ICS35.020CCSI6532GuidelinesForTheConstructionofMetropolitanArea廣東省物聯網協會發布IT/GDIOT003-2024 2規范性引用文件 3術語與定義 4縮略語 5總體參考架構 6城域物聯感知標準體系結構 7城域窄帶物聯感知應用 8物聯感知終端管理 9物聯網絡設計要求 IIT/GDIOT003-2024本文件依據GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由廣東省物聯網協會歸口。本導則起草單位：廣州技象科技有限公司、海珠區政務服務數據管理局、海珠區數字政府運營中心、智慧城市物聯網國家重點實驗室（澳門大學）、香港科技大學（廣州）、中山大學、華南理工大學、廣東省物聯網協會、技象科技（南京）有限公司、中電科普天科技股份有限公司、廣州智慧城市投資運營有限公司、中國鐵塔股份有限公司廣東省分公司、科學城（廣州）信息科技集團有限公司、廣州智投能源科技有限公司。（排名不分先后）主要起草人：鄭凜、溫文坤、趙桂梅、吳瑤、王開宇、黃津、王惠杰、孔冬冬、張嘉誠、陶勇、張藝輝、馬少丹、崔穎、鞏紫君、江明、夏明華、曾明、譚可欣、鄧啟根、吳志斌、陳寧、柳謙、吳華、孫健、曹溪、金偉、張銳群、林海。T/GDIOT003-2024《城域窄帶物聯感知體系建設導則》(以下簡稱“導則”)的發布，是在產業數字化轉型、國產化 低功耗廣域網技術背景下，以滿足數字化轉型需求為目標，指導城市物聯感知基礎設施建設規范發展，筑牢城市“數字底座”，支撐打造具有世界影響力的國際數字之都。在標準編制過程中，得到了相關政府部門、科研院所、企業的大力支持和幫助，在此表示感謝。今后將根據技術創新和應用需求發展，不斷修改完善。4T/GDIOT003-2024城域窄帶物聯感知體系建設導則本導則適用于城域窄帶物聯感知體系建設和運營服務項目。本導則規定了城域物聯感知基礎設施建設的一般性原則、通用規定、工作內容及相關要求。行業、功能區及其他領域的相關建設可參照適用本導則。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T33745-2017物聯網術語GB/T33474-2016物聯網參考體系結構GB/T7665-2005傳感器通用術語T/CA030-2021科技服務云平臺技術規范DB1331/T006-2022雄安新區物聯網網絡建設導則T/GDIOT005-2022城域窄帶物聯感知平臺軟件參考架構T/GDIOT003-2022窄帶低功耗物聯網網關設備在470MHz-510MHz頻段的射頻指標與測試指南3術語與定義下列術語和定義適用于本文件。3.1城域metropolitanarea一個城市范圍內。[T/GDIOT005-2022,3.1]3.2物聯網internetofthings;IoT通過感知設備，按照約定協議，連接物、人、系統和信息資源，實現對物理和虛擬世界的信息進行處理并作出反應的智能服務系統。[GB/T33745-2017，2.1.1]3.3窄帶物聯網narrowbandinternetofthings;NB-IoT一種基于窄帶射頻技術的城市區域物聯網，網絡具有低功耗、廣覆蓋與廣連接等特點。這種技術因為支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據鏈接，也被稱為低功耗廣域網。