DB23_T 3506—2023农业物联网平台数据交换技术指南-(高清版）.pdf

ICS 65.020.01 CCS B 07 23 黑龙江省地方标准 DB 23/T 35062023 农业物联网平台数据交换技术指南 2023-07-05 发布 2023-08-04 实施 黑龙江省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩略语.1 5 数据交换原则.1 6 数据交换方式.2 7 数据交换流程.2 8 数据交换格式.2 采集点与平台之间数据交换.2 报文格式.3 平台与平台之间数据交换.5 设备信息.6 传感器数据.6 9 数据安全.7 10 维护升级.7 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中共黑龙江省委网络安全和信息化委员会办公室提出。本文件起草单位：黑龙江省网络空间研究中心、大庆市迈亚微云科技有限公司、联通（黑龙江）产业互联网有限公司、黑龙江省农垦科学院、黑龙江生态工程职业学院、东北林业大学、黑龙江农垦垦通信息通信有限公司、北大荒农垦集团有限公司。本文件主要起草人：孙恕、李锐、任志鹏、李鸿鹄、万海天、赵罗文、谷俊涛、陈峰、彭晓溪、于洋、孟奇、段兰昌、李超、赵永辉、张腾华、赵博、陈虹、周莹、吴琼、刘明鸽、孟鸽。农业物联网平台数据交换技术指南 1 范围 本文件界定了农业物联网平台数据交换的术语和定义、缩略语，给出了农业物联网平台数据交换原则、数据交换方式、数据交换流程、数据交换格式、数据安全和维护设计的指导。本文件适用于种植业农业物联网数据交换平台的数据交换。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 17859 计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB/T 25058 信息安全技术 信息系统安全等级保护实施指南 GB/T 28827.1 信息技术服务 运行维护 通用要求 GB/T 37973 信息安全技术 大数据安全管理指南 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。报文 网络中交换与传输的数据单元，站点一次性需要发送的数据块。数据交换 在多个数据终端设备之间，为任意两个终端设备建立数据通信临时互连通路的过程。4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。HTTP 文件传输协议（HyperText Transfer Protocol）JSON 文件传输格式（JavaScript Object Notation）CRC 循环冗余校验（Cyclical Redundancy Check）ICMPv6 互联网控制信息协议版本六(Internet Control Managemet Protocol Version 6)5 数据交换原则 农业物联网平台数据交换工作应符合数据传输的一般要求和数据交换中数据规范、传输安全、效率合理、便于迭代的基本原则。6 数据交换方式 采集设备采集数据通过报文上报到平台中，平台与平台之间数据通过HTTP协议进行交换。7 数据交换流程 农业物联网平台数据交换采用设备与平台之间数据交换（报文）、平台与平台数据交换（HTTP 协议 JSON 数据格式）进行数据传输。在传输数据时，数据接收方提出传输请求，数据发送方根据预设协议和数据格式实施数据传输。数据交换依据不同设备及定义的协议进行数据传输，并识别数据包采用的感知层协议，判断感知层协议是否属于预设协议类型。判断源数据地址到目的地址的交换路径时，接收前端设备发送的数据包，并按照预设路径扫描业务数据的风险系数，业务数据、源地址和目的地址，采用报文和 HTTP 协议将数据包上传到应用平台。实现应用平台之间的数据交换。数据传输双方按照设备类型制定规约，约定数据传输的协议和数据格式。可采用报文和 HTTP 协议进行数据传输。数据接收方和数据发送方同层的协议需要保持一致。数据传输方式见图 1。图1 数据传输方式 注：1、物联网设备信息在应用平台登记后，应用平台才能成功获取设备采集数据。2、物联网设备直接将采集的数据推送到应用平台。3、应用平台发起请求，通过请求设备信息等内容，获得设备数据。8 数据交换格式 设备与平台之间数据交换 8.1.1 数据封装与解封 数据在交换过程中以报文的形式进行传输，数据向下进行逐层封装，每一层对数据进行加工处理，并且添加报头的信息。接收到的设备将删除添加的信息，根据报头中的信息沿着协议栈向上传输。