（高清版）DB11∕T2243.5-2024综合能源多表合一远传抄表监测系统 第5部分：物联网智能表通信协议

综合能源多表合一远传抄表监测系统第5部分：物联网智能表通信协议Rensteneteringandnnitoringsys2024-06-28发布2024-10-01实施北京市市场监督管理局发布I 12规范性引用文件 13术语和定义 1 15结构和类型 26数据传输基本要求 2 38数据链路层 39数据安全 710应用层命令帧 8附录A(规范性)物联网智能表抄表系统的构成和要求 附录B(规范性)仪表类型和数据读写格式 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。本文件是DB11/T2243《综合能源多表合一远传抄表监测系统》的第5部分，DB11/T2243分为以下六个部分：——第1部分：通用要求；——第2部分：应用平台数据交换格式；——第3部分：采集终端功能与性能要求；——第4部分：远程应用层通信协议；——第5部分：物联网智能表通信协议；——第6部分：应用技术规程。本文件由北京市城市管理委员会提出并归口。本文件由北京市城市管理委员会组织实施。本文件起草单位：北京正能远传节能技术研究院有限公司、京源中科科技股份有限公司、中国工程建设标准协会厨卫专业委员会、北京建筑大学、国网北京市电力公司、北京市自来水集团有限责任公司、北京市燃气集团有限责任公司、北京市热力集团有限责任公司、北京市标准化研究院、北京市智慧水务发展研究院、中国电力科学研究院有限公司、四川广安爱众股份有限公司、广联达科技股份有限公司、成都千嘉科技股份有限公司、宁波东海集团有限公司、青岛鼎信通讯科技有限公司、威海弗瑞斯流体控制技术有限公司、成都长城开发科技股份有限公司、深圳友讯达科技股份有限公司、华立科技股份有限公司、重庆前卫表业有限公司、北京宏伟超达科技股份有限公司、航宇星物联科技(辽宁)有限公司、神州智库大数据科技有限公司、广州市兆基仪表仪器制造有限公司、唐山市热力集团有限公司、广东通莞科技股份有限公司、广东莱竣电子科技有限公司、北京宏远利鑫科技贸易有限公司、广东景呈电力设备有限公司、上海纳宇电气有限公司、中外建设信息有限责任公司、北京首龙科技有限公司、北京智芯微电子科技有限公司、北京市公用事业科学研究所有限公司、北京鸿成鑫鼎智能科技有限责任公司、成都秦川物联网科技股份有限公司、青岛东软载波科技股份有限公司、青岛积成电子股份有限公司、益都智能技术(北京)股份有限公司、浙江万胜智能科技股份有限公司、深圳市物联光通创新科技发展有限公司、深圳市航天泰瑞捷电子有限公司、超达阀门集团股份有限公司、青岛海威茨仪表有限公司、湖南常德牌水表制造有限公司、威胜集团有限公司。本文件主要起草人：林润泉、王学伟、孙发君、陈从填、魏东、徐晋、郑德家、葛鹏、郑越、袁品海、张善亮、陈维广、梁永增、陆曼、李昶锋、林溪、赵国广、卢子忱、郭晓柳、张涛、朱尔茂、刘宣、唐悦、窦健、蔡青有、刘德林、李金标、洪敬忠、郭嘉麟、白帆、孙思维、柴家凤、游楚峰、李冲、左明洪、陈秀洁、裴明哲、于昕岩、关红君、程波、李翊、赫北丛、黄望来、於彬、王晓辉、洪志强、石伟胜、杨泽清、张鑫、邱晓来、刘亚东、李家成、王洪勉、樊静静、黄程章、黄生专、张然、张冠飞、胡鲲、孟坤、郭昭、鞠树森、惠亮、张宪力、杨志元、赵博、周巧霖、樊子风、王春国、杜家斌、李怀卿、徐虎。1综合能源多表合一远传抄表监测系统第5部分：物联网智能表通信协议1范围本文件规定了物联网智能表的结构和类型，及主站和物联网智能表之间的数据传输基本要求、物理层、数据链路层、数据安全、应用层命令帧。本文件适用于水、气、热能源计量管理系统中点对点的通信方式，适用于主站对物联网智能表执行主从问答方式以及终端主动上传方式的通信。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/T778.1—2018饮用冷水水表和热水水表第1部分：计量要求和技术要求GB/T6968—2019膜式燃气表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/T19897.1—2005自动抄表系统低层通信协议第1部分：直接本地数据交换GB/T26831.2社区能源计量抄收系统规范第2部分：物理层与链路层DB11/T2243.1综合能源多表合一远传抄表监测系统第1部分：通用要求3术语和定义DB11/T2243.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。IoT云平台IoTcloudplatform具有对接入loT网络的物理量感知数据进行综合管理的平台。包括连接管理平台(CNP)、设备管理整体式integraltype构成物联网智能表的所有部件组装在同一壳体内。