5T/GDIOT003-20243.4云平臺cloudplatform能夠按需提供具有應用程序部署、管理和運行能力的云計算操作環境。[T/CA030-2021，3.1.2]3.5物聯網應用IoTapplication物聯網在具體場景中的使用實例，向用戶提供物聯網服務的集合。[GB/T33745-2017，2.1.6]3.6物聯網網關IoTgateway支撐感知控制系統與物聯網云平臺互聯，并實現感知控制域本地管理的實體。[GB/T33474-2016，表2]3.7API網關ApplicationProgrammingInterfacegateway物聯網用戶或應用訪問物聯網平臺的開放統一接口。3.8規則引擎ruleengine是一種嵌入在應用程序中的組件，使用預定義的語義模塊編寫業務決策。接受數據輸入，解釋業務規則，并根據業務規則做出業務決策。3.9傳感器sensor能感受被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常有敏感元件和轉換元件組成。[GB/T7665-2005，3.3.1]3.10對象object與物聯網應用有關的，用戶感興趣的物理實體。[GB/T33745-2017，2.1.4]3.11用戶user對物聯網服務有需求的實體，是組織成員。[GB/T33745-2017，2.1.7]3.12感知sensing通過感知設備獲得對象的信息的過程。[GB/T33745-2017，2.1.8]3.13感知設備sensingdevice能夠獲取對象信息的設備，并提供接入網絡的能力。[GB/T33745-2017，2.1.9][GB/T33474-2016，3.11]6理和融合的系統。城域窄帶物聯感知平臺運維中心安全中心感知網絡感知層平臺層應用層7感知終端感知終端圖2感知終端的內部芯片組成結構本標準在《城域窄帶物聯感知平臺軟件參考架構(T/GDIOT005-2022)進一步細化。城域窄帶物聯網感知體系總體架構可劃分為感知層、網絡層、平臺層層，感知終端內部通過接口5連接傳感器上位機和通信模組，實現感傳一體；感知終端通過接口1接入物聯網網關。在感知層和平臺層之間，物聯網網關通過接口2把來自感知終端的數據傳輸給平臺層，網絡層在此過程中只做數據透傳。在平臺層，實現設備管理和數據管理，通過接口3和接口4對應用通過感知層的感知終端對關聯的目標對象進行狀態感知與數據采集，并通組(通信單元)把感知數據發送給物聯網網關，物聯網網關把感知數據傳輸給網絡層。感知終端與物這些終端設備通常包括各種類型的傳感器，如溫度傳感處理和轉發。物聯網網關能夠有效地管理和調度來自感知終端的數據網絡層主要負責數據的傳輸和分發。在這一層，物聯網網關通過接口2將感知層的數據傳輸給平備管理模塊、數據管理模塊、安全中心和維護中心。設備管理是平臺層的a)物聯接入：物聯接入是指將物聯網設備連接到平臺層，使其能夠開始數據的傳輸和接收。這一過程包括設備的注冊、認證、授權和網絡接入等步驟。物聯接入的關鍵在于確保設b)物聯存儲：物聯存儲是指將物聯網設備的數據存儲在平臺層的數據庫中，側重于物聯網特有的數8T/GDIOT003-2024c)物聯管理：物聯管理涉及到對物聯網設備的日常運維管理，包括設備的監控、配置、維護和升級等。物聯管理的目標是確保設備的正常運行和性能優化，及時響應和解決設備可能出現的各種問題。數據管理是平臺層的另一個重要組成部分，它負責對收集到的大量數據進行有效的處理和管理，包括數據匯聚、數據存儲和數據維護等方面，具體內容如下：a)數據匯聚：數據匯聚是指將來自不同感知終端的數據進行集中處理，以便進行統一的管理和分析。