8.1.2 报文信封解析 8.1.2.1 报文信封解析方式 8.1.2.1.1 按照报文格式设定报文信封，平台接收到报文后，进行报文信封的解析。信封解析后，方能读取内部报文内容。8.1.2.1.2 从左到右依次进行信息解析。地址为：0731260003，定时等间隔上报定时报（间隔为 5 分钟），功能码 0 x32，中心接收软件收到报文后给出回应报文。8.1.2.2 正常数据解析（DATA）数据解析根据协议28报文有三个字节：byte3-00，byte2-01，byte1-01，根据协议解析版本。8.1.2.3 多数据包解析 每行报文为8个字节。超过8个字节的，宜形成多包。8.1.3 报文上报 8.1.3.1 报文上报应按照预设的格式上报。8.1.3.2 报文信封经过解析后，按预设的报文格式将需要上传的内容打包，进行数据上传。8.1.4 报文校验 采用CRC循环冗余校验。生成二进制数据，依次按照字节为单位，取出数据进行累加，从信封内容起开始校验，数据准确无误，则生成四位数的校验码。8.1.5 报文回应 应用平台在接收到经过验证的报文后，进行数据解析，并按照报文的数据请求进行定时回应。报文格式 8.2.1 报文格式形式 报文格式采用定时报文和心跳报文两种形式，可根据实际需要选择一种。定时发送报文的条件下，宜选择定时报文；监测物联网设备的运行状态时，宜采用心跳报文。8.2.2 报文信息格式 8.2.2.1 定时报报文上报格式 定时报报文上报格式见表1。表1 定时报报文上报格式 帧起始符 地址 功能码 流水号 发报时间 报文起始符（ASCII码STX）数据 报文结束符（ASCII码ETX）校验码 0 x7E 0 x7E 0 x07 0 x1F 0 x1A 0 x00 0 x03 0 x20 0 x00 0 x02 0 x17 0 x04 0 x0D 0 x0A 0 x37 0 x01 0 x02 0 x03 crc 示例：定时报报文上报内容。帧起始符 地址 功能码 流水号 发报时间 报文起始符（ASCII码STX）空气 温度 报文结束符（ASCII码ETX）校验码 7E 7E 07 1F 1A 00 03 20 00 02 17 04 0D 0A 37 01 02 00 1A 03 D996 根据示例打包生成报文如下：7E7E071F1A000320000217040D0A370102001A03D996 8.2.2.2 心跳报报文上报格式 心跳报报文上报格式见表2。表2 心跳报报文上报格式 帧起始符 地址 功能码 流水号 发报时间 报文起始符（ASCII 码 STX）报文结束符（ASCII码ETX）校验码 0 x7E 0 x7E 0 x07 0 x1F 0 x1A 0 x00 0 x03 0 x2F 0 x00 0 x04 0 x17 0 x04 0 x0D 0 x0A 0 x37 0 x01 0 x02 0 x03 crc 示例：心跳报报文上报内容。帧起始符 地址 功能码 流水号 发报时间 报文起始符（ASCII 码 STX）报文结束符（ASCII码ETX）校验码 7E 7E 07 1F 1A 00 03 2F 00 04 17 04 0D 0A 37 01 02 03 617F 根据示例打包生成报文如下：7E7E071F1A00032F000417040D0A37010203617F 8.2.2.3 定时报报文回应格式 定时报报文回应格式见表3。表3 定时报报文回应格式 帧起始符 地址 功能码 流水号 发报时间 报文起始符（ASCII码STX）报文结束符（ASCII码ETX）校验码 0 x7E 0 x7E 0 x07 0 x1F 0 x1A 0 x00 0 x03 0 x20 0 x00 0 x03 0 x17 0 x04 0 x0D 0 x0A 0 x37 0 x01 0 x02 0 x1B crc 示例：定时报报文回应内容。帧起始符 地址 功能码 流水号 发报时间 报文起始符（ASCII码STX）报文结束符（ASCII码ETX）校验码 7E 7E 07 1F 1A 00 03 20 00 03 17 04 0D 0A 37 01 02 1B 7751 根据示例打包生成报文如下：7E7E071F1A000320000317040D0A3701021B7751 8.2.2.4 心跳报报文回应格式 心跳报报文回应格式见表4。表4 心跳报报文回应格式 帧起始符 地址 功能码 流水号 发报时间 报文起始符（ASCII码STX）报文结束符（ASCII码ETX）校验码 0 x7E 0 x7E 0 x07 0 x1F 0 x1A 0 x00 0 x03 0 x2F 0 x00 0 x05 0 x17 0 x04 0 x0D 0 x0A 0 x37 0 x01 0 x02 0 x03 crc 示例：心跳报报文回应内容。