2023電力物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)導(dǎo)則

I目次TOC\o"1-4"\h\z\u前言 II1范圍 32規(guī)范性引用文件 33術(shù)語和定義 34縮略語 45總體要求 55.1功能定位 55.2連接關(guān)系 55.3基本功能 66技術(shù)要求 66.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 66.2智能終端 66.3匯聚節(jié)點 66.4采集終端 66.5本地通信 67安全要求 6

電力物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)導(dǎo)則范圍本文件規(guī)定了電力物聯(lián)網(wǎng)感知層功能定位、連接關(guān)系等總體要求，以及感知層設(shè)備和本地通信的技術(shù)要求、安全要求。本文件適用于指導(dǎo)電力物聯(lián)網(wǎng)感知層的規(guī)劃、設(shè)計與建設(shè)。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。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/Z19582.1基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范第1部分:Modbus應(yīng)用協(xié)議GB/T22239—2019網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求GB/T33474—2016物聯(lián)網(wǎng)參考體系結(jié)構(gòu)GB/T33745—2017物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語GB/T35697—2017架空線路在線監(jiān)測裝置通用技術(shù)規(guī)范GB/T36951—2018信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端應(yīng)用安全技術(shù)要求GB/T37024—2018信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)關(guān)安全技術(shù)要求GB/T37093—2018信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知層接入通信網(wǎng)的安全要求GB/T37686—2019物聯(lián)網(wǎng)感知對象信息融合模型GB/T40287—2021電力物聯(lián)網(wǎng)信息通信總體架構(gòu)GB/T41780.1—2022物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算第1部分:通用要求DL/T634.5101遠動設(shè)備及系統(tǒng)第5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)DL/T634.5104遠動設(shè)備及系統(tǒng)第5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議集的IC608705-101網(wǎng)絡(luò)訪問DL/T698.45電能信息采集與管理系統(tǒng)第4-5部分:通信協(xié)議—面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)交換協(xié)議DL/T860電力自動化通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)DL/T2459—2021電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)與功能《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定》國家發(fā)展改革委第14號令術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1感知對象XE"感知對象"\t"3.3.1"\bsensingobjectXE"sensingobject"\t"3.3.1"\b通過感知設(shè)備采集信息的物理實體。[來源：GB/T37686—2019，3.1]3.2感知設(shè)備XE"感知設(shè)備"\t"3.3.2"\bsensingdeviceXE"sensingdevice"\t"3.3.2"\b能夠獲取感知對象信息的設(shè)備。[來源：GB/T33745—2017，2.1.9]3.3采集終端XE"采集終端"\t"3.3.6"\bacquisitionterminalXE"acquisitionterminal"\t"3.3.6"\b部署在感知對象本體內(nèi)部或附近，對設(shè)備的狀態(tài)量、電氣量和環(huán)境量等進行采集、量測的終端裝置，根據(jù)需要可具有數(shù)據(jù)處理和通信功能。[來源：DL/T2459—2021，3.3]3.4智能終端XE"智能終端"\t"3.3.7"\bintelligentterminalXE"intelligentterminal"\t"3.3.7"\b在終端設(shè)備或二次設(shè)備本體中集成傳感器，具備狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信能力的設(shè)備。[來源：DL/T2459—2021，3.4]3.5匯聚節(jié)點XE"匯聚節(jié)點"\t"3.3.8"\bsinknodeXE"aggregationnode"\t"3.3.8"\b在感知層中用于多源感知數(shù)據(jù)匯集和轉(zhuǎn)發(fā)的通信設(shè)備。注：參考DL/T2459—2021中6.4匯聚節(jié)點的描述。3.6邊緣計算XE"邊緣計算"\t"3.3.9"\bedgecomputingXE"edgecomputing"\t"3.3.9"\b將數(shù)據(jù)處理、存儲等放在物聯(lián)網(wǎng)邊緣側(cè)的計算架構(gòu)。