GBT 43443-2023 物联网 智慧农业信息系统接口要求

物联网智慧农业信息系统接口要求2023-11-27发布国家标准化管理委员会 I 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 5智慧农业信息系统接口概要 6内部接口要求 参考文献 I本文件按照GB/T1.1—2020《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专利的责任。本文件由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口。本文件起草单位：中国电子技术标准化研究院、深圳赛西信息技术有限公司、科大讯飞股份有限公司、北京市农林科学院信息技术研究中心、江苏赛西科技发展有限公司、西安航天自动化股份有限公司、中移物联网有限公司、上海集成通信设备有限公司、中国农业科学院烟草研究所、重庆邮电大学、厦门四信通信科技有限公司、农芯(南京)智慧农业研究院有限公司、北京理工大学、河南讯飞人工智能科技有限公司、鹏城实验室、北京东土科技股份有限公司。1物联网智慧农业信息系统接口要求1范围本文件规定了智慧农业信息系统内部接口的数据结构、数据交互请求方式、调用流程、安全要求等。本文件适用于智慧农业信息系统内部接口的设计、开发和应用。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/T18793—2002信息技术可扩展置标语言(XML)1.021025—2007XML使用指南22239—2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求36626—2018信息安全技术信息系统安全运维管理指南ISO/IEC21778:2017信息技术JSON数据交换语法(Informationtechnology—TheJSONda-tainterchangesyntax)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。具有特定目的的实体集合。服务于农业的软件信息系统。子系统subsystem系统中实现部分系统功能的事件和约束通过封装和简化后的集合。4缩略语下列缩略语适用于本文件。WEB:全球广域网(WordWideWeb)5智慧农业信息系统接口概要智慧农业信息系统通常由用户域、感知控制域、运维管理域、服务提供域、资源交换域组成，智慧农业信息系统接口如图1所示，智慧农业信息系统中各子系统功能简述见表1。2接口接口接口接口接口接口接口接口外部接π个人用户接10资源交换农商交易**+**运维管理域 接□数据共享数据处理标识解析地理信息服务管理用户管理接门安全管理…接π03农业组网采集控制子系统传感数据标识标签地理信息接口02农业边缘计算多媒体控制指令图1智慧农业信息系统接口示意图表1智慧农业信息系统中各子系统功能简述域名称子系统名称子系统功能简述感知控制域采集控制子系统采集控制子系统通过不同的采集和执行功能单元实现对农业生产关键要素(如农作物、土壤、环境、设施)的信息采集和执行控制。根据智慧农业应用服务的不同需求，采集相关传感数据、标识标签、地理信息、多媒体信息等并向 相关执行单元发送控制指令。根据智慧农业应用服务的不同需求，为上层的各类应用提供基础的数据采集和功能执行农业组网与边缘计算子系统农业组网与边缘计算子系统为采集控制子系统与其他子系统互联及数据预处理提供支撑。