DB37T-设施蔬菜物联网应用技术要求编制说明

山东省地方标准《设施蔬菜物联网通用技术要求》编制说明（报批稿）标准起草组2024年5月《设施蔬菜物联网通用技术要求》地方标准编制说明一、工作简况任务来源《设施蔬菜物联网应用技术规范》标准计划来源于《山东省市场监督管理局关于印发2021年度“山东标准”建设项目计划的通知》（鲁市监标函〔2021〕261号），该标准项目计划编号为：2021-T-119。由国网山东省电力公司潍坊供电公司、国网山东省电力公司寿光市供电公司、山东建筑大学、中国农业大学、全国蔬菜标准质量中心、山东省农村经济管理服务总站、南京南瑞信息通信有限公司等主要承担单位负责该标准的制定工作。本标准由山东省农业农村厅提出、归口并组织实施。起草单位和主要起草人信息起草单位：国网山东省电力公司潍坊供电公司、国网山东省电力公司寿光市供电公司、国网山东省电力公司、国家电网有限公司、山东深蓝智谱数字科技有限公司、南京南瑞信息通信有限公司、山东亿点互连管理咨询有限责任公司、中国农业大学、山东中科智能农业机械装备技术创新中心、山东建筑大学、国网山东综合能源服务有限公司、寿光市市消费维权服务中心、山东乐习信息科技有限公司、山东省农村经济管理服务总站、全国蔬菜质量标准中心。主要起草人:刘巡、王俊凯、赵宏伟、刘效勇、郭光吉、姜光、朱海南、王国良、张晓军、冯爱民、王建鹏、韩秀丽、吴晗、于龙杰、韩蓓蓓、张群、宋志华、谭虎、孙华忠、王娟娟、胡永鹏、孔维政、于建军、许金杰、崔建邦、韩浩、唐欢、王建宾、赵冠、吕辉、张平康、陈浩乾、苏娟、陈海华、韩义江、李红岩、田崇翼、张欣、王瑞琪、常海岳、武剑锋、夏海波。起草单位和主要起草人任务分工1.起草单位任务分工国网山东省电力公司潍坊供电公司、国网山东省电力公司寿光市供电公司主要负责组织前期调研，形成标准草案框架；国网山东省电力公司、国家电网有限公司主要负责对标准草案提出修改意见，并组织开展标准意见征求；山东深蓝智谱数字科技有限公司、南京南瑞信息通信有限公司、山东亿点互连管理咨询有限责任公司等共同参与标准编制，对征求的各方意见汇总整理，并根据反馈意见对标准修改完善；中国农业大学、山东中科智能农业机械装备技术创新中心、山东建筑大学、国网山东综合能源服务有限公司、寿光市市消费维权服务中心等单位主要负责对标准内容提出修改建议，协助开展意见征求工作,全国蔬菜质量标准中心主要负责标准中技术指标的验证及对征求意见情况进行汇总整理等工作。2.起草人任务分工刘巡、王俊凯、赵宏伟、刘效勇、郭光吉负责标准的整体把握及技术指导性工作；姜光、朱海南负责组织标准调研以及全省范围内意见征求组织工作；王国良、张晓军、冯爱民、王建鹏、于龙杰、韩秀丽、吴晗、韩蓓蓓、许金杰、张群、韩浩负责参与标准调研、搭建标准框架、起草标准、意见征求等工作；宋志华、谭虎、唐欢、孙华忠、王娟娟、胡永鹏、孔维政负责对标准草案提出修改意见，负责协助意见征求等工作；王建宾、赵冠、吕辉、张平康、陈浩乾负责组织标准研讨会等工作；苏娟、陈海华、韩义江、田崇翼、王瑞琪、李红岩、武剑锋、夏海波负责协助进行标准技术内容确定、标准征求意见及专家意见的汇总整理工作。起草过程标准编制小组接到任务后，立即开展了标准起草工作，首先对所检索到的国内外相关资料进行综合分析，对寿光目前的蔬菜大棚开展广泛调研，对其物联网应用情况、各类参数进行采集汇总，在此基础上，完成标准草案。全国蔬菜标准质量中心对标准草案组织召开了研讨会，标准编制小组充分吸收专家意见，形成标准征求意见稿。通过各种方式发送相关单位征求意见，形成了标准送审稿及编制说明。