[來源：GB/T41780.1—2022，3.1]3.7云邊協(xié)同XE"云邊協(xié)同"\t"3.5.7"\bcloudedgecollaborationXE"cloudedgecollaboration"\t"3.5.7"\b實現(xiàn)邊緣計算與云計算間協(xié)同的協(xié)議或機制，包括資源協(xié)同（計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等）、數(shù)據(jù)協(xié)同、智能協(xié)同、應(yīng)用協(xié)同、服務(wù)協(xié)同、安全協(xié)同等多種協(xié)同。注：參考《邊緣計算與云計算協(xié)同白皮書2.0》1.2邊云協(xié)同概念的描述。3.8物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)XE"物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)"\t"3.3.10"\bIoTgatewayXE"IoTgateway"\t"3.3.10"\b支持感知層與其他系統(tǒng)互聯(lián)，并實現(xiàn)感知層本地管理的設(shè)備。具備網(wǎng)絡(luò)接入、協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址映射、數(shù)據(jù)交換、安全防護、設(shè)備管理等功能，且功能可配置。[來源：GB/T40287—2021，3.15，有修改]3.9本地通信XE"本地通信"\t"3.3.11"\blocalcommunicationXE"localcommunication"\t"3.3.11"\b用于采集終端、智能終端、匯聚節(jié)點、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等感知層設(shè)備數(shù)據(jù)交互的局域通信方式，主要有以太網(wǎng)、RS-485、電力線載波等有線方式和微功率無線、無線局域網(wǎng)、無線網(wǎng)橋等無線方式。注：參考DL/T2459—2021中6.5本地通信接入的描述。3.10物聯(lián)網(wǎng)模型XE"本地通信"\t"3.3.11"\bmodelofIoTXE"localcommunication"\t"3.3.11"\b從屬性、服務(wù)和事件三方面，對感知對象的特征信息、服務(wù)能力進行描述的數(shù)據(jù)模型。[來源：GB/T40287—2021，3.16]縮略語下列縮略語適用于本文件：GPS：全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）HPLC：高速電力線通信（High-speedPowerLineCommunication）IRIG-B：靶場間儀器組B（Inter-RangeInstrumentationGroupB）LoRa：遠距離無線電（LongRangeRadio）MAC：媒體訪問控制（MediaAccessControl）NTP：網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議（NetworkTimeProtocol）PLC：電力線通信（PowerLineCommunication）WiFi：無線局域網(wǎng)（WirelessFidelity）總體要求5.1功能定位感知層位于電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的最底層，部署在靠近感知設(shè)備或信息源頭，主要實現(xiàn)感知對象的狀態(tài)采集、信息傳輸與物聯(lián)接入，并通過網(wǎng)絡(luò)層與平臺層通信。由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、智能終端、匯聚節(jié)點、采集終端等設(shè)備組成，如圖1所示。圖1電力物聯(lián)網(wǎng)感知層定位及設(shè)備間連接關(guān)系5.2連接關(guān)系感知層由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)或智能終端通過網(wǎng)絡(luò)層與平臺層交互。根據(jù)應(yīng)用場景，感知層的終端設(shè)備間可采用①②③三種連接關(guān)系，如圖1所示。連接關(guān)系①，由采集終端、智能終端、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等類型終端構(gòu)成。連接關(guān)系②，由采集終端、匯聚節(jié)點、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等類型終端構(gòu)成。連接關(guān)系③，由智能終端和采集終端構(gòu)成。5.3基本功能感知層基本功能要求（但不限于）如下：應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集功能，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)“發(fā)、輸、變、配、用”環(huán)節(jié)中環(huán)境量，狀態(tài)量，電氣量等采集。宜具備數(shù)據(jù)匯集與傳輸功能，將采集的數(shù)據(jù)進行匯聚、解析并經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層上傳，以及接收平臺層下發(fā)指令，參數(shù)配置等。宜具備數(shù)據(jù)處理功能，將采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、壓縮、比對、智能判別等處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮、異常診斷、智能決策、數(shù)字建模等功能。宜支持統(tǒng)一授時功能，支持包括北斗、GPS授時，支持網(wǎng)絡(luò)、NTP、IRIG-B等方式對時，及通過平臺層的對時。