农业组网提供地址映射、数据通信、协议转换、网络安全管理、网络设备管理等功能；边缘计算提供数据预处理、规则计算等功能3GB/T43443—2023表1智慧农业信息系统中各子系统功能简述(续)域名称子系统名称子系统功能简述服务提供域基础服务子系统基础服务子系统是为业务服务子系统提供各类数据基础服务的子系统，包括户管理等基础服务业务服务子系统业务服务子系统针对各类用户需求，提供智慧农业相关业务服务和应用的子系统，包括农产品溯源、农作物植保、农商交易等服务资源交换域资源交换子系统资源交换子系统是实现智慧农业信息系统与其他系统间信息资源交换共享的子系统，以实现产品、交易、供应商、第三方服务数据的更新和共享，包括数据资源交换、数据发布等功能运维管控域运维管理子系统运维管理子系统是管理和维护智慧农业信息系统中各终端、设备、系统可靠和安全运行的子系统。提供系统运维管理、系统安全管理等功能用户域用户信息管理子系统用户信息管理子系统是智慧农业信息系统中管理各类用户信息、令牌、权限的子系统，各类用户信息按用户种类可以分为政府用户、企业用户、个人用户等智慧农业信息系统有若干个外部接口和12个内部接口。外部接口用于智慧农业信息系统与其他外部系统(如用户接入系统、传感网系统、遥感系统等)进行数据交互；12个内部接口用于智慧农业信息系统中各子系统进行数据交互，相关接口简述见表2。表2智慧农业信息系统中各接口简述接口编号接口简述接口01本接口规定了采集控制子系统和农业组网与边缘计算子系统间的关联关系。农业组网与边缘计算子系统通过此接口连接采集控制子系统，实现与采集控制子系统间的数据传输。主要包括农业传感数据、地理信息数据、标识数据、媒体流数据、控制执行数据、运维数据等接口02本接口规定了运维管理子系统和农业组网与边缘计算子系统间的关联关系。运维管理子系统通过此接口连接农业组网与边缘计算子系统，实现在不同权限下的数据传输。主要包括系统运行状态数据、系统设备管理数据、系统设备配置数据、系统安全管理数据等接口03本接口规定了资源交换子系统和农业组网与边缘计算间子系统间的关联关系。资源交换子系统通过此接口连接农业组网与边缘计算子系统，实现在不同权限下的数据传输。主要包括农业资源数据、农商情况数据、标识数据等接口04本接口规定了基础服务子系统和农业组网与边缘计算子系统间的关联关系。资源交换子系统通过此接口和农业组网与边缘计算子系统连接，在权限许可下进行数据交互。主要包括采集控制子系统所获取的农业传感数据、标识数据、地理信息数据、农业多媒体数据、设备状态数据、控制数据等接口05本接口规定了资源交换子系统与基础服务子系统间的关联关系。基础服务子系统通过此接口与资源交换子系统连接，在权限许可下进行数据交互，实现基础服务子系统与其他外部系统的信息资源交换与共享，为智慧农业相关基础服务提供信息资源接口06本接口规定了运维管理子系统与基础服务子系统间的关联关系。运维服务子系统通过此接口与基础服务子系统连接，实现对基础服务子系统运行状态的监测、控制、维护、安全管理等4表2智慧农业信息系统中各接口简述(续)接口编号接口简述接口07本接口规定了业务服务子系统与基础服务子系统间的关联关系。业务服务子系统通过此接口与基础服务子系统连接，在权限许可下调用基础服务子系统提供的智慧农业相关数据基础服务接口08本接口规定了资源交换子系统与业务服务子系统间的关联关系。业务服务子系统通过此接口与资源交换子系统连接，在权限许可下进行数据交互，实现业务服务子系统与其他外部系统的信息资源交换与共享，为智慧农业相关业务服务提供信息资源接口09本接口规定了运维管理子系统与业务服务子系统间的关联关系。运维管理子系统通过此接口与业务服务子系统连接，在权限许可下实现对业务服务子系统运行状态的监测、控制、维护、安全管理等接口10本接口规定了用户信息管理子系统与业务服务子系统间的关联关系。用户信息管理子系统通过此接口与业务服务子系统连接，根据不同权限获取各类智慧农业相关业务服务接口11本接口规定了运维管理子系统与用户信息管理子系统间的关联关系，用户信息管理子系统通过此接口与运维管理子系统连接，向用户呈现智慧农业信息系统的运维数据，实现对系统运行状态的监测、控制、维护、安全管理等接口12本接口规定了运维管理子系统与资源交换子系统间的关联关系。