DB13-T5796-2023污染物在线自动监控（监测）终端侧技术算法

ICS01.040.13

CCSZ05

13

河北省地方标准

DB13/T5796—2023

污染物在线自动监控（监测）

终端侧技术算法

2023-07-28发布2023-08-28实施

河北省市场监督管理局发布

DB13/T5796—2023

污染物在线自动监控（监测）

终端侧技术算法

1范围

本文件规定了污染物在线自动监控（监测）终端侧算法的功能要求。

本文件适用于污染物在线自动监控（监测）终端侧算法的功能设计。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

固件firmware

运行在终端微处理器中的嵌入式软件。

终端terminal

支持对污染物实施在线自动监控（监测）的感知设备和通过主动执行动作控制物理实体的执行

设备等设备的数据接入和转发的实体。

环保云平台environmentalprotectioncloudplatform

基于硬件资源和软件资源的云服务，提供采集、处理、计算和存储能力的平台。

休眠sleep

终端的一种间歇工作状态。终端进入休眠状态后，停止几乎所有工作。

物联网关IoTGateway

物联网关是连接感知/执行设备或终端与环保云平台的实体，提供广泛的接入能力，可实现双向

的通信连接和不同类型网络间的协议转换，既可以实现广域互联，也可实现局域网互联，并提供相

应的设备管理能力。

4系统介绍

终端组成

终端一般由基础单元和扩展单元组成。

4.1.1基础单元

基础单元包括：

a)主控单元：完成对各功能模块的控制，实现终端的各项功能；

b)上行通信单元：提供无线/有线通信接口，并通过无线/有线通信协议接入网络，实现信号

的收发；

c)信息采集单元：具备信息采集能力，支持采集包括数据、文本、图像、视频、音频等信息

中的一种或多种。

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4.1.2扩展单元

部分种类终端具有扩展单元，包括：

a)安全单元：提供加密解密处理服务，实现数据加解密处理、密钥管理等功能；

b)定位单元：接收并处理卫星定位信号，实现设备定位功能；

c)控制单元：向主动执行动作控制物理实体的执行设备发送控制命令，实现相应功能。

网络架构

污染物在线自动监控（监测）终端网络架构如图1所示。

图1网络架构图示

根据终端种类的不同，终端可以支持通过物联网关与环保云平台进行数据交互，也可以支持直

接与环保云平台进行数据交互。

5功能要求

通信

5.1.1通信方式

终端应支持下述至少1种无线网络或有线网络通信方式：

a)无线网络，包括GSM、WCDMA、CDMA、GPRS、LTE、NB-IoT、WiFi、LoRa、ZigBee等；

b)有线网络，包括同轴电缆、双绞线、光纤等。

5.1.2一般通信

终端一般通信要求：

a)应具备双向数据传输能力；

b)应支持断点续传；

c)通信多次失败时，应执行相应故障恢复策略，例如重新初始化通信模块、重启设备等。

5.1.3多模异构融合通信

支持多模异构融合通信方式的终端，通信要求如下：

a)应支持通信链路监测功能；

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b)应支持通过非IP或IP通信方式与环保云平台交互数据，实现双向协议转换、分包数据无

缝合并；

c)通过不同通信方式发送到环保云平台的数据，环保云平台和终端之间应通过序号和标识等

信息识别冗余数据，保证数据不重复、不缺失；

d)宜支持根据各个不同链路带宽均衡传输任务量，利用多种通信方式提升传输带宽，减少网

络故障恢复时间。

安全

终端设备上行接入或数据传输过程中应使用安全保障相关算法，防止数据被监听、篡改或非法

使用。应支持下述至少1种算法或技术：

——基于区块链技术的安全机制；

——基于对称加密的安全机制；

——基于非对称加密的安全机制；

——基于共享密钥方式的双向认证鉴权；

——基于安全模块的认证鉴权和加密传输，安全模块可以为USB钥匙、SIM卡、芯片等物理形

式；

——提供数据完整性校验，有效对抗篡改攻击；

——提供基于序号或者时间戳的去除因重传引入的冗余数据，同时对抗重放攻击。

设备接入

终端应支持不同种类的设备接入，满足以下要求：

a)应支持同时接入主动输出设备和被动查询设备。主动输出设备定期向终端发送数据，被动

查询设备只有在收到查询命令时才返回数据；

b)应支持2种以上不同类型污染物感知设备的接入，实现不同类型污染物数据的采集。不同

类型污染物数据包括大气、水、土壤、海洋、核与辐射、固体废物与化学品、噪声、自然

生态等环境要素数据。

设备发现

终端应支持自动发现设备，满足以下要求：

a)对于使用独立端口连接的设备，终端应能支持通过硬件检测和软件试探方式检测设备是否

连接；

b)同一总线连接多个设备情况下，终端应支持按地址自动扫描发现设备；

c)应支持运行状态下自动完成设备的连接和移除。

数据纠偏

终端应支持污染物数据纠偏，满足以下要求：

a)对环境变化引起的数据漂移做补偿处理；

b)对污染物传感器交叉干扰做补偿处理；

c)对传感器因老化引起的零点漂移、灵敏度改变做补偿处理。

数据上报策略

终端应具备数据上报周期调整能力，满足以下要求：

a)应能设置上报间隔；

b)应支持实时上报触发设置。实时上报是指采样数据满足设定条件情况下立即上报，而不需

要等待下一上报时间，触发条件可以为：

1)采样数值等于设定值；

2)采样数值超出设定区间范围；

3)本次采样数值相对上次采样数据变化值或者变化率超过设定值。

间歇运行模式

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终端应支持间歇运行模式，定时唤醒采样，空闲时进入休眠状态，满足以下要求：

a)应支持设置唤醒时间间隔；

b)休眠期间应保持实时时钟正常运行；

c)休眠模式下应能对外部中断做出快速响应。

报警

终端应支持根据设定的条件触发报警，满足以下要求：

a)应支持供电异常报警。支持监测外部电源通断状态、供电电压或测量备用电池的电量，在

外部电源断电和备用电池电量低时生成报警，并在外部电源恢复和电池电量回升时生成状

态信息；

b)应支持对其连接的感知设备和执行设备进行状态监测，当出现通信故障、性能下降、状态

异常时生成报警；

c)应支持使用感知设备返回的数值触发报警，触发条件支持状态改变、数值跨越区间值、数

值变化率等，支持设定回差值防止数值在临界点附近出现多次触发；

d)应能保存最近100条报警记录；

e)具备卫星定位功能的终端，应能监测卫星定位状态，在搜索到卫星数量小于设定值或者定

位失败时生成报警。

管理和维护

5.9.1连接

终端应支持本地和远程管理和维护，满足以下要求：

a)建立连接时应要求用户名和密码登录；

b)应支持不同用户维护和管理权限；

c)应支持退出登录以结束本次对话；

d)应支持设定连接超时时间，在此时间内没有任何操作的连接会话会被认定为已退出；

e)宜支持感知连接状态，连接中断时，该连接会话自动退出。

5.9.2固件升级

终端应支持固件升级，满足以下要求：

a)应支持远程查询固件信息、远程固件升级；

b)应支持通过本地连接，实现固件升级；

c)固件升级过程中遇到掉电等意外情况时，应支持升级失败自动恢复到原可用版本；