技術(shù)要求6.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)匯集與上送，除遵循DL/T2459—2012中6.6的規(guī)定外，還遵循如下要求：應(yīng)采用要求的物聯(lián)規(guī)約向平臺層發(fā)起連接，進行注冊，并配合平臺層實現(xiàn)接入安全認證。應(yīng)支持平臺層管理感知層設(shè)備，包括：設(shè)備注冊、設(shè)備升級、消息通知、遠程系統(tǒng)配置、設(shè)備控制、設(shè)備監(jiān)視、設(shè)備狀態(tài)評估等。應(yīng)具備多業(yè)務(wù)處理能力及業(yè)務(wù)優(yōu)先級管理。宜具備對接入智能終端、采集終端等設(shè)備的管理，包括設(shè)備接入配置、健康狀態(tài)監(jiān)視、版本管理、程序升級、安全策略更新等。宜具備邊緣計算能力，支持與平臺層實現(xiàn)云邊協(xié)同，接收并執(zhí)行平臺層下發(fā)的控制命令和計算任務(wù)。宜支持采用物聯(lián)網(wǎng)模型描述感知對象的靜態(tài)信息、動態(tài)信息、拓撲關(guān)系、消息和服務(wù)等。6.2智能終端智能終端應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集、處理和分析能力，具體要求如下：應(yīng)采用要求的物聯(lián)規(guī)約向平臺層發(fā)起連接，進行注冊，并配合平臺層實現(xiàn)接入安全認證。應(yīng)支持與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)或平臺層的數(shù)據(jù)交互，并接受物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)或平臺層對智能終端的管理。宜支持采用物聯(lián)網(wǎng)模型描述感知對象的靜態(tài)信息、動態(tài)信息、拓撲關(guān)系、消息和服務(wù)等。宜具備邊緣計算功能，支持業(yè)務(wù)功能的配置、組合與虛擬化應(yīng)用，并能夠與平臺層實現(xiàn)云邊協(xié)同。6.3匯聚節(jié)點匯聚節(jié)點應(yīng)具備數(shù)據(jù)匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)能力，具體要求如下：應(yīng)支持采用本地通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)透傳功能及遠程參數(shù)配置功能。應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景通信覆蓋需求、業(yè)務(wù)要求、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模確定本地通信網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)。宜采用模塊化設(shè)計，并支持根據(jù)現(xiàn)場要求配置軟硬件模塊。宜支持電力常用通信規(guī)約，包括并不限于DL/T860、DL/T634.5101、DL/T634.5104、Modbus、DL/T698—2017等。6.4采集終端采集終端應(yīng)具備基本的數(shù)據(jù)采集、處理和通信能力，具體要求如下：應(yīng)支持不同場景的業(yè)務(wù)需求配置方式。對實時監(jiān)測類業(yè)務(wù)，采集終端宜靠近感知對象安裝。應(yīng)具備通信鏈路狀態(tài)監(jiān)視能力。在通信異常時宜保存?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)，待恢復(fù)后繼續(xù)傳輸。應(yīng)支持終端設(shè)備參數(shù)遠程配置和軟件遠程升級能力，設(shè)備自檢及自檢結(jié)果上傳能力。宜選用集成化設(shè)計的終端設(shè)備，通過集成標(biāo)準(zhǔn)通信模組等方式實現(xiàn)采集終端一體化。宜選用低功耗或微功耗電子部件，選用電池和其他取能聯(lián)合供電方式，并具備電源管理功能。在失去電源時應(yīng)能保存重要數(shù)據(jù)和配置參數(shù)。6.5本地通信本地通信應(yīng)支持感知層設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互，可采用組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。具體要求如下：可采用樹狀結(jié)構(gòu)組網(wǎng)①，采集終端、匯聚節(jié)點和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)或智能終端通過指定信道的上行鏈路和下行鏈路進行連接?？刹捎面湢罱Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)②，網(wǎng)絡(luò)中部分匯聚節(jié)點作為中繼節(jié)點，將距離物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)或智能終端較遠的匯聚節(jié)點或采集終端連接起來，完成多跳通信傳輸。本地通信網(wǎng)絡(luò)宜支持電力常用通信方式，包括但不限于以太網(wǎng)、RS485、HPLC/PLC、WiFi、藍牙、LoRa、微功率無線等方式。圖2本地通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)安全要求感知層安全要求宜遵循GB/T36951—2018、GB/T37024—2018和GB/T22239—2019相關(guān)規(guī)定，并根據(jù)物理安全、設(shè)備本體安全、接入安全、通信安全及數(shù)據(jù)安全的總體安全防護要求遵循以下內(nèi)容：應(yīng)遵循《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定》