ICS 91.140.60 CCS P 40 13 河 北 省 地 方 标 准 DB 13/T 5424—2021 城市供水物联网计量系统技术规范 2021 - 07 - 28 发布 2021 - 08 - 28 实施 河北省市场监督管理局 发 布 DB 13/T 5424—2021 前 言 本文件按照GB/T 1.1—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。 本文件唐山市市场监督管理局提出。 本文件起草单位：汇中仪表股份有限公司、唐山市自来水公司、石家庄给排水设计研究院有限 责任公司。 本文件主要起草人：陈辉、刘国兴、张继川、周洪岭、张军、吴保丰、王伟明、赵志刚。 I DB 13/T 5424—2021 城市供水物联网计量系统技术规范 1 范围 本文件规定了城市供水物联网计量系统的感知层、物联网传输层、应用系统的技术要求。 本文件适用于城市供水物联网计量系统的设计、建设及维护。 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/T 778.1 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/T 778.4 饮用冷水水表和热水水表 第4部分：GB/T 778.1中未包含的计量要求 GB/T 2887 计算机场地通用规范 GB/T 15478 压力传感器性能试验方法 GB/T 28827.1 信息技术服务 运行维护 第1部分：通用要求 GB/T 28827.3 信息技术服务 运行维护 第3部分：应急响应 GB/T 30269.1 信息技术 传感器网络 第1部分：参考体系结构和通用技术 GB/T 30269.501-2014 信息技术 传感器网络 第501部分：标识：传感节点标识符编制规则 GB/T 30882.1-2014 信息技术 应用软件系统技术要求 第1部分：基于B/S体系结构的应用 软件系统的基本要求 GB/T 30975 信息技术 基于计算机的软件系统的性能测量与评价 GB/T 33745 物联网 术语 GB/T 36627 信息安全技术 网络安全等级保护测试评估技术指南 GB/T 38561-2020 信息安全技术 网络安全管理支撑系统技术要求 GB/T 38637.1-2020 物联网 感知控制设备接入 第1部分：总体要求 GB/T 38637.2-2020 物联网 感知控制设备接入 第2部分：数据管理要求 JJG 162 饮用冷水水表检定规程 JJG 624 动态压力传感器检定规程 JJG 860 压力传感器（静态）检定规程 JJG 1033 电磁流量计检定规程 JJG 1030 超声流量计检定规程 JB/T 6170 压力传感器 JB/T 9248 电磁流量计 CJ/T 3063 超声波流量计 3 术语和定义 GB/T 33745界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 感知层设备 具备信息采集、传输、分析、处理、执行指令和联网功能的电子设备。供水计量中常用的感知 层设备有流量计、水表、压力传感器、水质检测仪等。 数据采集 通过传感器测量电压、电流、温度、压力、声音、编码数据等电气或物理现象的过程。 1 DB 13/T 5424—2021 [来源：GB/T 33745-2017，2.5.5] 数据分析 为提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。 [来源：GB/T 33745-2017，2.5.4] 4 城市供水物联网计量系统组成 城市供水物联网计量系统是运用物联网感知、物联网通讯以及软件技术，采集、传输、存储、 分析计量数据，从而满足城市供水物联网计量需求的系统。其通常由感知层设备、物联网传输层、 应用系统三部分组成，如图 1 所示。 城市供水物联网计量系统 应用系统 数据采集 数据分析 专用通信网络 物联网传输 感知层设备 数据处理 流量计 计量管理 公用通信网络 水表 压力设备 其他设备 图 1 城市供水物联网计量系统组成 5 物联网感知层技术要求 物联网感知层设备要求 5.1.1 感知层设备基本要求 物联网感知层设备应符合下列要求： a) 水表应符合 GB/T 778.1、GB/T 778.4、JJG 162 中的规定； b) 电磁流量计应符合 JB/T 9248、JJG 1033 中的规定； c) 超声流量计应符合 CJ/T 3063、JJG 1030 中的规定； d) 压力传感器应符合 GB/T 15478、JB/T 6170、JJG 624、JJG 860 中的规定； e) 其他感知层设备应符合相关标准中的规定。 5.1.2 感知层设备物联网接入要求 应符合GB/T 38637.1-2020中第5、6、7章的规定。 物联网感知层数据要求 5.2.1 上报的数据内容 城市供水物联网计量系统中感知层设备的感知数据应符合GB/T 38637.2-2020中5.2的规定。 感知层设备应上报的数据内容见表1。 