分体式splittype构成物联网智能表的所有部件不组装在同一壳体内。4缩略语2BCD:二-十进制编码(BinaryCodedDecimal)C:控制域(Control)CoAP:受约束的应用程序协议(TheConstrainedAppliICCID:集成电路卡识别码(IntegrateCirIEMI:国际移动设备识别码(InteRSRP:参考信号接收功率(ReferenceSignalReceivingPower)5.1结构5.2类型5.21指示装置类型应采用数字指示装置或模拟和数字组合式指示装置。b)直读式机电转换方式，如：光电传感器、厚膜传感器、微型摄像直读模块。5.23物联网智能表与主站数据交互类型应符合7.1的规定。6.1.1基于物联网通信的综合能源多表合一远传抄表监测系统应具备在同一物联网内识别不同类型户3用仪表和双向通信的能力。6.1.2物联网智能表应具备通信接口，接口应符合本文件相关条款的要求。6.1.3物联网智能表应采用内置电池供电，在每24小时上传一次数据的条件下，锂电池正常使用时间不应低于6年；带有阀门控制功能的物联网智能表宜同时具有外接电源供电模块。6.1.4物联网智能表应具有电池电压状态和阀门状态(适用于具有阀门控制功能的仪表)的监测与状态输出功能。6.1.5综合能源多表合一远传抄表监测系统的构成和要求应符合附录A的规定。6.1.6物联网智能表的通信数据和显示数据的计量单位应一致。6.2水表要求6.2.1物联网智能水表的远传输出参数应至少包括实时时间、结算日期累积量和当前日期累积量。6.2.2物联网智能水表的通信数据单位应符合GB/T778.1—2018第6.7条的规定。6.3燃气表要求6.3.1物联网智能燃气表的远传输出参数应包括实时时间、结算日期累积量、当前日期累积量。6.3.2物联网智能燃气表的通信数据单位应符合GB/T6968—2019中3.2的规定。6.4热量表要求6.4.1物联网智能热量表的远传输出参数应符合GB/T32224—2020中6.1.1的规定。6.4.2物联网智能热量表的通信数据单位应符合GB/T32224—2020中6.1.2的规定。7物理层7.1接口标准规范7.2光学接口7.2.1光学接口应采用接触式光学接口或开放式光学接口。7.2.2接触式光学接口应符合GB/T19897.1-2005中4.3的规定。7.2.3开放式光学接口应符合GB/T19897.1-2005中附录F的规定。8数据链路层8.1参考模型基于GB/T18657.3—2002规定的三层参考模型“增强性能体系结构”。8.2字节格式字节格式为每字节含8位二进制码，传输时加上一个起始位(0)、一个偶校验位(E)和一个停止位(1),共11位。D0是字节的最低位，D7是字节的最高位。先传低位，后传高位，低字节在前，高字节在后。其字节传输序列如下图1。4花送方向u起始位8位数四偶校验位份止位图1字节传输序列8.3帧格式整体框架定义帧格式应符合表1的规定。表1帧格式帧格式说明起始字符(第1个)1字节长度(重复)1字节1字节用户数据区校验和CS帧校验和1字节1字节832传输规则帧传输规则如下：a)线路空闲状态为二进制1;b)帧的字符之间无线路空闲间隔；两帧之间的线路空闲间隔最少需33位；c)如按e)检出了差错，两帧之间的线路空闲间隔最少需33位；d)帧校验和(CS)是用户数据区的八位位组的算术和，不考虑进位；e)接收方校验：1)对于每个字符：检测起始位和停止位，校验偶校验位。2)对于每帧：·检验帧的固定报文头中的开头和结束所规定的字符以及协议.标识位；·识别2个长度L;·每帧接收的字符数为用户数据长度L1+8;校验出一个差错时，校验重新按c)的线路空闲间隔进行。f)若这些校验有一个失败，舍弃此帧；若无差错，则此帧数据有效。5表2长度定义a)采用专用无线数传信道，长度L1不大于255;b)采用网络传输，长度L1不大于16383。8.3.4控制域(C)下行方向下行方向保留图2控制字定义DIR=1:表示此帧报文是由终端发出的上行报文。8.3.42启动标志位(Pb)启动站向同一从动站传输新的发送/确认或请求/响应传输存每一个从动站FCB值，若超时未收到从动站的报文，或接收出现差错，则启动站不改变FCB6DR1/T2243.5-2024a)自上次收到报文后发生新的重要事件，ACD位置“1”;b)收到主站请求事件报文并执行后，ACD位置“0”。834.5帧计数有效位(FCVFCV=0:表示FCB位无效。83.4.6功能码(DB~DD)当启动标志位PRM=1时发送请求帧，当启动标志位PRM=0时确认响应帧，功能码定义见表3。表3功能码定义帧类型一备用复位命令一备用配置参数(如：周期或时间段等)主站下发控制命令、升级命令(如：控阀动作)多组数据标识组合数据一备用83.5地址域(A)地址域(A0～A7)由8个字节组成，每个字节为2位BIN码格式。