运维管理子系统通过此接口与资源交换子系统连接，实现对资源交换子系统运行状态的监测、控制、维护、安全管理等。同时，运维管理子系统可以通过该接口，实现与其他外部系统的资源交换，获取运维管理所需的信息资源6内部接口要求6.1通用要求智慧农业信息系统接口应符合如下要求：a)统一采用UTF-8编码格式；b)支持向下兼容；c)支持跨操作系统、跨编程语言调用；d)支持高并发访问，在大量资源占用时，也可保证系统的正常运行；e)各子系统在拓展新功能新业务时，接口应提供准确、快速的实现方式；f)接口路径分别使用可能链接的系统/模块的名称作为接口路径的前缀，以链接不同系统/模块；g)接口路径中加入接口版本号，以关联不同时期版本系统。6.2数据结构要求智慧农业信息系统接口间数据交换宜以可扩展置标语言(XML)、JavaScrip对象简谱(JSON)、另一种置标语言(YAML)或二进制流等格式进行组织和描述，XML描述应符合GB/T18793—2002、GB/Z21025—2007的要求，JSON描述应符合ISO/IEC21778:2017的要求，接口的数据基础类型符合如下要求：a)字符类型应包含中英文字、字母、数字、特殊符号等；b)数值类型应包含整型、浮点型等；c)日期时间类型应以YYYYMMDD-hhmmss等形式表达；d)布尔值类型应以是/否、true/false的形式表达；e)二进制流应按指定编码要求的流格式表达；5f)数据交换包的数据项应包括唯一标识、父元素名称、数据项名称、数据约束、数据类型、数据长6.3数据交互请求方式智慧农业信息系统接口数据交互若以套接字方式进行，应采用同步请求方式进行交互，客户端向服务端发送服务请求，客户端等待服务端返回处理结果。智慧农业信息系统接口数据交互若以超文本传输协议(HTTP)请求方式进行，宜采用以下2种方式：a)同步请求方式：客户端向服务端发送服务请求，客户端等待服务端返回处理结果；b)异步请求方式：客户端向服务端发送服务请求，当服务端处理请求时，客户端继续运行，当服务端处理结束时返回处理结果。6.4调用流程要求6.4.1套接字接口套接字接口客户端调用流程应符合如下步骤：a)创建套接字描述符；b)设置服务器IP和端口；c)请求建立到服务器的TCP连接并阻塞，直到连接成功建立；d)发送请求到服务器；e)接收服务器应答；f)关闭套接字描述符。套接字接口服务端调用流程应符合如下步骤：a)创建套接字描述符；b)设置服务器IP和端口号；c)绑定套接字描述符；d)设置监听，等待客户端连接请求；e)从已完成连接的队列中新建套接字描述符，如果已完成连接则队列为空，进入阻塞等待；f)读取来自客户端的请求；g)回复客户端请求；h)关闭套接字描述符，等待新的连接请求。Web服务接口调用流程应符合如下步骤：a)客户端按照规定接口协议、请求方式、请求参数对服务方发起认证请求；b)服务端对客户端的参数进行参数验证，对于符合认证要求的请求，返回具有有效期的授权认证信息(客户端后续所有请求需携带授权认证信息);c)客户端发起请求；d)服务端处理客户端请求后返回执行结果；e)客户端接收执行结果。6智慧农业信息系统接口符合如下安全要求。a)接口数据交互宜根据数据资源的安全等级建立健全的接口授权访问机制，防止非法调用。b)宜具有接口运行健康监控机制，在受到攻击或系统内部错误时，应能及时发现并排除故障。c)宜明确区分可共享、无需安全认证的数据资源和需要安全认证的数据资源。d)宜具备令牌授权机制，各接口请求都应包含令牌信息，系统在接收到接口请求时应进行令牌信息验证，如果令牌信息不存在，则认为该请求失效。e)宜具备时间戳超时机制，客户端每次请求都附加当前时间的时间戳，服务端接收到时间戳后与当前时间进行比对，如果时间差大于一定时间，则认为该请求失效。f)宜具备签名机制，将令牌和时间戳加上其他请求参数用加密算法加密，加密后的数据形成本次接口