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电力边缘物联代理与物联管理平台交互协议.docx

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电力边缘物联代理与物联管理平台交互协议.docx

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。T/CECXXXXX—XXXX60ICS点击此处添加ICS号点击此处添加中国标准文献分类号T/CEC中国电力企业联合会标准T/CECXXXXX—XXXX电力边缘物联代理与物联管理平台交互协议ofthingsgatewayandIOTmanagementplatforminteractionprotocol点击此处添加与国际标准一致性程度的标识XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中国电力企业联合会发布T/CECXXXXX—XXXXIT/CECXXXXX—XXXX60电力边缘物联代理与物联管理平台交互协议范围本文件包含物联管理平台对边设备的设备管理、容器管理、应用管理以及业务交互等内容。本文件适用于物联网网关和物联管理平台基于MQTT协议进行交互的协议规范。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,仅所注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。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,仅注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/-安全设备标识(works-SecureDeviceIdentity)IEEE1588用于网络测量与控制系统的精确时钟同步协议(workedMeasurementandControlSystems)()RFC793传输控制协议(,IETFRFC793)RFC3629UTF-8,ISO10646的转换格式(UTF-8,atransformationformatofISO10646)RFC6455WebSocket协议(TheWebSocketProtocol)术语和定义GB/T33745—2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。物联网网关IoTedgeagent对各类智能传感器、智能业务终端进行统一接入、数据解析和实时计算的装置或组件,实现对多种通信方式和协议规约的适配。物联网网关与物联管理平台双向互联,部署在边缘侧,实现跨专业数据就地汇集、云边协同业务处理。物联管理平台connectionmanagementplatformT/CECXXXXX—XXXX1T/CECXXXXX—XXXX60连接感知层设备与企业中台或相关业务系统,提供资源配置、数据汇聚、基础管理功能的信息系统,支持连接管理、网络管理、设备管理、用户管理等功能。(以下简称”平台)缩略语下列缩略语适用于本文件。4G:第4代移动通信(munication)5G:第5代移动通信(munication)IP:互联网协议(Protocol)ISO:国际标准化组织(anizationForStandardization)JSON:JS对象描述(JavaScriptObjectNotation)MQTT:消息队列遥测传输(MessageQueuingTelemetryTransport)NB-IoT:窄带物联网(OfThings)QoS:服务质量(QualityOfService)TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol)基于MQTT的交互协议规范总体架构通信架构本部分定义了物联网网关(简称边设备)与物联管理平台通信中对MQTT协议的使用。如图1所示。通信架构示意图规约结构本部分规定了边设备与物联管理平台之间所采用的MQTT通信协议在ISO七层体系中所属位置以及协议栈数据结构,如表1所示。MQTT协议栈数据结构如图2所示。MQTT规约结构T/CECXXXXX—XXXX59T/CECXXXXX—XXXX2应用功能用户进程MQTT应用层(第7层)TCP/IP协议传输层(第4层)网络层(第3层)、4G/5G、NB-IoT等协议链路层(第2层)物理层(第1层)注:第5,第6层未用。MQTT协议栈数据结构交互机制MQTT协议采用发布/订阅机制来完成消息交互,该机制能够提供一对多消息分发,其交互机制如图3所示。交互机制示意图报文格式请求报文边设备与物联管理平台交互的请求报文均以JSON格式描述,通用报文字段如表2 所示,示例见图4。T/CECXXXXX—XXXX3T/CECXXXXX—XXXX60请求报文格式字段类型是否必选描述midnumber否在请求报文中该值为请求ID,在终端主动上报数据的报文中该字段可不填写deviceIdstring否设备唯一标识,涉及批量设备操作时该字段可不填写appstring否APP应用名称,涉及批量设备操作时填写该字段timestampstring是消息发送的时间戳,CST时间,精度到秒expirenumber否此报文过期的相对时间(相对timestamp),单位秒,不包含该字段,或者该字段为-1时表示永不过期typestring是消息类型,全大写,单词中间用“_”隔开paramobject/array否报文内容,详见各报文定义signstring否命令及重点信息应包含此字段,该字段为param内容的签名,具体为:对于param中的json成员(包括嵌套json成员)按照key字典序排列后进行签名;{"mid":1000000000020034,"type":"CMD_SERVICE","app":"distribution","timestamp":"2020-01-0112:12:12","expire":-1,"param":{ "method":"analog", "data":{ "PhV_phsA":"", "PhV_phsB":"" } }}请求报文示例应答报文边设备与物联管理平台交互的应答报文均以JSON格式描述,通用报文字段如Error!,应答“code”字段可以选择的值见表3,示例见图5。