規定。環境條件驗收方法如下：在實驗室模擬-20℃和60℃的工作溫度，并在這兩種溫度下分別重復數據上傳和控制請求730（21），7.1.2a)的規定；GB/T4208—2017IP687.1.2b)的規定；GB/T2423.18—20127.1.2c)的規定；GB/T20138—2006IK077.1.2中d)的規定；GB/T17626.2—200637.1.2e)的規定；GB/T17626.3—201637.1.2f)的規定；EN55032—2015A7.1.2g)的規定。