1.2021年1月-7月，项目预研组织标准立项可行性论证会，与会专家对标准立项的可行性、必要性、标准制订单位是否有能力承担地方标准、是否已有相关内容等四大方面进行评审。2.2021年8月-9月，标准立项山东省农业农村厅向山东省市场监督管理局提出2021年度“山东标准”建设项目地方标准立项申请。2021年9月，《设施蔬菜物联网应用技术规范》作为山东省地方标准正式立项。由国网山东省电力公司寿光市供电公司、南京南瑞信息通信有限公司、山东亿点互连管理咨询有限责任公司等单位主要承担该标准的制定工作。标准立项后，国网山东省电力公司潍坊供电公司、国网山东省电力公司寿光市供电公司等单位共同组成标准起草组，讨论明确了标准制定工作的任务安排和各组成单位的任务分工，确定了标准的编制思路和方案，启动标准制定准备工作。3.2022年4月-6月，资料搜集及实地调研标准起草组成立后，开始搜集、查阅相关政策、文献、资料及标准。重点搜集了两个方面的资料，一是设施农业相关的文献资料及标准，二是物联网相关的文献资料及标准。同时，标准起草组在省农业农村厅的组织协调下，到基层一线、先进地区开展调研，详细了解寿光地区设施蔬菜物联网运行情况。通过实地调研，深入了解我省设施蔬菜物联网的发展现状及存在问题。通过调研，起草组对于设施蔬菜物联网的建设过程、主要内容、运行模式、管理制度等有了更加充分的了解，为保证标准的科学性打下了坚实的基础。4.2022年6月，形成草案初稿在前期资料收集及调查研究的基础上，起草组结合寿光地区大量农户和部分农业企业多年蔬菜种植物联网应用现状及经验，开始编写并形成标准草案。在标准草案的编制过程中，起草组做了以下问题进行了研究：一是标准化对象的确定，本标准拟解决的主要是设施蔬菜物联网的建设、运行和管理缺乏统一标准的问题，因此应将标准化对象定于设施蔬菜物联网；二是关于标准的类型问题，根据GB/T1.1，标准可以划分为规范标准、规程标准和指南标准，本标准主要对设施蔬菜物联网提出具体要求，因此应为规范标准，但考虑到物联网作为新生事物，且所涉及的设备类型多样，难以提供完整的验证方法和流程，因此本标准无法作为完整的规范标准，只定位于提供设施蔬菜物联网的技术要求；三是关于标准的主要结构，一方面要遵循技术标准的框架要求，另一方面要结合设施蔬菜物联网的工作实际，起草组初步提出至少包含总体架构、技术要求、安全要求、运行维护要求等内容。在以上考虑的基础之上起草组于2022年6月形成了标准草案，并开始寻找各方面专家，对草案内容进行更加细致的研讨。5.2022年7月-8月，标准研讨在前期工作的基础上，2022年7月，标准起草组组织国网山东省电力公司寿光市供电公司、南京南瑞信息通信有限公司、山东亿点互连管理咨询有限责任公司、山东农业大学、中国农业大学、全国蔬菜标准质量中心等单位的专家，在全国蔬菜标准质量中心召开研讨会，对标准的框架和内容进行充分、细致的讨论。会上，专家针对定义、技术内容和技术参数等方面提出了具体的修改意见。会后，标准起草组根据会上提出的意见和建议，对标准内容进行修改和完善，形成征求意见稿。6.2022年9月-2023年4月，征求意见标准起草组依托山东省农业农村厅，面向全国设施蔬菜物联网相关的企业、高校、科研机构、专家学者进行意见征集，向35个单位或专家发送了“地方标准草案征求意见稿”，其中收到、回函并有建议或意见的单位或专家30个。共收到意见101条。起草组对相关意见进行了梳理，其中涉及标准名称的1条，涉及前言的1条，涉及文件目录的1条，涉及第1章的2条，第2章的2条，第3章的9条，第4章的2条，第5章10条，第6章19条，第7章37条，第8章的6条，第9章的6条，第10章的1条，附录1条，其他3条。