基于NB-IoT的供熱業(yè)務(wù) 室溫采集器系統(tǒng)總體技術(shù)要求

4基于NB-loT的供熱業(yè)務(wù)室溫采集器系統(tǒng)總體技術(shù)要求本文件規(guī)定了面向供熱場(chǎng)景的基于NB-IoT的室溫采集器系統(tǒng)中終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全的總體技術(shù)本文件適用于NB-IoT室溫采集器系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)。適用于政府供熱監(jiān)管部門、供熱企事業(yè)單位室溫采集器系統(tǒng)建設(shè)的決策參考，也適用于第三方機(jī)構(gòu)對(duì)NB-IoT室溫采集器系統(tǒng)技術(shù)審查和評(píng)估2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T32907-2016信息安全技術(shù)SM4分組密碼算法GB/T37092-2018信息安全技術(shù)密碼模塊安全要求JG/T162-2017民用建筑遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)c/T188-2018戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件NB-IoT室溫采集器roontemperatureacquisitionbasedonNB-1oT安裝在熱用戶室內(nèi)固定位置，內(nèi)置溫度傳感或變送器件采集室內(nèi)溫度，并通過(guò)內(nèi)置NB-IoT基礎(chǔ)通信套件和用戶卡把采集溫度上傳至NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的電子設(shè)備。此基礎(chǔ)通信套件實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)終端與NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的通信、應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸及設(shè)備管理等功能。此用戶卡作為用戶身份標(biāo)識(shí)，采用物聯(lián)網(wǎng)專用號(hào)段，基于NB-IoT網(wǎng)絡(luò)通信，主要提供存儲(chǔ)安全數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)加載更新應(yīng)用、安全運(yùn)算、標(biāo)識(shí)用戶身份、鑒權(quán)接入等功能。熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)企業(yè)從供熱系統(tǒng)獲得熱能的用戶。5一種電力接線盒，是指86毫米長(zhǎng)、86毫米寬、60毫米深的盒型。采集周期acquisitioncycleNB-IoT室溫采集器每次獲取室內(nèi)溫度的時(shí)間間隔。傳輸周期transmissioncyeleNB-IoT室溫采集器每次將所獲取數(shù)據(jù)上傳至業(yè)務(wù)平臺(tái)的時(shí)間間隔?？刂泼艽a變換操作的符號(hào)序列。蜂窩通信cellularnetwork采用蜂窩無(wú)線組網(wǎng)方式，在終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通過(guò)無(wú)線通道連接起來(lái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶在活動(dòng)中可相互通信，如4G、NB-IoT等。下列縮略語(yǔ)適用于本文件4G:第四代移動(dòng)通信技術(shù)(The4thGenerationMobileCommunicationTechnology)CBC:密碼分組連接模式(CipherBlockChaihing)EEPROM:帶電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(ElectricallyErasbleProgrammablereadonlymemory)HTTPS:超文本傳輸安全協(xié)議(HyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer)IoT:物聯(lián)網(wǎng)(InterLCD:激光熔覆沉積(laserCladdingDeposition)MAC:媒體存取控制地址(MediaAccessControlAddress)6NB-IoT;窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory)參考信號(hào)接收功率(ReferenceSignalReceivingSINR:信號(hào)與干擾加噪聲比(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)SM4:分組對(duì)稱密碼算法(SM4algorithn)5應(yīng)用場(chǎng)景及業(yè)務(wù)需求NB-IoT室溫采集器系統(tǒng)應(yīng)用于居民或商業(yè)建筑室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測(cè)。