ICS 35.110 M 11 DB13 河 北 省 地 方 标 准 DB 13/T 5251—2020 农业物联网网关和传感器网络节点 技术规范 Technical specifications for agricultural Internet of Things gateways and sensor network nodes 2020 - 11 - 19 发布 河北省市场监督管理局 2020 - 12 - 19 实施 发 布 DB13/T 5251—2020 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省工业和信息化厅提出。 本标准由河北省信息技术标准化技术委员会（HEB/TC 18）归口。 本标准起草单位：石家庄国创明慧物联网科技有限公司、邢台市公安局、邢台现代职业学校、武 汉智菱物联科技有限公司、石家庄雷神电子仪器有限责任公司、石家庄圣启科技有限公司、河北欧速 电子科技有限公司、河北润田节水设备有限公司、河北雷行物联网科技有限公司。 本标准主要起草人：于卫平、黄辉、檀国平、董雪、赵亮、朱立功、李焕、赵士雄。 I DB13/T 5251—2020 农业物联网网关和传感器网络节点技术规范 1 范围 本标准规定了农业物联网网关和传感器网络节点的体系结构、技术要求、试验方法等。 本标准适用于对农业生产环境数据采集、传输、处理和预警以及对灌溉、通风、保温、补光等现 场机电设备进行控制管理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅该日期的版本适用于本文 件。凡是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 4208-2017 外壳防护等级（IP代码） GB/T 7665-2005 传感器通用术语 GB/T 17626.5-2019 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 30269.2-2013 信息技术 传感器网络 第2部分：术语 GB/T 30269.701-2014 信息技术 传感器网络 第701部分：传感器接口：信号接口 GB/T 30269.901-2016 信息技术 传感器网络 第901部分：网关通用技术要求 GB/T 33474-2016 物联网 参考体系结构 GB/T 33745-2017 物联网 术语 GB/T 38624.1-2020 物联网 网关 第1部分：面向感知设备接入的网关技术要求 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 物联网 internet of things;IOT 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。 [GB/T 33745-2017，定义2.1.1] 3.2 物联网网关 internet of things gateway 具有数据存储能力、计算能力和协议转换能力等，可以通过北向接口与应用平台建立通信连接和 通过南向接口与感知控制设备进行通信的实体。 [GB/T 38624.1-2020，定义3.1] 3.3 数据采集与控制节点 data acquisition and control node 农业物联网中用于采集和存储各类传感器数据，或用于控制各类现场设备（灌溉、通风、保温、 补光装置等），并具有和网关进行双向数据交互功能的嵌入式技术。 1 DB13/T 5251—2020 3.4 农业物联网数据应用平台（以下简称应用平台） Agricultural Internet of Things Data Application Platform（Application Platform） 在网络基础设施上传递、展示、分析、计算、存储农业物联网数据信息，并包含数据通信、设备 管理、安全管理等功能的应用支撑管理平台。 3.5 传感器 transducer/sensor 能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件 组成。 [GB/T 7665-2005，定义3.1.1] 3.6 传感（器）网（络） sensor network 利用传感器网络节点及其他网络基础设施，对物理世界进行信息采集并对采集的信息进行传输和 处理，并为用户提供服务的网络化信息系统。 [GB/T 30269.2-2013，定义2.1.6] 3.7 数字通道 digital channel 网关或数据采集节点的数字输入通道，用于采集各类传感器的数字输出信号。 3.8 模拟通道 analog channel 网关或数据采集与控制节点的模拟输入通道，用于采集各类传感器的模拟输出信号。 3.9 感知对象 sensing object 物联网用户期望获取信息的对象。 [GB/T 33474-2016，定义3.13] 3.10 控制对象 control object 物联网用户期望执行操控的对象。 [GB/T 33474-2016，定义3.14] 4 体系结构 物联网网关和传感器网络节点具有信息采集、标识读取、信息存储、根据网络指示执行特定操作 等功能，其位于农业物联网和物理环境交互的边界，组网结构应符合GB/T 33474-2016第7章～第9章规 定的要求，在网络中处的位置体系结构见图1所示。