起草组经过研究，采纳或部分采纳了其中的91条，未采纳10条，未采纳的原因主要是：一是补充相关土壤EC、空气温度等术语定义，本标准的重点内容是物联网支撑设施蔬菜应用，提出的这些定义并不是关键环节必不可少的内容，故不在本标准进行定义，因此不予采纳；二是对架构图、控制流程图的调整和修改，已重新划分了架构图层次、删除了流程图，故未采纳原意见；三是关于数据采集频率的问题，已根据实际调研情况将内容完善修改，因此未采纳；四是关于删除控制原则，已将相关内容调整为控制方法要求；五是关于对喷淋、信息安全等更加细致深入的要求，因本标准重点在于对设施蔬菜物联网提出技术要求，而非专业的农业标准、信息安全标准，因此无需作此规定。针对征求到的信息，起草组对反馈意见进行逐条讨论，确定采纳与否。之后对标准内容进行修改完善，形成标准送审稿。7.2023年10月21日，专家审查2023年10月21日，山东省农业标准化委员会在济南组织召开了《设施蔬菜物联网应用技术规范》省级地方标准专家审查会议，山东省市场监督管理局对审查会议进行监督指导。来自山东省农业农村发展研究中心等单位共9名专家组成了审查委员会。审查委员会听取了标准编制情况汇报，对标准文本进行了逐章、逐条审查，对标准编制说明等进行了审查。审查委员会提出了“进一步明确1、适用范围；修改完善3、定义；完善5、总体架构等部分文本内容”等方面意见；标准起草组根据审查意见对标准文本等进行了修改完善，审查委员会对修改内容确认无误，会议一致同意该标准通过审查，最终形成标准报批稿。关于标准名称修改本标准立项名称为《设施蔬菜物联网应用技术规范》，在标准编制过程中，专家认为规范标准通常包括具体的技术参数、性能指标、测试方法、检验程序等内容，涵盖内容太广泛，但在实际工作中仅需要掌握设施蔬菜物联网应用技术的特定技术参数、性能水平、功能要求等内容即可满足标准制定的要求。为了更精准的明确设施蔬菜物联网应用技术的相关要求，专家一致建议将标准名称修改为《设施蔬菜物联网通用技术要求》。二、标准制定目的和意义（一）标准制定目的2017年10月，党的十九大首次提出实施乡村振兴战略。脱贫攻坚和乡村振兴战略已成为国家意志。中央一号文将“对标全面建成小康社会加快补上农村基础设施和公共服务短板”作为一项重点任务。2021年4月，国家标准委发布了《2021年全国标准化工作要点》，其中指出：要完善新一代信息技术体系建设，推进物联网、人工智能、大数据、区块链、IPv6等领域标准研制，启动新型基础设施标准化专项行动，促进传统基础设施转型升级。随着信息化和农业现代化深入推进，农业农村大数据正在与农业产业全面深度融合，逐渐成为农业生产、市场、农业管理的神经系统和推进农业现代化的核心关键要素。大力推进物联网技术在农业生产中的应用，运用地面观测、传感器、遥感和地理信息技术等手段，加强农业生产环境、生产设施、农机调度和动植物本体感知数据的采集、汇聚和关联分析，完善农业生产进度智能监测体系，加强农情等相关数据实时监测与分析，推进农业生产智能化，提高农业生产管理、指挥调度等数据支撑能力。农业的未来，在于科技。当前，我国农业科技进步贡献率达到61%，整体上形成了少量领跑、多数并跑和跟跑的农业科技基本格局。但与发达国家相比，仍然存在原始创新能力不足、产业支撑能力偏弱等问题。制定本技术规范是为了规范建立设施蔬菜物联网的管理新模式，填补山东省相关标准空白。