基于NB-IoT的供热业务 室温采集器系统总体技术要求

4基于NB-loT的供热业务室温采集器系统总体技术要求本文件规定了面向供热场景的基于NB-IoT的室温采集器系统中终端、网络、平台、安全的总体技术本文件适用于NB-IoT室温采集器系统产品设计和研发。适用于政府供热监管部门、供热企事业单位室温采集器系统建设的决策参考，也适用于第三方机构对NB-IoT室温采集器系统技术审查和评估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/T32907-2016信息安全技术SM4分组密码算法GB/T37092-2018信息安全技术密码模块安全要求JG/T162-2017民用建筑远传抄表系统c/T188-2018户用计量仪表数据传输技术条件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件NB-IoT室温采集器roontemperatureacquisitionbasedonNB-1oT安装在热用户室内固定位置，内置温度传感或变送器件采集室内温度，并通过内置NB-IoT基础通信套件和用户卡把采集温度上传至NB-IoT物联网平台的电子设备。此基础通信套件实现物联网终端与NB-IoT物联网平台的通信、应用数据传输及设备管理等功能。此用户卡作为用户身份标识，采用物联网专用号段，基于NB-IoT网络通信，主要提供存储安全数据、动态加载更新应用、安全运算、标识用户身份、鉴权接入等功能。热力的生产和供应企业从供热系统获得热能的用户。5一种电力接线盒，是指86毫米长、86毫米宽、60毫米深的盒型。采集周期acquisitioncycleNB-IoT室温采集器每次获取室内温度的时间间隔。传输周期transmissioncyeleNB-IoT室温采集器每次将所获取数据上传至业务平台的时间间隔。控制密码变换操作的符号序列。蜂窝通信cellularnetwork采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信，如4G、NB-IoT等。下列缩略语适用于本文件4G:第四代移动通信技术(The4thGenerationMobileCommunicationTechnology)CBC:密码分组连接模式(CipherBlockChaihing)EEPROM:带电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasbleProgrammablereadonlymemory)HTTPS:超文本传输安全协议(HyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer)IoT:物联网(InterLCD:激光熔覆沉积(laserCladdingDeposition)MAC:媒体存取控制地址(MediaAccessControlAddress)6NB-IoT;窄带物联网(Narrow随机存取存储器(RandomAccessMemory)参考信号接收功率(ReferenceSignalReceivingSINR:信号与干扰加噪声比(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)SM4:分组对称密码算法(SM4algorithn)5应用场景及业务需求NB-IoT室温采集器系统应用于居民或商业建筑室内温度数据的采集和监测。热力公司通过NB-IoT室温采集器系统实时采集热用户室内温度数据，并通过NB-IoT方式传输给热力公司业务平台。热力公司可通过业务平台监测温度曲线变化，及时调节供热二次网管道中的供水阀门开度，实现室内温度达标。并可在一定程度上减少室内温度过高造成的能源浪费。热用户可通过NB-IoT室温采集器了解室内温度，为热用户判断室温是否达标提供依据。5.2业务需求NB-IoT室温采集器系统业务需求如下。a)功能性。NB-IoT室温采集器具备温度数据采集和显示屏展示、温度数据上传功能：平台具备数据监测和分析功能；ND-IoT室温采集器、平台之间具备数据交互功能：b)管理性。平台应为NB-IoT室温采集器提供设备连接、设备管理、数据处理、应用管理功能；c)安全性。NB-IoT室温采集器，平台之间数据交互应保证信息安全：d)便捷性。NB-IoT室温采集器安装便捷、人机交互界面易读，热用户体验较好；e)可靠性。NB-IoT室温采集器应具备供电可靠性、平台数据存储可靠性、数据传输可靠性：f)并发性。通信网络、平台应具备NB-IoT室温采集器数据高并发处理能力、低响应时间要求。NB-IoT室温采集器系统架构如图1所示。8图2NB-IoT室温采集器硬件架构图这6个模块硬件组成如下：a)温度采集模块由热敏感原件和转换原件组成，能测量室内温度并可转换为可用电信号；b)通信模块由NB-IoT通信模组、主板、用户卡组成；c)供电模块支持220V插座供电、内置锂电池供电或普通干电池供电；d)存储模块可由EEPROM、片内FLASH、外部串行FLASH、片内RAM储存器组成e)时钟模块由MCU内置RTC电路或外置时钟芯片组成；f)人机交互模块由LCD显示器组成。7.2终端功能定义NB-IoT室温采集器终端应满足表1列出的功能。表1NB-IoT室温采集器功能123应具备基示屏、按键等常规人机交互接口，有456789应支持远程设置传输周期、一次传输多条数据7.3终端参数要求插座型NB-IoT室温采集器，即把NB-IoT室温采集器硬件放置在86线盒的插座面板中，同时具备室温采集、插电功能，可代替室内插座使用，由市电供电。NB-IoT室温采集器参数要求如下：a)功率宜小于等于1.5w;9b)测温范围的最大允许误差不应超过±0.5℃;c)显示器精确度宜不低于0.1℃:d)插座使用电器设备的最大电流为10A:e)应通过国家强制3C认证，插孔应具备安全门结构。