熱力公司通過(guò)NB-IoT室溫采集器系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集熱用戶室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，并通過(guò)NB-IoT方式傳輸給熱力公司業(yè)務(wù)平臺(tái)。熱力公司可通過(guò)業(yè)務(wù)平臺(tái)監(jiān)測(cè)溫度曲線變化，及時(shí)調(diào)節(jié)供熱二次網(wǎng)管道中的供水閥門開度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度達(dá)標(biāo)。并可在一定程度上減少室內(nèi)溫度過(guò)高造成的能源浪費(fèi)。熱用戶可通過(guò)NB-IoT室溫采集器了解室內(nèi)溫度，為熱用戶判斷室溫是否達(dá)標(biāo)提供依據(jù)。5.2業(yè)務(wù)需求NB-IoT室溫采集器系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求如下。a)功能性。NB-IoT室溫采集器具備溫度數(shù)據(jù)采集和顯示屏展示、溫度數(shù)據(jù)上傳功能：平臺(tái)具備數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和分析功能；ND-IoT室溫采集器、平臺(tái)之間具備數(shù)據(jù)交互功能：b)管理性。平臺(tái)應(yīng)為NB-IoT室溫采集器提供設(shè)備連接、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用管理功能；c)安全性。NB-IoT室溫采集器，平臺(tái)之間數(shù)據(jù)交互應(yīng)保證信息安全：d)便捷性。NB-IoT室溫采集器安裝便捷、人機(jī)交互界面易讀，熱用戶體驗(yàn)較好；e)可靠性。NB-IoT室溫采集器應(yīng)具備供電可靠性、平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性：f)并發(fā)性。通信網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)應(yīng)具備NB-IoT室溫采集器數(shù)據(jù)高并發(fā)處理能力、低響應(yīng)時(shí)間要求。NB-IoT室溫采集器系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。8圖2NB-IoT室溫采集器硬件架構(gòu)圖這6個(gè)模塊硬件組成如下：a)溫度采集模塊由熱敏感原件和轉(zhuǎn)換原件組成，能測(cè)量室內(nèi)溫度并可轉(zhuǎn)換為可用電信號(hào)；b)通信模塊由NB-IoT通信模組、主板、用戶卡組成；c)供電模塊支持220V插座供電、內(nèi)置鋰電池供電或普通干電池供電；d)存儲(chǔ)模塊可由EEPROM、片內(nèi)FLASH、外部串行FLASH、片內(nèi)RAM儲(chǔ)存器組成e)時(shí)鐘模塊由MCU內(nèi)置RTC電路或外置時(shí)鐘芯片組成；f)人機(jī)交互模塊由LCD顯示器組成。7.2終端功能定義NB-IoT室溫采集器終端應(yīng)滿足表1列出的功能。表1NB-IoT室溫采集器功能123應(yīng)具備基示屏、按鍵等常規(guī)人機(jī)交互接口，有456789應(yīng)支持遠(yuǎn)程設(shè)置傳輸周期、一次傳輸多條數(shù)據(jù)7.3終端參數(shù)要求插座型NB-IoT室溫采集器，即把NB-IoT室溫采集器硬件放置在86線盒的插座面板中，同時(shí)具備室溫采集、插電功能，可代替室內(nèi)插座使用，由市電供電。NB-IoT室溫采集器參數(shù)要求如下：a)功率宜小于等于1.5w;9b)測(cè)溫范圍的最大允許誤差不應(yīng)超過(guò)±0.5℃;c)顯示器精確度宜不低于0.1℃:d)插座使用電器設(shè)備的最大電流為10A:e)應(yīng)通過(guò)國(guó)家強(qiáng)制3C認(rèn)證，插孔應(yīng)具備安全門結(jié)構(gòu)。開關(guān)型NB-IoT室溫采集器，即把NB-IoT室溫采集器硬件放置在86線盒的照明開關(guān)中，同時(shí)具備室溫采集、照明開關(guān)功能，可代替室內(nèi)照明開關(guān)使用，由市電供電。開關(guān)型NB-IoT室溫采集器參數(shù)要求如下；a)測(cè)溫范圍的最大允許誤差不應(yīng)超過(guò)±0.5℃:b)顯示器精確度宜不低于0.1℃.c)可適應(yīng)燈具負(fù)載功率范圍5w～600w;d)應(yīng)通過(guò)國(guó)家強(qiáng)制3C認(rèn)證。弱電型NB-IoT室溫采集器，是獨(dú)立的NB-IoT室溫采集器硬件產(chǎn)品，由電池供電。