本技术规范规定了设施蔬菜物联网应用技术的总体架构、技术要求、安全要求以及运行维护要求等内容，促进物联网在蔬菜种植领域的应用，实现整体性调控与区域性监控相结合，改变传统农业生产方式，实现蔬菜种植管理智能化。（二）本标准的制定意义1.运用物联网系统的土壤温湿度、土壤电导率、土壤酸碱度、空气温湿度、空气CO₂含量、光照强度等传感设备，检测植物生长环境中的温度、相对湿度、电导率、光照强度、CO₂浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。将设施蔬菜物联网技术形成技术规范，将更好地发挥示范引领作用，将有利于打造统一、标准和实用的设施蔬菜大棚物联网，推进农业技术信息资源的整合共享及分析应用，也便于其他各地参照实施相关农业物联网项目。2.实现设施蔬菜物联网应用技术规范的统一及数据采集、处理的标准化、范式化，可为温室蔬菜种植精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的；为农业大数据分析提供数据服务，为政府智慧农业策略的制定提供数据支撑；规范设施蔬菜大棚物联网设备设计、性能等要求，更好地带动农业信息化产业链上下游联动发展。三、标准编制原则、主要技术内容和确定依据（一）编制原则本标准制定遵循三大原则，一是协调配套原则，与国家标准接轨；二是科学适用原则，便于推广；三是可操作性原则，有利于落地实施。1.协调配套原则。标准内容既符合相关法律法规及政策文件的规定，又与现行国家、行业标准协调一致。另外，标准严格按照依据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》给出的规则，有序开展标准编制工作。2.科学适用原则。结合寿光地区大棚蔬菜种植、物联网应用的特点，在符合法律法规、政策、标准的前提下，结合了寿光地区大量农户和部分农业企业多年蔬菜种植物联网应用的案例和经验，明确了设施蔬菜物联网应用技术的各个环节及技术要求，标准内容层次清晰、结构合理，具有一定的可分解性和可扩展性。3.可操作性原则。标准的主要内容以现有最佳实践为基础，每一个环节都给出了具体的流程、步骤、关键内容提示等，具有很强的可操作性，便于标准实施。（二）参考文件及标准本文件在起草过程中参考《山东省农业物联网信息化系统建设指南（试行）》等政策文件，并同时参考了以下文件：GB/T7665-2005传感器通用术语GB/T15629.15-2010信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第15部分：低速无线个域网（WPAN）媒体访问控制和物理层规范GB/T18657.3-2002远动设备及系统第5部分:传输规约第3篇:应用数据的一般结构GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T29262-2012信息技术面向服务的体系结构（SOA）术语GB/T30269.901-2016信息技术传感器网络第901部分：网关：通用技术要求GB/T33745-2017物联网术语GB/T36346-2018信息技术面向设施农业应用的传感器网络技术要求GB/T41187-2021农业物联网应用服务GB/T51243-2017物联网应用支撑平台工程技术标准NY/T1363-2007温室用铝箔遮阳保温幕NY/T1451-2018温室通风设计规范NY/T2132-2012温室灌溉系统设计规范NY/T2133-2012温室湿帘-风机降温系统设计规范NY/T3832-2021设施蔬菜施肥量控制技术指南QX/T261-2015设施农业小气候观测规范日光温室和塑料大棚DB37/T2873-2016农业物联网平台基础数据元（三）主要技术内容及确定依据本文件规定了设施蔬菜物联网应用技术的总体架构、技术要求、安全要求及运行维护要求。