应答报文格式字段类型是否必选描述midnumber是在应答报文中,该值为应答所对应请求报文的请求ID相一致deviceIdstring否设备唯一标识,涉及批量设备操作时该字段可不填写T/CECXXXXX—XXXX59T/CECXXXXX—XXXX4字段类型是否必选描述midnumber是在应答报文中,该值为应答所对应请求报文的请求ID相一致deviceIdstring否设备唯一标识,涉及批量设备操作时该字段可不填写appstring否APP应用名称,涉及批量设备操作时填写该字段timestampstring是消息发送的时间戳,CST时间,精度到秒typestring是消息类型,全大写,单词中间用“_”隔开param/object/array否报文内容,详见各报文定义msgstring否应答结果描述,字符串,最大256字符,信息需直观体现消息内容codenumber是标识应答的返回码appstring否APP应用名称,涉及批量设备操作时填写该字段timestampstring是消息发送的时间戳,CST时间,精度到秒typestring是消息类型,全大写,单词中间用“_”隔开param/object/array否报文内容,详见各报文定义msgstring否应答结果描述,字符串,最大256字符,信息需直观体现消息内容codenumber是标识应答的返回码应答的“code”字段可以选择的值如表4 所示。应答code编码格式code描述200请求成功202请求被接受,但是服务器未处理完400请求失败401请求未认证/认证错误403请求被拒绝404请求的资源不存在600其他错误{ "mid":1000000000020034, "type":"CMD_SERVICE","app":"distribution", "timestamp":"2020-01-0112:12:12", "deviceId":"1000000001154323", "code":200, "msg":"ESS", "param":{ "method":"analog", "data":{ "PhV_phsA":"", "PhV_phsB":"" } } }应答报文示例T/CECXXXXX—XXXX5T/CECXXXXX—XXXX6报文头字段定义报文头字段定义如下:a)报文采用JSON格式描述,对JSON字段命名方式约束如下:1)设备名称采用首字母大写;2)变量名、属性名第一个单词首字母小写,剩余单词首字母大写;b)type字段约束如下:1)所有命令应以“CMD_”开头和描述单词组合;2)所有事件应以“EVENT_”或“REP_”开头和描述单词组合;3)所有应答报文应与请求报文的type字段相同;4)描述单词应全部大写,单词中间用下划线分隔;5)描述单词宜使用英文单词;6)描述单词每个单词长度宜不超过10个字符,应使用简写;7)type字段为自定义字段,宜望文知意。交互主题边设备与物联管理平台交互采用基于主题(Topic)的发布订阅模式进行通信,主题的主要内容和用途参考表5 ,示例见图6。主题格式如下:/主题版本/边设备或直连设备ID/消息执行类别/消息动作注:其中“/”为间隔符Topic汇总分类topic内容格式传输方向用途设备管理/{v1}/{edgeId}/manddown用于物联管理平台向边设备发送设备控制命令,如设备升级、控制设备等/{v1}/{edgeId}/device/replyup用于对物联管理平台发送的设备控制命令的响应/{v1}/{edgeId}/device/requestup用于边设备向物联管理平台发送设备管理相关的请求命令,如请求连接等/{v1}/{edgeId}/device/responsedown用于对边设备发送的设备管理相关的请求命令的响应{v1}/{edgeId}/device/dataup用于边设备向物联管理平台主动上报设备相关的状态{v1}/{edgeId}/device/eventup用于边设备向物联管理平台主动上报设备相关的事件/{v1}/{edgeId}/topo/requestup用于边设备向物联管理平台发送拓扑信息的请求命令/{v1}/{edgeId}/topo/responsedown用于对边设备发送的拓扑信息的请求命令的响应容器管理/{v1}/{edgeId}/manddown用于物联管理平台向边设备发送的容器控制请求命令,如容器安装、启动、停止等/{v1}/{edgeId}/container/replyup用于对物联管理平台的容器控制请求命令的响应/{v1}/{edgeId}/container/dataup用于边设备向物联管理平台主动上报容器相关的状态/{v1}/{edgeId}/container/eventup用于边设备向物联管理平台主动上报容器相关的事件应用管理/{v1}/{edgeId}/manddown用于物联管理平台向边设备发送应用控制请求命令,如应用安装、启动、停止等T/CECXXXXX—XXXX59T/CECXXXXX—XXXX6分类topic内容格式传输方向用途设备管理/{v1}/{edgeId}/manddown用于物联管理平台向边设备发送设备控制命令,如设备升级、控制设备等/{v1}/{edgeId}/device/replyup用于对物联管理平台发送的设备控制命令的响应/{v1}/{edgeId}/device/requestup用于边设备向物联管理平台发送设备管理相关的请求命令,如请求连接等/{v1}/{edgeId}/device/responsedown用于对边设备发送的设备管理相关的请求命令的响应{v1}/{edgeId}/device/dataup用于边设备向物联管理平台主动上