弱電型NB-IoT室溫采集器參數(shù)要求如下：a)測(cè)溫范圍的最大允許誤差不應(yīng)超過(guò)±0.5℃;b)顯示器精確度宜不低于0.1℃:c)電池應(yīng)至少確保3年的正常室溫采集；d)支持壁掛式安裝，具有位置防移動(dòng)數(shù)據(jù)報(bào)警功能終端電磁兼容與環(huán)境適應(yīng)性要求如下。a)NB-IoT室溫采集器應(yīng)通過(guò)電服兼容試驗(yàn)，應(yīng)符合JG/T162-2017中6.3.4中的規(guī)定。在靜電放電、射頻電磁場(chǎng)輻射、電快速瞬變脈沖群、狼涌(沖擊)、工頻磁場(chǎng)、脈沖磁場(chǎng)、電壓變化試驗(yàn)條件下，其功能不應(yīng)改變，應(yīng)能正常工作，且數(shù)據(jù)不發(fā)生異常：b)NB-IoT室溫采集器的環(huán)境適應(yīng)性應(yīng)符合JG/T162-2017中5.3.3的規(guī)定7.5監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇和終端安裝位置監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇和終端安裝位置要求如下a)一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置一個(gè)NB-IoT室溫采集器：b)針對(duì)城市集中供熱區(qū)域，監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量不少于總熱用戶數(shù)的1%,每棟樓每單元應(yīng)至少選擇3個(gè)典型熱用戶布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別位于頂部、邊、中間、底層，每棟樓應(yīng)最少安裝9個(gè)。上個(gè)采暖季投訴率較高的小區(qū)，應(yīng)適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例。NB-IoT室溫采集器安裝位置為客廳或臥室非靠陽(yáng)位置，安裝位置式(1)中：8.3其他要求網(wǎng)絡(luò)其他要求如下。a)應(yīng)采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，便于系統(tǒng)集成或設(shè)備聯(lián)動(dòng)；b)在網(wǎng)絡(luò)良好條件下，丟包率應(yīng)小于1%,應(yīng)有數(shù)據(jù)重傳機(jī)制。9平臺(tái)要求9.1NB-loT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)要求9.1.1設(shè)備管理要求應(yīng)支持設(shè)備管理，包括不限于設(shè)備注冊(cè)、刪除、修改應(yīng)支持對(duì)設(shè)備信息、設(shè)備狀態(tài)、通信數(shù)據(jù)等信息的展示；應(yīng)支持面向業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供API接口。9.1.2設(shè)備接入要求應(yīng)至少支持每1000萬(wàn)平方米供熱面積接入3萬(wàn)臺(tái)NB-IoT室溫采集器。應(yīng)支持消息隊(duì)列功能，支持大容量消息緩存，確保業(yè)務(wù)平臺(tái)故障發(fā)生時(shí)數(shù)據(jù)可用支持多方獨(dú)立消息，方便多系統(tǒng)接入獲取消息；消息回溯，幫助用戶故障恢復(fù)；支持集群消費(fèi)，可將消息均衡發(fā)送至集群內(nèi)每個(gè)客戶機(jī)。9.2業(yè)務(wù)平臺(tái)要求9.2.1設(shè)備維護(hù)要求應(yīng)支持包括不限于NB-1af室溫采集器基礎(chǔ)信息維護(hù)、報(bào)裝、維修、更換、特殊用戶安檢等業(yè)務(wù)辦理?？芍С职l(fā)起NB-IoT室溫采集器運(yùn)程固件升級(jí)9.2.2數(shù)據(jù)傳輸要求支持室溫采集數(shù)據(jù)上傳處理，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸周期等設(shè)置參數(shù)下發(fā)。9.2.3數(shù)據(jù)分析和管理要求業(yè)務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)分析和管理要求如下。a)室溫?cái)?shù)據(jù)完整性、合理性檢查對(duì)不完整的室溫上傳數(shù)據(jù)應(yīng)自動(dòng)補(bǔ)采，對(duì)異常數(shù)據(jù)應(yīng)提示。出現(xiàn)以下情況認(rèn)定為異常數(shù)據(jù)：24小時(shí)內(nèi)室內(nèi)溫度低于或高于某一設(shè)定值、24小時(shí)內(nèi)室內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)差高于某一設(shè)定值。b)室溫?cái)?shù)據(jù)分析采集到的室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用功能需求，通過(guò)配置或公式編寫進(jìn)行加工和處理，判斷在定義時(shí)間段內(nèi)溫度是否達(dá)標(biāo)。