1.标准题目标准立项名称为《设施蔬菜物联网应用技术规范》，在起草过程中，结合工作实际，起草组建议将题目修改为《设施蔬菜物联网通用技术要求》，主要原因：一是考虑设施蔬菜物联网的具体环节划分，根据设施蔬菜物联网的生命周期，设施蔬菜物联网一般可包括规划、设计、建设、运行、维护、报废等各个阶段，依据本标准的立项目的，即为设施蔬菜物联网提供统一的技术标准，则可知本标准侧重于设施蔬菜物联网的设计、建设、运行、维护等各阶段，如题目增加“应用”，则似乎易理解为仅规范建设之后的内容，但实际上本标准的大量内容都与建设之前相关，因此建议删去“应用”二字。二是考虑到标准的具体类型，根据GB/T1.1的要求，“规范标准”一般应包括具体要求和验证方法，但考虑到物联网作为新生事物，且所涉及的设备类型多样，难以提供完整的验证方法和流程，因此本标准无法作为完整的规范标准，只定位于提供设施蔬菜物联网的技术要求。2.术语和定义（1）设施蔬菜物联网设施蔬菜物联网是一个自定义术语。不同专家对它的定义不完全相同，从字面意义来看，设施蔬菜物联网即包括设施蔬菜和物联网两个部分。设施蔬菜一般作为一个蔬菜种类的名词，即利用农业设施生产的蔬菜，包括生产、包装、储存、流通、消费等环节。在起草过程中，部分专家提出是否需要加“生产”的定语，即本标准所说的“物联网”仅限于设施蔬菜的生产环节，而不是存储或加工环节的物联网。起草组对此进行了慎重思考，并参考了大量文件。例如江苏省地方标准《设施栽培物联网建设规范》（DB32/T3778-2020）,泰州市地方标准《设施种植物联网建设技术规范》（DB3212/T2024-2021），其中的设施栽培、设施种植与设施蔬菜的词语性质类似，并未添加定语。同时本标准参考了工业物联网、农业物联网的定义，再结合设施蔬菜自身的特点，对其进行了归纳和定义如下：用于设施蔬菜生产的物联网，能够通过感知设备自动采集设施蔬菜的气象、土壤墒情、病虫害、作物生长、影像等数据，通过系统平台进行数据分析，实现自动控制、定时任务及联动报警。（2）设施蔬菜设施蔬菜是一个专业术语。不同专家、著作以及百度百科由于所处的立场对它的定义不完全相同。本标准主要参考《设施蔬菜施肥量控制技术指南》（NY/T3832-2021）中对设施蔬菜的定义，即“在具有一定环境控制功能的设施内栽培的蔬菜”，主要是将“设施”改为“农业设施”，以使其更易理解，同时针对“农业设施”增加备注，农业设施一般指具有特定结构，可以利用传感技术、生物技术、智能控制技术、信息化管理技术等，来摆脱对自然环境的依赖而对环境进行控制，用于蔬菜等作物生产的建筑,包括连栋温室、日光温室、塑料大棚、小拱棚等。《设施蔬菜施肥量控制技术指南》（NY/T3832-2021）、《设施农业小气候观测规范日光温室和塑料大棚》（QX/T261-2015）中对连栋温室、日光温室、塑料大棚等做了具体定义，本标准进行了参考。同时结合实际整理了各个农业设施的不同特点，见表1：表1农业设施主要特点温室分类特点环境是否可控连栋温室结构轻、防结露、采光好、载荷性能好、保温性能优良、经久耐用，美丽大方，但造价高。配套设备：排水系统、防结露系统、内外遮阳系统、天窗/侧窗通风系统、湿帘/风机降温系统、水暖加热系统、照明/补光系统、智能灌溉施肥施药系统等智能化程度高、环境自主可控日光温室采用墙体或钢架结构，采光较好，保温效果好，风载能力强，成本相对较低。