开关型NB-IoT室温采集器，即把NB-IoT室温采集器硬件放置在86线盒的照明开关中，同时具备室温采集、照明开关功能，可代替室内照明开关使用，由市电供电。开关型NB-IoT室温采集器参数要求如下；a)测温范围的最大允许误差不应超过±0.5℃:b)显示器精确度宜不低于0.1℃.c)可适应灯具负载功率范围5w～600w;d)应通过国家强制3C认证。弱电型NB-IoT室温采集器，是独立的NB-IoT室温采集器硬件产品，由电池供电。弱电型NB-IoT室温采集器参数要求如下：a)测温范围的最大允许误差不应超过±0.5℃;b)显示器精确度宜不低于0.1℃:c)电池应至少确保3年的正常室温采集；d)支持壁挂式安装，具有位置防移动数据报警功能终端电磁兼容与环境适应性要求如下。a)NB-IoT室温采集器应通过电服兼容试验，应符合JG/T162-2017中6.3.4中的规定。在静电放电、射频电磁场辐射、电快速瞬变脉冲群、狼涌(冲击)、工频磁场、脉冲磁场、电压变化试验条件下，其功能不应改变，应能正常工作，且数据不发生异常：b)NB-IoT室温采集器的环境适应性应符合JG/T162-2017中5.3.3的规定7.5监测点选择和终端安装位置监测点选择和终端安装位置要求如下a)一个监测点布置一个NB-IoT室温采集器：b)针对城市集中供热区域，监测点数量不少于总热用户数的1%,每栋楼每单元应至少选择3个典型热用户布置监测点，分别位于顶部、边、中间、底层，每栋楼应最少安装9个。上个采暖季投诉率较高的小区，应适当增加监测点比例。NB-IoT室温采集器安装位置为客厅或卧室非靠阳位置，安装位置式(1)中：8.3其他要求网络其他要求如下。a)应采用成熟的标准通信协议，便于系统集成或设备联动；b)在网络良好条件下，丢包率应小于1%,应有数据重传机制。9平台要求9.1NB-loT物联网平台要求9.1.1设备管理要求应支持设备管理，包括不限于设备注册、删除、修改应支持对设备信息、设备状态、通信数据等信息的展示；应支持面向业务系统提供API接口。9.1.2设备接入要求应至少支持每1000万平方米供热面积接入3万台NB-IoT室温采集器。应支持消息队列功能，支持大容量消息缓存，确保业务平台故障发生时数据可用支持多方独立消息，方便多系统接入获取消息；消息回溯，帮助用户故障恢复；支持集群消费，可将消息均衡发送至集群内每个客户机。9.2业务平台要求9.2.1设备维护要求应支持包括不限于NB-1af室温采集器基础信息维护、报装、维修、更换、特殊用户安检等业务办理。可支持发起NB-IoT室温采集器运程固件升级9.2.2数据传输要求支持室温采集数据上传处理，支持数据传输周期等设置参数下发。9.2.3数据分析和管理要求业务平台数据分析和管理要求如下。a)室温数据完整性、合理性检查对不完整的室温上传数据应自动补采，对异常数据应提示。出现以下情况认定为异常数据：24小时内室内温度低于或高于某一设定值、24小时内室内温度标准差高于某一设定值。b)室温数据分析采集到的室内温度数据，业务平台应根据应用功能需求，通过配置或公式编写进行加工和处理，判断在定义时间段内温度是否达标。c)终端设备故障分析和报警应具备包括不限于终端设备故障分析以及终端断电、故障、温度高或低时报警分析功能d)数据存储管理宜采用统一的数据存储管理技术，对采集的各类原始数据和应用数据进行分类存储和管理，为数据应用提供一体化数据平台。宜支持对外提供统一的数据服务接口，为其他系统开放有权限的数据共享服业务平台应至少存储3年室温数据。9.2.4综合报表要求应提供分时段、分区域、多维度、多样式的温度达标报表应提供终端设备维护报表、故障记录报9.2.5客户管理要求应建立统一的客户信息全视图，通过统一入口综合展示，包括不限于基本信息，附件信息，资料变更历史，缴费历史，账户信息，安检历史，工单历史等功能。应实现客户基本资料管理、客户资料变更审批、客户分级、开户销户、处理客户咨询或投诉等业务办理功能，宜支持客户业务办理流程留痕管理功能。9.2.6系统管理要求应支持热力公司组织结构和岗位管理功能。应支持用户口令管理、用户锁定解锁、用户岗位权限设置等管理功能。9.3安全认证平台要求9.3.1注册发行管理要求应面向接入的NB-IoT室温采集器提供安全远程在线发行管理服务。9.3.2设备安全管理要求应面向NB-IoT室温采集器提供远程发行、配置更新、安全应用管理和密钥分发服务，以支持NB-IoT室温采集器数据上传、数据下发、指令下发等功能的安全性。9.3.3业务平台安全管理要求应面向业务平台提供业务所需的安全管理服务。9.3.4系统管理要求安全认证平台应可开展角色、权限、日志等维护性管理。10安全要求10.1终端安全要求NB-IoT室温采集器终端应具备唯一的可信身份标识且不可算改，同时应符合下列要求：a)终端硬件应具备容错能力，能够防御由针对芯片的差分错误、故障代数等故障注入攻击导致的功能失效。应具备抗物理攻击能力，防止物理攻击导致的信息泄漏；b)终端接口应遵循最小化原则，在出厂前应禁用或去除非必需的物理接口，同时在设备出厂前应去除PCB板上的调试接口相关信息；c)终端宜采用密码模块加解密数据，以保证数据安全。采用的密码模块宜符合GB/T37092-2018密码模块安全等级安全二级要求；d)终端密码算法安全性应符合国家密码管理局的相关要求，密钥的产生、分发、使用、存储、销毁应有相应安全保障机制，防止敏感信息泄漏；e)应支持非法报文处理能力，当接收到非法报文时应能够正确处理，防止非预期异常情况发生；f)终端软件应具备更新机制，以保证终端软件安全性。10.2网络安全要求网络安全应符合以下要求：a)采用蜂窝通信时，所用蜂窝通信协议应支持双向鉴权能力。采用互联网通信时，应采用HTTPS通信协议，通过IP、MAC地址过滤等综合方式保证设备的接入安