帧起始符 地址 功能码 流水号 发报时间 报文起始符（ASCII码STX）报文结束符（ASCII码ETX）校验码 7E 7E 07 1F 1A 00 03 2F 00 05 17 04 0D 0A 37 01 02 03 6CEF 根据示例打包生成报文如下：7E7E071F1A00032F000517040D0A370102036CEF 8.2.3 报文信息 8.2.3.1 定时报文 8.2.3.1.1 回送请求报文 回送请求报文将信息发送到目标平台，平台收到该报文后，立即发回一条回送通告报文。回送请求报文的类型字段值为128,代码字段值为0。8.2.3.1.2 回送应答报文 回送应答报文结构与回送请求报文结构一致。当接收方接收到一个回送请求报文时，ICMPv6会用回送应答报文进行响应。回送应答报文的类型字段值为129，代码字段值为0。标识符和序列号值与回送请求报文中相应的字段值完全一致。平台与平台之间数据交换 平台与平台之间数据交换通过HTTP协议实现。8.3.1 请求格式 HTTP请求由请求行、请求头部、请求数据三部分组成。请求行包括请求方法、URL、协议版本；请求头部包括首部字段名、值；请求数据为请求信息内容。HTTP请求格式见表5。表5 HTTP 请求格式 请求行 请求头部 请求数据 请求方法 URL 协议版本 首部字段名 值 空行 实体主体 sp sp cr lf sp cr lf cr lf 注：sp代表空格、cr代表回车、lf代表换行。8.3.2 响应格式 HTTP响应报文由状态行、响应头部、响应正文三部分组成。状态行包括：协议版本、状态码、状态码描述；响应头部包括：首部字段名、值；响应正文为响应信息内容。HTTP响应格式见表6 表6 HTTP 响应格式 状态行 响应头部 响应正文 协议版本 状态码 状态码描述 首部字段名 值 空行 实体主体 sp sp cr lf sp cr lf cr lf 注：sp代表空格、cr代表回车、lf代表换行。设备信息 通过设备编码获取单个设备信息的数据格式见表7。表 7 通过设备编码获取单个设备信息的数据格式 接口 描述 URL 请求 方式 请求类型 返回 类型 参数名 数据 类型 是否 必填 说明 /device/info POST application/Json*/*deviceCode string N 设备编号 状态码 描述 返回属性名 类型 200 OK success bool code int data name type lat lng address 传感器数据 获取传感器类型列表数据格式见表8、获取指定设备某日的传感器采集数据格式见表9。表 8 获取传感器类型列表数据格式 接口描述 URL 请求 方式 请求类型 返回 类型 参数名 数据 类型 是否 必填 说明 /device/data/page POST Application/Json*/*deviceCode string Y PageIndx int N 不填写返回第一页报文数据 状态码 描述 返回属性名 类型 说明 200 OK success bool code int list array 报文集合 表 9 获取指定设备某日的传感器采集数据格式 接口描述 URL 请求 方式 请求类型 返回 类型 参数名 数据 类型 是否 必填 说明 /device/data/page POST application/Json*/*deviceCode string Y PageIndx int N 不填写返回第一页报文数据 状态码 描述 返回属性名 类型 说明 200 OK success bool code int list array 报文集合 9 数据安全 在数据交换过程中应保证数据安全。数据安全应符合GB/T 17859、GB/T 25058和GB/T 37973的规定，同时满足以下要求：a)数据交换过程中宜采用数据加密技术、数据校验技术、数据鉴别技术、数字签名技术、数字信封技术、数字证书技术等保证数据安全；b)数据交换过程中，要保证数据的完整性和一致性。10 维护升级 数据运行维护应符合GB/T 28827.12012的规定，同时应满足以下要求：a)制定维护计划，确定系统维护的类型、内容，明确服务的目标和能力，确定服务流程；b)设备提供方应升级维护接口，更新后应及时通知数据使用方；c)接口升级后，宜兼容历史版本，不能兼容的，应保留历史版本接口。