配套设备：大部分仅仅配备简单的灌溉水肥系统智能化程度低部分温室环境自主可控塑料大棚采用钢架或木质结构，采光好，保温效果差，风载能力弱，成本低，配套设备：简单的灌溉系统无智能化水平环境不能自主可控小拱棚采用钢架或木质结构，采光一般，保温效果差，风载能力弱，经济型温室，配套设备：简单的灌溉系统无智能化水平环境不能自主可控虽然物联网技术的应用能够提高蔬菜品质、提高劳动生产率，降低劳动强度、降低人工成本，但其前期投入比较大，因此，对于生产一般蔬菜的塑料大棚和小拱棚其综合效益不高。基于以上情况，本文件将农业设施定位于连栋温室和环境自主可控的日光温室。（3）物联网物联网是一个专门概念，2017年，国家发布《物联网术语》（GB/T33745-2017），对物联网相关的各个术语进行了界定。本标准直接采用其对于物联网的定义，将物联网定义为“通过感知设备，按照约定协议，连接物、人、系统和信息资源，实现对物理和虚拟世界的信息进行处理并作出反应的智能服务系统”，同时声明采用GB/T33745的所有标准。3.总体架构设施蔬菜物联网是一个系统工程，必须进行科学、规范的顶层设计。2016年，国家发布了物联网体系标准《物联网参考体系结构》，对物联网的总体架构给出了通用指南。本标准参考了这个指南，并以其为基本遵循，设计了设施蔬菜物联网的总体架构。如图1所示：其中感知控制层是设施蔬菜物联网获取目标对象信息的感知系统与调控目标对象的控制系统的集合，是设施蔬菜物联网实现信息采集和环境调控的终端。其功能包括信息采集、智能控制。网络传输层是设施蔬菜物联网的基础支撑网络，主要完成感知控制层与应用服务层之间的数据传输。其主要功能包括数据传输、协议解析与转换、网络管理、网络融合等。应用服务层用于进行设备管理、进行数据处理、提供具体业务服务等，包括设备接入管理、数据管理、数据处理、数据存储、数据展示、执行决策、信息安全管理、人机交互、种植管理等。4.技术要求（1）感知控制层①感知设备要求感知层是设施蔬菜物联网的核心层，它不仅要感知各种环境信息、土壤信息、生理生态信息、病虫害信息等，还要把这些信息发送到控制中心，并响应控制中心下发的命令，控制执行设备执行相应的动作。感知层设备通常包括感知设备、控制设备。基于生产实践，起草组对感知设备的要求主要从功能、性能、布设三个维度出发。在感知设备的功能要求上，根据设施温室的智能化水平、规模以及蔬菜生产的自身特点，本文件对感知设备的采集功能提出了要求，应支持设施蔬菜环境参数和生理生态参数的采集，主要包括但不限于：气象参数、土壤参数、营养液参数、生理生态参数、病虫害图像信息等。其中气象参数对设施蔬菜生产至关重要，例如：空气湿度和温度不仅影响蔬菜的健康生长，也会影响病虫害的产生，二氧化碳浓度和光照强度影响蔬菜的光合作用，进而影响蔬菜的品质和产量；土壤和营养液是设施蔬菜生长的重要介质，因此，土壤和营养液参数直接影响蔬菜的产量和品质，影响蔬菜生长的土壤参数应包括土壤温度、土壤湿度、土壤电导率和土壤pH值；影响蔬菜生长的营养液参数包括电导率、溶解氧、pH值和温度。蔬菜生理生态的监测，可以实时了解自身生长状态，能够及时蔬菜的生长信息；蔬菜病虫害信息，主要是通过图像感知设备实时获取蔬菜的病虫害图像，实时上传到物联网终端，供专家系统进行识别，及早发现病变和虫害。在感知设备的性能要求上，起草组在实际调研大型设施园区和组织专家讨论的基础上，对设施蔬菜中常用的感知设备在测量范围、测量精度和分辨率等方面做了必要的规定。