這一過程可能包括數據的清洗、轉換和整合等步驟。數據匯聚的目的是提高數據的可用性和一致性，為后續的數據應用打下堅實的基礎；b)數據存儲：數據存儲是指將處理后的數據保存在平臺層的存儲系統中，側重于實現物聯存儲的技術手段和方法。注重數據的存儲結構、訪問效率和數據的安全性。數據存儲的設計要能夠支持大數據量的存儲需求，并保證數據的持久化和可靠性；c)數據維護：數據維護涉及到對存儲在平臺層的數據進行維護和優化，包括數據的備份、恢復、清理和安全保護等。數據維護的目標是確保數據的完整性和準確性，防止數據丟失和數據泄露等風險。安全中心主要負責監測、防御和響應各種安全威脅，保護物聯網設備和數據不受侵害。通常需要安全檢測、安全防護、安全審計等功能模塊。運維中心主要負責設備的持續運維管理，確保設備的穩定運行和性能優化。通常需要設備監控、固件升級、備份與恢復、日志收集分析等功能模塊。5.4應用層基于平臺層提供的數據服務和能力進行應用開發和部署。根據應用不同行業和業務的需求場景，開發出多種窄帶物聯應用。5.5模塊接口城域窄帶物聯感知總體參考架構中的主要模塊之間的接口描述如表1所示。表1城域物聯感知平臺總體參考架構接口描述接口實體1實體2接口描述本接口是感知控制系統物聯網網關與之間的數據交統將感知數據發送至物聯網網關，物聯網網關向數據，物聯網網關與感知控制系統也可以相互傳本接口是物聯網網關與物聯感知平臺的數據交互接備的感知數據發送給物聯感知平臺，物聯感知平臺本接口是物聯網應用與API網關的數據交互接口。物聯網應用把業務服務數據請求信息發送給API網關。本接口是規則引擎與物聯網應用的數據交互接口。本接口是通信模組與上位機的數據交互接口。上位9T/GD10T00城域窄帶物聯感知平臺標準體系結構如圖3所示。主要從架構、平臺的技術要求與對外接口、物窄帶通信模組與上位機的接口窄帶通信模組與上位機的接口窄帶通信模組射頻指標與測試指南窄帶通信模組技術要求城域窄帶物聯感知終端數據接入標準城域窄帶物聯網網關與城域窄帶物聯感知窄帶低功耗物聯網網關設備在470MH-510H頻段的射頻指標與測試指南城域窄帶物聯感知平臺數據共享標準城域窄帶物聯感知平臺數據管理標準城域窄帶物聯感知平臺監控運維技術要求城域窄帶物聯感知平臺安全中心技術要求城域窄帶物聯感知平臺數據匯聚接入標準城域物聯網云平臺軟件參考架構城域窄帶物聯感知體系建設導則城域窄帶物聯感知體系(參考)圖3城域物聯感知平臺標準體系規劃6.1城域窄帶物聯感知云平臺軟件參考架構(T/GDIOT005-2022)標準給出城域物聯網云平臺軟件參考架構，主要包括平臺設計原則、軟標準給出針對圖1中接口2制定城域窄帶物聯感知平臺數據匯聚接入標準，將異系統的異地、異形成更全面的數據資源池來支撐城域物聯感知數據的挖掘、分析及共享，以支撐面向多個領域的智能標準給出城域物聯網云平臺的安全中心的技術要求，主要包括物理安全標準給出城域物聯網云平臺的監控運維中心的技術要求，主要包括對網T/GDIOT003-20246.5城域窄帶物聯感知平臺數據管理標準標準給出針對圖1中網絡平臺層數據管理定制城域窄帶物聯感知平臺數據管理標準，給出了面向城域窄帶物聯網感知終端設備數據采集、存儲、備份、恢復、治理和應用的各項技術要求，使其他系統或部門的異地、異構數據庫的數據可以進行匯聚整合，形成更全面的數據庫來支撐物聯感知數據的挖掘、分析及共享，同時確保數據的完整性和在災難情況下的可恢復性。