地址长度为16位十进制数，低地址在前，高地址在后，A7为高字节A0为低字节。地址域由仪表类型、厂商代码、终端地址组成，地址域格式见表4。表4地址域定义仪表类型A71应符合表B.127商ID(3个大写字母)的ASCⅡ码计算出来，制造商ID生成规则见图3。图3厂商代码生产规则表5数据域定义数据8.3.7校验码(CS)9.2.1数据加解密宜采用SM4分组密码算法，分组长度16个字节。9.2.2分组密码算法的工作模式为密码分组链接(CipherBlockChaining,CBC)模式。9.2.3CBC模式16字节初始化向量见表6,包括8字节地址域和8字节重复的序列号。表6初始化向量格式8DR11/T2进行数据填充。9.42在待加密的明文数据区前填充6字节的当前时间戳。时间戳是YYMNDDhhmmss的BCD码，YY是年的最后两位，填充时间戳格式见表7。表7填充时间戳格式9.43在待加密的明文数据区后按照PKCS7填充。如果包含时间戳的明文数据区长度是16字节的整数倍，填充16个字节的10H;如果需要补足N个(OH<N<10H)字节才能达到整数倍，则填充N个字节的数值N。9.5数据加密9.5.1填充后的数据按照SM4密码算法进行加密。加密完成后，替换帧的数据域相应内容，并修改数据长度域和校验码为正确的数值。9.5.2主站发出的请求帧和从站的正常应答帧均可以密文传输。只有主站能发起密文传输，主站未发起加密传输请求时，从站不能主动回复加密数据。9.5.3根据产品安全性要求，报文指令可支持明文传输、密文传输或同时支持两种传输方式，对于含有敏感数据的报文，应加密传输。9.6数据解密9.6.1接收数据后，应按照SM4密码算法进行解密运算。9.6.2数据解密完成，应去掉填充内容，恢复原始数据进行数据处理。10应用层命令帧10.1读操作10.1.1主站请求帧的功能为请求读操作，读操作时，主站发送的序号SER,在每次通信前加1(模为256)。从站应答序号SER应与主站发送序号SER相同。主站读请求帧格式见表8。表8主站读请求帧格式数据标识：DI₁DI。10.1.2从站正常应答的命令帧。帧格式见表9。表9从站正常应答读请求帧格式数据标识：DI₁DI。910.1.3从站异常应答帧的命令帧。帧格式见10.2.1写数据请求帧为主站向从站发送配置为256)。从站应答序号SER应与主站发送序号SER相同。帧格式见表11。数据标识：DI₁DI。10.2.2从站正常应答帧的功能为将请求命令执行结果告知主站。帧格式见表12。数据标识：DI₁DI。10.2.3从站异常应答帧的功能为将请求表14从站启动周期上传组合数据通信命令帧数据长度：L(数据域长度)数据标识：DI₁DI。(网络参数8106H)...DI₁DI。(状态数据8109H)..DATA₁:网络参数8106H定义内容见表B.4DATA₂:状态数据8109H定义内容见表B.4表15状态ST第一字节定义表定义阀门开关阀门状态电池电压障说明0:正常0:正常1:欠压0:正常1:异常(规范性)物联网智能表抄表系统的构成和要求A.1物联网智能表抄表系统的构成物联网智能表抄表系统构成应符合图A.1的要求。主站主站loT云平台(数据解析插件)图A1物联网智能表抄表系统构成a)应能够自动接收由物联网智能表上报的数据，保存并推送到主站；b)应能设置账号、密码等，并应有防止非授权人员操作的措施；c)应能预置操作指令，当物联网智能表接入平台时自动下发预置指令并将操作结果推送到主站。a)应能获取运营商loT云平台推送的信息，并实现信息解析和存储；b)应能设置账号、密码等，并应有防止非授权人员操作的措施。A.3通信功能和性能a)采用蜂窝网络通信方式的物联网智能表的通信功能和性能，应符合通信行业相应标准中的相关规定；b)物联网智能表使用的通信模块应取得国家工信部颁发的入网许可证。IR1/T2243.5—2024(规范性)仪表类型和数据读写格式R1仪表类型及其代码仪表类型及其代码应符合表B.1的规定。表R1仪表类型及代码备用中水水表备用备用物联网燃气表(移动公网传输)备用备用R2单位代码单位代码占1个字节，应符合表B.2的规定。表R2单位代码数据格式说明数据与单位总长度(字节)有有瞬时流量有累积流量有累积工作时间无(小时)无(℃)压力无关阀控制操作无(结算、抄表)日期无无无无无无(元)无(元/单位用量)数据格式说明数据与单位总长度(字节)无无无无无无符号整型无无上传周期无(分钟)无时间段开始时刻无时间段结束时刻无定点上传时刻无软件版本号无无电压IP和端口无密钥无图像品质无数据报文名称1数据标识DI,序号SER,当前累积流量，结数据标识DI,序号SER,结算日热量，当DR1/T2243.5-