通常情况下,设施蔬菜环境温度不应该低于零度以下的,但为了避免极端情况(大风、大雪掀棚)出现,所以本标准适当地扩大了传感器的测量范围，避免出现极端情况下，传感设备损坏无数据输出。其中土壤湿度传感器是用来测量土壤水分含量的多少，一般采用质量含水量、体积含水量或相对饱和含水量表示。在实际测量过程中和经常使用的是土壤体积含水量和土壤相对饱和含水量。目前，市场上存在的土壤湿度传感器多数是测量土壤体积含水量的，在没有特别说明的情况下，土壤湿度传感器测量的含水量指的是体积含水量。本文件所指的土壤湿度传感器也是指体积含水量；电导率传感器的精度与量程有关，因此，在选用的时候要根据需求，选择合适的量程，本文件根据量程的不同，对电导率传感器的精度也进行了规范。病虫害图像信息的质量直接决定着病虫害专家或专家系统对蔬菜病虫害的判断，因此，本文件对病虫害的图像信息也做了规范。在感知设备的布设要求上，感知设备的布设位置对于获取温室内的信息是至关重要的，感知设备的布设位置不当很难反映真实的温室信息。例如：如果把温度传感器布设在太阳能够直射的位置，测得的温度就会比实际的温室温度要高很多，就不能够反映温室内的真实温度，如果以此温度为条件对温室温度信息进行调控，温室内的温度就会偏低，可能就导致设施蔬菜不在最佳的生长环境;湿度传感器布设位置应避免水雾喷溅其表面，二氧化碳传感器布设的位置应避免位于通风口、土壤湿度和温度传感器布设位置应处于蔬菜根部最活跃的位置等。因此，本文件综合考虑温室规模、种植种类、监测精度等要求,对感知设备布设提出了具体规定。②控制设备要求其思路逻辑与感知设备类似，在此不再赘述。（2）网络传输层网络传输层能够为设施蔬菜物联网提供通信支撑，实现感知控制层与应用服务层之间的数据双向传输，同时保证数据安全准确。基于网络传输层的功能定位，结合网络传输方面的相关国家标准，本文件对设施蔬菜物联网的网络传输提出了基本要求、功能要求、设备要求、数据要求、接口要求、传输协议要求。其中：对于功能要求，主要基于网络传输“传输、转换、融合”三大功能定位，提出了“提供可靠的传输网络、进行协议解析和转换、提供同构或异构网络环境的融合”三个功能。对于设备要求，传感器网关位于传感器网络与其他网络的边界处，具有协议转换和数据交换的功能，是网络传输的主要设备。《信息技术传感器网络第901部分：网关：通用技术要求》（GB/T30269.901-2016）传感器网关的功能、标识、接口、安全等提出了具体要求，本标准直接引用了国家标准的规定。对于数据要求，设施蔬菜物联网传输的数据应当统一、规范，增强可交换性和可用性。《农业物联网平台基础数据元》（DB37/T2873-2016）对相关数据的类型描述方式、编码规则、格式、值域等给出了具体要求，本标准直接引用了地方标准的规定。对于接口要求，参考GB/T30269.901-2016的接口分类，本标准分别对北向接口、南向接口、其他接口给出了要求。对于传输协议，本标准主要根据智能控制设备、智能控制箱与平台之间不同的传输内容，明确了不同的传输协议要求。（3）应用服务层2021年，国家发布了《农业物联网应用服务》（GB/T41187-2021），规定了农业物联网应用服务的服务分类及要求、服务发布、服务调用和服务管理，适用于农业物联网应用层的服务设计、提供和使用。结合设施蔬菜的应用服务层具体实际，本标准从服务内容、服务要求、设备要求三个方面提出规范。在服务内容上，GB/T41187-2021将服务内容分为共性基础服务和专业领域服务，其中共性基础服务按照服务用途分为数据服务、计算服务、控制服务。