6.6城域窄帶物聯感知平臺數據共享標準標準給出針對圖1接口3、4制定城域窄帶物聯感知平臺數據共享標準，給出了城域窄帶物聯感知平臺與城域窄帶物聯網應用之間通過規則引擎、API接口或直接通過物聯網網絡控制器完成數據交互的要求，規范了業務服務數據請求信息格式以及根據不同終端類型或應用定義相應的推送數據結構，實現對業務數據內容的共享配置和管理，實現數據的對外發布，可供其他系統進行調用及二次開發。6.7窄帶低功耗物聯網網關設備在470MHz-510MHz頻段的射頻指標與測試指南（T/GDIOT003-2022）標準給出物聯網網關設備的射頻指標與測試方法指南。6.8城域窄帶物聯網網關與城域窄帶物聯感知平臺的接口標準給出物聯網網關與城域窄帶物聯感知平臺的數據交互接口。6.9城域窄帶物聯感知終端數據接入標準標準給出針對圖2中接口5制定城域窄帶物聯感知終端數據接入標準，為應用的城域窄帶物聯感知終端數據接入提供統一的規范和指導，以確保不同廠商的物聯感知設備能成功接入物聯感知體系，并實現互操作性和可擴展性。6.10窄帶通信模組技術要求標準給出感知控制系統中窄帶通信模組的技術要求，主要包括系統設計、功能要求、無線指標與安全要求等。6.11窄帶通信模組射頻指標與測試指南標準給出感知控制系統中窄帶通信模組的發送機的射頻指標與測試方法指南。6.12窄帶通信模組與上位機的接口標準給出感知控制系統中窄帶通信模組與上位機的數據交互接口。7城域窄帶物聯感知應用感知業務應用可以根據其功能和應用場景的不同進行分類，每個分類可以有許多個細分場景，從城域治理角度出發以六大典型應用領域為例，分別為市政、環保、能源、社區、水務、園林。7.1智慧市政領域窄帶物聯感知體系在智慧市政領域的主要應用場景包括：路政管理、照明設施、環衛管理、市政井蓋、景觀管理等智慧市政設施監管場景等。市政領域應用場景與感知設備可參考附錄表A.1。T/GDIOT003-20247.2智慧環保領域窄帶物聯感知體系在智慧環保領域的主要應用場景包含：空氣質量感知、噪聲揚聲感知、水質感知、土壤環境感知等，為業務需求部門提供標準的監測數據和分析報告。環保領域應用場景與感知設備可參考附錄表A.2。7.3智慧能源領域窄帶物聯感知體系在智慧能源領域的主要應用場景包含：供水、供電和供氣系統狀態感知等，比如對水電氣等各類能耗供應數據的統計及分析，輔助實現監控分析、節能增效、以提高能源利用率。能源領域應用場景與感知設備可參考附錄表A.3。7.4社區領域窄帶物聯感知體系在智慧社區領域的應用場景主要包含：遠程抄表、二次供水監測、停車服務、智慧消防、路燈管理、高空墜物監測、環境管理等。社區領域應用場景與感知設備可參考附錄表A.4。7.5水務領域窄帶物聯感知體系在智慧水務的主要應用場景包含：河道管理、供水管理、排水管理、防汛抗洪。其中河道管理的子場景包含：河道水位、河道流速、河道漂流物、河道安全、河道水務設施狀態；供水管理的子場景包含供水狀態、水壓感知；排水管理的子場景包含易澇點監測、水質監測；防汛抗洪子場景包含河道狀態、堤壩狀態等。水務領域應用場景與感知設備可參考附錄表A.5。7.6園林領域窄帶物聯感知體系在智慧園林領域的主要應用場景包括搶險救災設施、智能灌溉設施、小氣象站、景觀管理等。園林領域應用場景與感知設備可參考附錄表A.6。8物聯感知終端管理城域窄帶物聯感知體系終端基礎建設和管理應按統一標準，具體包括但不僅限于：物聯感知終端的參數管理、安裝調試、運維保障等環節。