报设备相关的状态{v1}/{edgeId}/device/eventup用于边设备向物联管理平台主动上报设备相关的事件/{v1}/{edgeId}/topo/requestup用于边设备向物联管理平台发送拓扑信息的请求命令/{v1}/{edgeId}/topo/responsedown用于对边设备发送的拓扑信息的请求命令的响应容器管理/{v1}/{edgeId}/manddown用于物联管理平台向边设备发送的容器控制请求命令,如容器安装、启动、停止等/{v1}/{edgeId}/container/replyup用于对物联管理平台的容器控制请求命令的响应/{v1}/{edgeId}/container/dataup用于边设备向物联管理平台主动上报容器相关的状态/{v1}/{edgeId}/container/eventup用于边设备向物联管理平台主动上报容器相关的事件应用管理/{v1}/{edgeId}/manddown用于物联管理平台向边设备发送应用控制请求命令,如应用安装、启动、停止等/{v1}/{edgeId}/app/replyup用于对物联管理平台发送的应用控制请求命令的响应/{v1}/{edgeId}/app/dataup用于边设备向物联管理平台主动上报应用相关的状态应用管理/{v1}/{edgeId}/app/eventup用于边设备向物联管理平台主动上报应用相关的事件业务交互/{v1}/{edgeId}/manddown用于物联管理向边设备发送业务交互请求命令/{v1}/{edgeId}/service/replyup用于对物联管理的业务交互请求命令的响应业务交互/{v1}/{edgeId}/service/dataup用于边设备向物联管理平台主动上报业务相关的数据/{v1}/{edgeId}/service/eventup用于边设备向物联管理平台主动上报业务相关的事件/{v1}/{edgeId}/service/fileup用于边设备向物联管理平台上报业务、事件等文件传输的元信息注:{v1}表示目前版本号版本是v1,/{edgeId}是物管平台分配动态编号。主题的方向取值为:up、down;“up”表示边设备或直连终端发布、物联管理平台订阅的topic;“down”表示物联管理平台发布、边设备或直连终端订阅的Topic。/{v1}/{edgeId}/app/replyup用于对物联管理平台发送的应用控制请求命令的响应/{v1}/{edgeId}/app/dataup用于边设备向物联管理平台主动上报应用相关的状态应用管理/{v1}/{edgeId}/app/eventup用于边设备向物联管理平台主动上报应用相关的事件业务交互/{v1}/{edgeId}/manddown用于物联管理向边设备发送业务交互请求命令/{v1}/{edgeId}/service/replyup用于对物联管理的业务交互请求命令的响应业务交互/{v1}/{edgeId}/service/dataup用于边设备向物联管理平台主动上报业务相关的数据/{v1}/{edgeId}/service/eventup用于边设备向物联管理平台主动上报业务相关的事件/{v1}/{edgeId}/service/fileup用于边设备向物联管理平台上报业务、事件等文件传输的元信息注:{v1}表示目前版本号版本是v1,/{edgeId}是物管平台分配动态编号。主题的方向取值为:up、down;“up”表示边设备或直连终端发布、物联管理平台订阅的topic;“down”表示物联管理平台发布、边设备或直连终端订阅的Topic。主题示例:/v1/11154/mand,其中:v1:表示当前定义的主题版本为v1,后期可发布v2、v3等版本;11154:表示直接与物联管理平台建立MQTT长连接的边设备或直连设备ID,由物管平台分配;service:主题(Topic)的类别,主要有device、container、app、service、topo五种。device表示该主题为设备类消息,service为业务类消息,app应用类消息,container为容器消息,topo为拓扑类消息;command:表示消息的状态,mand)、采集的数据(analog)、请求或应答。交互主题示例交互功能功能概述边设备与物联管理平台交互的功能应包含设备管理、容器管理、应用管理、业务交互等多个方面。设备管理包括设备升级、设备控制等。容器管理包括容器安装、升级、启动、停止、删除、配置、状态查询等。应用管理包括应用下发、应用控制、应用配置、应用升级等。业务交互应包含物模型下发、数据上报等。设备管理设备接入设备接入时序图设备接入时序图如图7所示。T/CECXXXXX—XXXX7T/CECXXXXX—XXXX8设备接入时序图设备接入请求边设备向物联管理平台发送设备接入请求。边设备发布Topic:/v1/${edgeId}/device/request。,其字段说明如下:a) type字段:EVENT_LINKUP;b) param字段定义如表6所示。设备接入请求字段说明字段类型是否必选描述devobject是边设备信息,详见附录Acpuobject是CPU信息,详见附录Amemobject是内存信息,详见附录Adiskobject是磁盘信息,详见附录Aosobject是操作系统信息,详见附录Alinksarray是其他的边设备信息,其中每个元素为一个JSON对象,其定义详见附录A设备接入应答物联管理平台对边设备信息进行记录和校验,并向边设备发送设备接入应答报文。边设备订阅Topic:/v1/${edgeId}/device/response。,其字段说明如下:type字段:EVENT_LINKUP;param字段:无。设备主动断开上报终端掉电或者因其他原因需要与平台主动断开连接时,可向平台发送主动断开连接请求。边设备发布Topic:/v1/{edgeId}/device/data。,其字段说明如下:type字段:EVENT_LINKDOWN;param字段定义如表7 所示。T/CECXXXXX—XXXX59T/CECXXXXX—XXXX8