c)終端設(shè)備故障分析和報(bào)警應(yīng)具備包括不限于終端設(shè)備故障分析以及終端斷電、故障、溫度高或低時(shí)報(bào)警分析功能d)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理宜采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理技術(shù)，對(duì)采集的各類原始數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)和管理，為數(shù)據(jù)應(yīng)用提供一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)。宜支持對(duì)外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)接口，為其他系統(tǒng)開放有權(quán)限的數(shù)據(jù)共享服業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)至少存儲(chǔ)3年室溫?cái)?shù)據(jù)。9.2.4綜合報(bào)表要求應(yīng)提供分時(shí)段、分區(qū)域、多維度、多樣式的溫度達(dá)標(biāo)報(bào)表應(yīng)提供終端設(shè)備維護(hù)報(bào)表、故障記錄報(bào)9.2.5客戶管理要求應(yīng)建立統(tǒng)一的客戶信息全視圖，通過(guò)統(tǒng)一入口綜合展示，包括不限于基本信息，附件信息，資料變更歷史，繳費(fèi)歷史，賬戶信息，安檢歷史，工單歷史等功能。應(yīng)實(shí)現(xiàn)客戶基本資料管理、客戶資料變更審批、客戶分級(jí)、開戶銷戶、處理客戶咨詢或投訴等業(yè)務(wù)辦理功能，宜支持客戶業(yè)務(wù)辦理流程留痕管理功能。9.2.6系統(tǒng)管理要求應(yīng)支持熱力公司組織結(jié)構(gòu)和崗位管理功能。應(yīng)支持用戶口令管理、用戶鎖定解鎖、用戶崗位權(quán)限設(shè)置等管理功能。9.3安全認(rèn)證平臺(tái)要求9.3.1注冊(cè)發(fā)行管理要求應(yīng)面向接入的NB-IoT室溫采集器提供安全遠(yuǎn)程在線發(fā)行管理服務(wù)。9.3.2設(shè)備安全管理要求應(yīng)面向NB-IoT室溫采集器提供遠(yuǎn)程發(fā)行、配置更新、安全應(yīng)用管理和密鑰分發(fā)服務(wù)，以支持NB-IoT室溫采集器數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)下發(fā)、指令下發(fā)等功能的安全性。9.3.3業(yè)務(wù)平臺(tái)安全管理要求應(yīng)面向業(yè)務(wù)平臺(tái)提供業(yè)務(wù)所需的安全管理服務(wù)。9.3.4系統(tǒng)管理要求安全認(rèn)證平臺(tái)應(yīng)可開展角色、權(quán)限、日志等維護(hù)性管理。10安全要求10.1終端安全要求NB-IoT室溫采集器終端應(yīng)具備唯一的可信身份標(biāo)識(shí)且不可算改，同時(shí)應(yīng)符合下列要求：a)終端硬件應(yīng)具備容錯(cuò)能力，能夠防御由針對(duì)芯片的差分錯(cuò)誤、故障代數(shù)等故障注入攻擊導(dǎo)致的功能失效。應(yīng)具備抗物理攻擊能力，防止物理攻擊導(dǎo)致的信息泄漏；b)終端接口應(yīng)遵循最小化原則，在出廠前應(yīng)禁用或去除非必需的物理接口，同時(shí)在設(shè)備出廠前應(yīng)去除PCB板上的調(diào)試接口相關(guān)信息；c)終端宜采用密碼模塊加解密數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)安全。采用的密碼模塊宜符合GB/T37092-2018密碼模塊安全等級(jí)安全二級(jí)要求；d)終端密碼算法安全性應(yīng)符合國(guó)家密碼管理局的相關(guān)要求，密鑰的產(chǎn)生、分發(fā)、使用、存儲(chǔ)、銷毀應(yīng)有相應(yīng)安全保障機(jī)制，防止敏感信息泄漏；e)應(yīng)支持非法報(bào)文處理能力，當(dāng)接收到非法報(bào)文時(shí)應(yīng)能夠正確處理，防止非預(yù)期異常情況發(fā)生；f)終端軟件應(yīng)具備更新機(jī)制，以保證終端軟件安全性。10.2網(wǎng)絡(luò)安全要求網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)符合以下要求：a)采用蜂窩通信時(shí)，所用蜂窩通信協(xié)議應(yīng)支持雙向鑒權(quán)能力。采用互聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)，應(yīng)采用HTTPS通信協(xié)議，通過(guò)IP、MAC地址過(guò)濾等綜合方式保證設(shè)備的接入安