8.1終端標識終端標識數據主要包括元數據和日志數據等，元數據主要由設備ID、設備類型、安裝位置、經緯度等數據組成，作為物聯設備的標識。表2物聯感知終端標識數據格式序號名稱數據類型示例必要性1234T/GDIOT003-2024567898.2終端位置信息終端的位置信息應遵循室內室外統籌、經緯度和門牌號兼顧的原則。室內位置應包含區+街鎮+社區(樓宇、單位)+居委+道路+弄號+小區+門棟號+樓層+室號+位置等具體參數，并具備相應的經緯度信息(宜采用WGS-84坐標系，精度至少保持小數點后6位）。表3室內安裝示例**市+**區+**街道+**社區+**路**號+室外位置應在市、區、街鎮、社區(樓宇、單位)基礎上以居委、道路、河道、門牌等信息為參照，使用方位、距離等方式描述，并具備相應的經緯度信息，精度至少保持小數點后6位。表4室外安裝示例T/GDIOT003-20248.3終端編碼物聯感知終端安裝后，應按本導則要求，在服務平臺生成終端編碼，終端編碼格式應至少包括：設備名稱ID、設備型號、ESN碼、設備類型、生產日期、生產批次、設備制造商、終端編碼版本號、所屬信息、自定義字段等，字節數宜不大于128位。終端編碼應具有唯一性，宜采用二維碼、NFC等方式。終端編碼應符合國家有關法律法規及標準規范的要求，具有擴展性、規范性、開放性、兼容性和安全性，具體可參考表5。表5終端編碼示例部分定義示例/說明字節數必要性@@+V1.0.1+abcdef12345Y-GD-H605+8637030318+WXYGNB950+2018-03-288生產日期;88字段分隔符“+”1T/GDIOT003-20248.4運行參數運行參數應包括闕值定義、日常運行數據(變化數據)、終端維護日志等物聯感知終端閾值應按照不同的應用場景進行定義，建立規范的閾值標準體系。日常運行數據宜包括終端類型、終端位置、應用場景、工作時段、終端狀態、監測值、傳輸時間、軟件版本、電池電量等不同字段。終端維護日志宜包括日志時間、日志事件、維護人員、維護內容、維護結果等內容。8.5終端安裝調試物聯感知終端安裝調試前應按場景建立相關的工程實施規范，確保安裝牢固安全、美觀。物聯感知終端安裝調試時，應在服務平臺進行二次編碼。二次編碼內容包括：位置信息、終端編碼、傳輸方式、版本號、集成商、投入使用時間、安裝人員項目名稱等信息。8.6終端運維保障物聯感知終端的運維保障包括日常維護、定期維護和突發性維護。日常維護是指通過心跳包、自檢指令、設備日志等方式對終端的電池電量、工作狀態、傳輸質量等進行監控管理。定期維護是指定期對終端進行的巡檢、預修、檢測、清潔、電池更換等工作，包括終端的軟件升級以適應新的安全威脅和功能需求(包括但不限于OTA等方式)。突發性維護是指終端發生非正常拆除、掉線、故障時進行的應急響應處置。物聯感知終端的運維保障應建立準確、完備的終端維護日志，并具備統計查詢、遠程管理等功能。9物聯網絡設計要求針對城域窄帶物聯網的特點，設計時應滿足以下要求：a)以窄帶物聯網作為城域窄帶物聯網網絡的主要承載網絡，應重點實現廣度覆蓋及局部深度覆蓋，確保滿足感知終端泛在接入和終端移動性等功能需求；b)無線網絡應根據應用影響選擇可行的無線通信技術，技術體制應具有延續性和擴展性，應優先選擇標準技術，可綜合業務帶寬需求、終端分布密度、頻率資源、設備功耗及設備經濟性等因素選擇相應通信技術；c)無線網絡規劃設計應明確承載業務類型、規模、目標覆蓋區、容量及性能指標；d)需求預測應參考不同場景和類型的感知回傳需求，根據業務類型、時延要求、終端數量、并發