2 DB 13/T 5424—2021 表 1 感知层设备上报的数据 感知层设备上报的数据 单位 设备标识 - 生产厂家标识 - 程序版本标识 - 协议版本标识 - 设备状态码 - 瞬时流量 m³/h 压力值 MPa 进水体积 m³ 进水温度 ℃ 间隔水量 m³ 信号强度 dBm 信噪比 dB 供电方式 - 电压 V 剩余电量 % 流速 m/s 日用水时间 min 累计运行时间 h 历史计量数据 - 5.2.2 扩展数据 感知层设备宜上报的数据包括：间隔不高于1 min的密集数据（间隔可设置）、日用水量、小时 用水量、日最高瞬时流量、日最高瞬时流量发生时间、日最低瞬时流量、日最低瞬时流量发生时间 等。 5.2.3 数据补报 感知层设备的采集数据未能及时上报至数据中心时，应在下次上报时主动进行补报。感知层设 备应至少存储近7d的工况数据。 5.2.4 远程控制数据 感知层设备应响应系统远程控制数据并对设备参数进行设置调整，设备参数应包括：设备时钟、 采集频率、上报地址、端口等。 感知层设备宜具备远程升级的功能。 数据安全要求 5.3.1 数据完整性 应符合GB/T 38637.2-2020中8.1的规定。 5.3.2 数据加密 应符合GB/T 38637.2-2020中8.2的规定。 6 物联网传输层技术要求 3 DB 13/T 5424—2021 传输层体系结构 应符合GB/T 30269.1的规定。 应用层接入协议 应符合GB/T 38637.1-2020中第8章的规定。 物联网接入平台 宜选用现有成熟的物联网平台，也可选用用户自研物联网平台。 消息时序 消息时序描述了感知层设备与平台间交互的时序逻辑，应符合GB/T 38637.1-2020中关于请求应 答模型的描述和定义，包含设备数据上报、平台指令下发以及相关确认。消息时序如图2所示。 设备 平台 数据上报（总包数n，当前1） 数据响应（有待发指令） 等待上报 数据上报n（无后续消息） 数据响应（有后续指令） 等待指令 平台发送指令1（有后续指令） 设备回复命令响应（ACK） 继续等待 平台发送指令n（无后续指令） 设备回复命令响应（ACK） 上报结束 图 2 协议时序 消息格式 6.5.1 消息结构 消息结构主要由帧头、消息标识、消息体、帧尾四部分构成。消息格式的基本结构如图3所示。 协议消息格式 帧头 消息头 长度 消息标识 ... 身份标识 分包标识 消息序号 消息体 补报标识 图 3 协议消息格式 4 ... 测量数据 网络参数 帧尾 ... 校验 消息尾 DB 13/T 5424—2021 6.5.2 帧头 帧头应包括消息头和消息长度两部分，并支持扩展。 6.5.3 消息标识 消息标识应包括以下四部分，并支持扩展： a) 身份标识：感知层设备的身份标识符，应符合 GB/T 30269.501-2014 中 5.2 的规定； b) 分包标识：传输数据超出消息最大长度限制时，应支持传输数据进行分包传输。消息中应 含有明确的分包标识； c) 消息序号：设备主动上报或平台下发消息时应包含各自的消息序号，消息序号范围应至少 保证在一个交互周期内不会重复，宜采用递增的序号进行标识； d) 补报标识：对于数据补报情况应在消息中明确标识。 6.5.4 消息体 消息体应包括感知层设备的测量数据和网络参数两部分，并支持扩展。测量数据内容见表 1 中 数据定义。信号强度、信噪比等网络参数宜作为独立消息上传。 6.5.5 帧尾 帧尾应包括消息校验和结束符两部分。 消息验证与安全 6.6.1 消息验证 消息应采用成熟的校验算法对消息数据进行验证。 6.6.2 消息安全 消息应加密传输，并应采用成熟的加密算法。 7 应用系统技术要求 系统总体架构 7.1.1 系统架构图 应用系统主要包括数据采集系统、数据存储系统、数据分析系统和计量管理系统，系统总体架 构如图4所示。 系统 应用系统 应用监控 应用 接口 数据存储 基础资源 数据采集系统 数据存储系统 数据分析系统 系统应用接口 存储中间件 计量管理系统 对外服务统一接口 非关系型数据库 服务器硬件资源 关系型数据库 网络环境 网络监控 数据监控 硬件监控 图 4 系统架构图 应用系统实现 5 DB 13/T 5424—2021 7.2.1 数据采集系统 应符合GB/T 38637.2-2020中6.1的规定。 7.2.2 数据存储系统 应符合GB/T 38637.2-2020中6.2的规定。 7.2.3 数据分析系统 应符合GB/T 38637.2-2020中6.3的规定。 7.2.4 计量管理系统 7.2.4.1 基本功能 7.2.4.1.1 档案管理 系统应具备业务中涉及的用户、感知层设备、监测点等基础资料的录入、修改、删除功能，应 支持对记录的批量操作。 7.2.4.1.2 抄表数据 系统应具备查询感知层设备上报数据的功能，且历史数据保存应不少于2年。应提供多维度和不 同时间粒度的查询功能。 7.2.4.1.3 告警管理 系统应具备告警管理功能，对感知层设备异常、数据异常进行分析并告警，告警可设置不同的 级别。告警应通过PC端、移动端等多种途径，以文字、声音等多种形式对用户进行提醒。系统宜具 备告警规则的自定义功能。 7.2.4.1.4 日志管理 系统应具备通讯日志记录和查看功能，包括通讯原始报文、远程指令记录等。