同时，物联网网关和传感器网络节点之间可以通过 多种形式进行通讯，如：有线、无线等方式，通常实现基于近场数据交互。 传输网络提供网络连接功能，用于支撑物联网信息的双向数据传输和控制。农业物联网数据应用 平台 （以下简称应用平台）在汇集物联网网关和传感器网络节点获取的数据后，为各种物联网应用的 管理、执行设备提供共性功能和支撑，包括数据的统一收发与分析处理、管理物联网网关和传感器网 络节点设备、配置各类参数、下发设备控制命令等。 2 DB13/T 5251—2020 图 1 物联网网关和传感器网络节点体系结构图 农业物联网网关和传感器网络节点主要作用概述如下： a) 物联网网关： 1) 支撑传感器网络节点和传输网络互联，可与传感器网络节点形成自主网络并对传感器网 络节点进行管理； 2) 接收并识别数据中心发送的行业传感器标准库以及传感器网络节点或物联网网关采集端 口所接入的传感器类型等配置信息； 3) 通过物联网网关或传感器网络节点的数字通道、模拟通道获取各类传感器输出的采集数 据，并根据行业传感器标准库以及端口接入的传感器类型，进行真实测量值的计算和存 储，然后通过传输网络将真实测量数据传输至数据中心； 4) 提供协议转换、地址映射、信息融合、安全认证等功能。 b) 传感器网络节点： 1) 传感器网络节点通过物联网网关连接至农业物联网网络； 2) 传感器网络节点可通过数据采集端口获取感知对象的各种属性并上传数据，也可通过控 制端口获取控制对象的运行状态，并实现对控制对象的操作控制； 3) 根据农业物联网的不同业务场景需求，数据采集与设备控制功能既可以由一个传感器网 络节点独立完成，也可以由两个传感器网络节点分别实现。 5 基本要求 5.1 技术要求 5.1.1 环境适应性要求 物联网网关、传感器网络节点应能适应下列工作环境条件： a) 温度：-30℃～+50℃； b) 湿度：5％～95%（非凝露）。 3 DB13/T 5251—2020 5.1.2 壳体结构要求 物联网网关和传感器网络节点的外壳结构均应满足如下要求： a) 外壳、接插件和零件宜采取防腐措施，其表面、涂层或镀层应均匀、牢固，不应有气泡、裂 痕、明显剥落和斑点；外壳应同时具备抗紫外线特性； b) 物联网网关和传感器网络节点应采用密封式结构，能防水、防尘及防虫等，应满足 IP65 以上 防护等级要求； c) 电路与接地部分（外壳）间应能承受 500V 的介电强度试验，交流 50Hz，历时 1min 不应出现 击穿与闪络现象，且漏电电流不得大于 5mA； d) 安装方式应支持挂墙或抱杆方式，其紧固件应无松动和脱落现象。 5.1.3 技术要求 农业物联网网关和传感器网络节点技术指标应符合表1的技术要求。 表1 物联网网关和传感器网络节点技术要求 项目 数据采集误差 类型 物联网网关、传感器网络 节点 要求 试验方法 ≤1‰ 6.3.2 能通过数据中心配置物联网网关和传感器网络节点接 物联网网关 入的传感器类型 能通过数据中心对物联网网关进行远程升级 传感器网络节点 控制管理 6.3.3 6.3.3 能通过数据中心下发控制命令，配合物联网网关实现传 感器网络节点对现场设备的开关控制 6.3.3 能通过数据中心配置物联网网关和传感器网络节点采 物联网网关、传感器网络 节点 6.3.3 集数据的变化阈值、上限阈值、下限阈值，实现事件上报 能通过数据中心设置数据采样周期 系统时钟计时 6.3.3 ±0.5‰ 6.3.4 16000h 以上 6.3.5 误差 无故障连续运行时 间 物联网网关、传感器网络 节点 外壳防护等级 根据 GB/T 4208-2017 第 5 章及第 6 章相关定义，防护等 级达到 IP65 以上 浪涌抗扰度 ≥4kV 6.3.7 通信距离 物联网网关与各节点间的最远通信距离不低于 3km 6.3.8 通信方式 符合 GB/T 30269.701-2014 第 5.7 条规定 6.3.9 数据安全 符合 GB/T 30269.901-2016 第 6.2 条规定 6.3.10 5.1.4 外部接口要求 5.1.4.1 物联网网关接口应符合下列要求： 4 6.3.6 DB13/T 5251—2020 a) b) c) d) e) f) 物联网网关与传感器的连接端口应符合 GB/T 30269.701-2014 第 4 章信号类型及第 5 章电气 参数的规定； 应至少具备一个串行数字输入通道，可采用 RS232 或 RS485 接口类型； 应至少具备 6 个模拟量输入通道，模拟量应支持 4mA～20mA 电流输入或 0V～10V 电压输入， 模数转换分辨率不低于 12bit； 应至少具备 2 个数字量输入通道，电压输入范围为 0V～10V，应采用光耦合器进行内外部电 气隔离； 每个传感器输入通道应具备对外提供 DC3.3V、DC5V、DC12V 传感器工作电源的能力，最大输 出功率不小于 10W； 传感器接口防护等级应至少达到 IP65，宜采用航空插座实现物联网网关与传感器的连接。 5.1.4.2 传感器网络节点接口要求： a) b) c) d) 传感器网络节点与物联网网关的连接端口应符合 GB/T 30269.701-2014 第 4 章信号类型及第 5 章电气参数的规定；