數量等數據，進行業務的分類、預測、統計；e)無線網絡設計應滿足智能感知體系的網絡安全性、可靠性、實時性和承載能力的要求；f)為保證覆蓋目標，在規劃階段，考慮無線網基站的數量冗余應適當預留，預留系數建議為g)業務容量需求應適度預留未來物聯感知業務的發展，冗余系數可設置為20%~30%；h)無線網絡覆蓋系統應綜合考慮室內外、地上地下等綜合覆蓋，應滿足使用的各通信技術頻段要求和指標要求，并保證各通信網絡間互不干擾，具體指標需滿足相應通信網絡工程設計規范；i)網絡設計中應根據覆蓋要求，結合依據基站的高度、感知終端的位置、網絡的類型及性能需求進行覆蓋仿真和業務評估，確定基站選址、設計；T/GDIOT003-2024j)私有網絡回傳可根據場景特點、基礎網絡部署情況就近接入邊緣計算節點，或通過公網無線回傳至相應平臺；k)應根據覆蓋應與城市市政設施充分融合要求，合理選擇無線基站安裝位置、安裝高度等，避免過度覆蓋和電磁干擾。9.1網絡空間規劃原則城域窄帶物聯網基站網關規劃應符合城市國土空間規劃，在規劃期內滿足物聯網網絡業務發展需求，合理布局網絡站址，實現城域窄帶物聯網應用場景全覆蓋。城域窄帶物聯網基站作為城市公共基礎設施，應納入城市建設統一管理，應按《廣東省建筑物移動通信基礎設施技術規范》的要求為基站建設預留所需資源，其站址建設應與水、電、氣等市政配套設施相關規劃相協調，統一規劃，統一建設，統一竣工驗收。城域窄帶物聯網基站網關布局規劃應從網絡的廣度與深度進行統籌規劃。在網絡廣度方面，網絡部署應與城市建設相匹配；在網絡深度方面，基站布局規劃應考慮城市環境對無線信號的阻擋，充分利用室外物聯網基站，滿足區域連續有效深度覆蓋需求。9.2網絡設施站點建設原則站址選擇主要是為基站選擇一個最佳安裝位置，在選址時，既要考慮覆蓋要求，也要考慮與其他如基站、電臺等的干擾。選擇的站址應滿足下列原則的要求：a)站址拓撲結構盡量符合規劃半徑站間距要求，避免重疊覆蓋或覆蓋空洞；b)實際站址與規劃站址的距離不應超過小區半徑的四分之一，在高業務終端密度區，該距離應該更小；c)站點分布對應于業務終端分布。業務終端安裝密度依照城市人口建筑區域分布情況一般分為密集市區分布、一般市區分布、重點發展區和郊區分布，根據無線鏈路預算，基站覆蓋半徑一般選定為400-500米、500-700米、700-1300米，網關覆蓋半徑一般選定為200-400米；d)基站天線掛高超出周圍建筑平均高度。為降低信號在傳播路徑上的傳輸損耗，基站掛高一般要求比周圍建筑物平均高度高。根據站址所在區域分類和相應的覆蓋要求，基站掛高超出周圍建筑物高度的建議值如表6所示：表6基站天線掛高>10e)避免基站附近有高大建筑阻擋情況；f)基站附近有高大建筑物阻擋，會造成信號反射，對其他站點產生比較大的干擾，較高的站點還會造成反方向的孤島效應，而主覆蓋區域由于阻擋導致信號較弱；g)避免周邊存在470-510MHz大功率干擾設備的位置；h)470-510MHz大功率干擾設備周邊底噪較高，且頻率相近的微波設備會產生互調干擾，造成業務質量差的問題；T/GDIOT003-2024i)為了避免水面反射造成的越區覆蓋及樹林中密集的樹葉造成的多徑衰落，站點建設應盡量遠離湖泊、河流、樹林等場景，或將站點基站設置為背對湖泊、河流、樹林等場景；j)結合地形、建筑分布、站高、終端分布情況，合理選擇定向天線、全向天線、以及天線的增益和半功率角，做好覆蓋控制。9.3網絡配套設施設計要求9.3.1節能要求城域窄帶物聯網網絡工程設計應滿