专业领域服务是为现代农业各领域业务系统提供的具有专业属性的物联网应用层服务，包括但不限于大田生产服务、设施生产服务、果园与茶园生产服务、畜禽养殖服务、水产养殖服务、农业资源环境监测服务、农机作业服务、农产品加工流通服务、农产品质量安全服务、农资流通管理服务等。总体结构如图2：图2：农业服务总体结构图基于国家标准的规定，本标准将设施蔬菜物联网的服务内容界定共性基础服务和设施生产服务，其中共性基础服务包括数据服务、计算服务、控制服务，设施生产服务包括环境监测服务、土壤及基质监测服务、作物生理监测服务、图像视频监测分析服务、栽培管理决策服务、环境综合调控服务、水肥综合调控服务、设施设备远程控制服务等。在服务要求上，GB/T41187-2021对不同服务内容提出了具体要求，例如对计算服务，要求应具有明确的版本信息及稳定的输入输出接口，宜采用HTTP、SOAP或者Socket等协议中的一种或多种对外提供服务，宜具备跨平台兼容能力，应在准确性、及时性、可靠性方面满足农业物联网分析处理、预警监测、辅助决策等使用要求；对于控制服务，要求控制服务的可靠性、准确性、及时性应满足农业物联网使用要求。应确保控制信道的稳定连接，应确保指令明确可执行，应具备反馈信号的及时处理能力。基于国家标准已经对各服务内容的服务要求给出了具体要求，本标准直接应用国家标准的相关内容。在终端要求上，随着移动互联网的快速发展，物联网的应用终端设备不仅包括固定式的测控平台和智慧屏，也包括越来越多的移动终端，如：手机、ipad等。因此，本文件对应用层设备进行了规范，对其技术要求执行GB/T51243的规定。安全要求网络信息安全对设施蔬菜物联网的安全运行至关重要，起草组按照要素分析的方法，认为设施蔬菜物联网的安全要素包括系统安全、数据安全、接入安全、通信安全等，因此本章从这几个方面对安全要求进行了规范。在系统安全中，为了配合《中华人民共和国网络安全法》的实施，我国建立了《信息安全技术网络安全等级保护》国家标准体系。按照《信息安全技术网络安全等级保护定级指南》（GB/T22240），根据等级保护对象在国家安全、经济建设、社会生活中的重要程度，以及一旦遭到破坏、丧失功能或者数据被篡改、泄露、丢失、损毁后，对国家安全、社会秩序、公共利益以及公民、法人和其他组织的合法权益的侵害程度等因素，等级保护对象的安全保护等级分为五级。起草组根据GB/T22240的相关要求，经综合判定，认为设施蔬菜物联网应作为一个整体，按照第二级（等级保护对象受到破坏后，会对相关公民、法人和其他组织的合法权益造成严重损害或特别严重损害，或者对社会秩序和公共利益造成危害，但不危害国家安全）进行安全保护。同时，《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》（GB/T22239-2019）对第二级等级保护的物理环境、安全通信网络、安全区域边界、安全计算环境、安全管理等进行了详细规定，因此本标准直接引用GB/T22239-2019的相关要求。同时参考寿光部分企业的实践要求，对物联网的安全诊断、远程维护功能作出了更加具体的要求。在数据安全方面，更加注重数据防入侵的措施，要求部署安全操作系统、安全监测模块、安全接入软件、会话安全管理等。在接入安全上，要求对所有设施蔬菜物联网的用户交互访问应进行合法访问授权控制。在通信安全上，要求对设施蔬菜物联网的开放性无线通信接口应设计确保机密性和完整性的机制。运行维护要求规定了设施蔬菜物联网的相关设备发生故障时，应按照应用系统维护要求，做好数据的定时备份，及时发布状态变更、排除故障，重新恢复服务。感知控制设备应每半年进行检测，检测时间为蔬