DB32T-農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范編制說明

I《江蘇省農業(yè)物聯網基礎設施接入標準》編制說明一、目的意義隨著5G、物聯網和大數據等信息化技術的不斷發(fā)展，江蘇省高度重視并不斷推進農業(yè)農村信息化工作，越來越多的農業(yè)物聯網基礎設施及應用系統應運而生。目前江蘇省農業(yè)物聯網基礎設施建設已初具規(guī)模，形成了集農業(yè)物聯網基礎設施的設計、研發(fā)和應用為一體的農業(yè)物聯網體系，建成了各類農業(yè)物聯網應用平臺和比較穩(wěn)定的農業(yè)物聯網接入系統。江蘇省農業(yè)物聯網基礎設施建設在網絡接入和集成方面已經具備了一定的技術基礎環(huán)境。省內各地區(qū)農業(yè)相關部門、單位和IT企業(yè)等建立了大量的農業(yè)物聯網應用系統和農業(yè)物聯網管理平臺，在農業(yè)物聯網基礎設施的集中接入方面也具備了一定的基礎。2019年以來，江蘇省互聯網農業(yè)發(fā)展中心主導建設“江蘇省農業(yè)物聯網管理服務平臺”，并在全省范圍內持續(xù)推廣應用。在數據對接過程中，積極探索不同類型農業(yè)物聯網設備對接方式，研究物聯網數據匯聚有效途徑，逐步形成農業(yè)物聯網基礎設施接入標準規(guī)范雛形，實現了全省農業(yè)物聯網應用主體的設備動態(tài)管理和服務。目前平臺已累計接入主體4800多家，設備2萬多組，匯聚數據超過6億條。但是，由于缺乏統一的接入標準指導，不同農業(yè)物聯網基礎設施的接入、集成、數據匯聚存在困難，大量重復的低質量建設也造成了資源的嚴重浪費，這使我省農業(yè)物聯網規(guī)?；ㄔO在未來5G、大數據等新基建的發(fā)展進程中受到嚴重阻礙。因此，亟需制定一套農業(yè)物聯網基礎設施接入標準規(guī)范，用于規(guī)范農業(yè)物聯網基礎設施的接入集成、數據匯聚和控制應用方法，有效解決農業(yè)物聯網基礎設施的統一接入、統一采集、高效集成等問題。同時，農業(yè)物聯網基礎設施接入標準的制定也是加強農業(yè)部門管理工作的迫切需求。針對以上問題，為規(guī)范農業(yè)物聯網基礎設施接入管理，制定農業(yè)物聯網基礎設施接入標準規(guī)范，是符合物聯網標準化研究的發(fā)展趨勢，具有重要的社會價值和經濟效益。二、任務來源本標準是2022年由江蘇省農業(yè)農村廳提出，經江蘇省市場監(jiān)督管理局批準立項，江蘇省農業(yè)農村廳歸口管理的農業(yè)地方標準制定任務。項目下達文件：《省市場監(jiān)管局關于下達2022年度江蘇省地方標準項目計劃的通知》；文件號：蘇市監(jiān)標[2022]192號；項目名稱：農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范；項目性質：江蘇省地方標準制定；項目計劃要求的起止時間：2022年6月-2024年6月。三、編制過程1.預研究階段2019年，江蘇省互聯網農業(yè)發(fā)展中心依托農業(yè)農村大數據平臺（蘇農云）啟動江蘇省農業(yè)物聯網管理平臺建設工作，旨在整合集成全省13個設區(qū)市89個涉農區(qū)縣各類農業(yè)物聯網設備和數據，促進農業(yè)物聯網數據的有效管理、共享和利用。在江蘇省農業(yè)物聯網管理平臺建設過程中，迫切需要農業(yè)物聯網基礎設施的接入技術標準。江蘇省互聯網農業(yè)發(fā)展中心與北京市農林科學院信息技術研究中心、農芯（南京）智慧農業(yè)研究院有限公司、北京市農林科學院智能裝備技術研究中心、北京中農信達信息技術有限公司系統梳理并分析了江蘇省各區(qū)縣農業(yè)物聯網設備類型、數據格式及屬性特性，調研分析了已有國內外相關的物聯網標準，認為現有的標準難以滿足對所有全省多源異構的農業(yè)物聯網基礎設施進行科學和高效的接入需求。在充分研究的基礎上，2021年江蘇省互聯網農業(yè)發(fā)展中心牽頭向江蘇省農業(yè)農村廳進行了匯報，由江蘇省互聯網農業(yè)發(fā)展中心、北京市農林科學院信息技術研究中心、農芯（南京）智慧農業(yè)研究院有限公司、北京市農林科學院智能裝備技術研究中心、北京中農信達信息技術有限公司組成標準規(guī)范編制工作組，向江蘇省市場監(jiān)督管理局會提出了有關地方標準的立項申請，并獲批成為2022年立項標準。制標團隊隨即編制標準規(guī)范實施方案推進有關工作。2.起草階段（1）主要起草單位和起草人本標準由農芯（南京）智慧農業(yè)研究院有限公司、江蘇省互聯網農業(yè)發(fā)展中心、北京市農林科學院信息技術研究中心、北京市農林科學院智能裝備技術研究中心、北京中農信達信息技術有限公司等單位起草。起草人包括吳昊、魏祥帥、尚芬芬、姜舒文、陳天恩、徐茂、盧憲祺、吳文彪、陳棟、張馳、陳可、陳雯、毛學偉、閆秋吉、趙旭、高亮亮、趙開軍、南婷等。（2）本階段調查研究過程及關鍵問題研究情況2022年7月，標準編制工作組收集整理了國內外相關標準規(guī)范及文獻資料，研究了現有相關標準規(guī)范的適用范圍及其接入技術要求和方法，確定了農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范的基本框架。2022年12月底，制標團隊在江蘇省農業(yè)物聯網管理平臺各類設備調研梳理及推廣應用過程中，形成《農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范（初稿）》”，并進行了第一輪的意見征詢。2023年1月-8月，制標團隊根據江蘇省農業(yè)物聯網管理平臺應用情況，以及第一輪反饋意見，進一步對標準規(guī)范初稿進行了修改完善，形成《農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范（修改稿）》。2023年9月，制標團隊在北京召開內部專家咨詢會。邀請評審專家及國家標準《農業(yè)物聯網應用服務》編制組對《農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范（修改稿）》進行了評審。制標團隊根據評審專家組意見，經與國家標準《農業(yè)物聯網應用服務》制標團隊的多次研討商量，將農業(yè)物聯網應用服務中的安全要求與《農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范》中的接入安全進行了銜接和協調。2023年10月-11月，在江蘇省農業(yè)物聯網管理平臺各區(qū)縣農業(yè)物聯網基礎設施、應用主體、數據資源整合集成的基礎上，制標團隊進一步分析農業(yè)物聯網接入技術標準在平臺的應用情況及存在的問題，進一步梳理接入范圍、接入方式、通用技術、數據格式等等。2023年12月，制標團隊根據評審專家和國家標準《農業(yè)物聯網應用服務》制標團隊意見，以及編制中的接入技術在江蘇省農業(yè)物聯網管理平臺應用中存在的問題，進一步修改完善并細化技術要求規(guī)范，形成《農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范（內部征求意見稿）》。3.征求意見階段2024年3月，從省內各級農業(yè)農村主管部門、科研院所、物聯網企業(yè)等物聯網應用主體類型分類角度出發(fā)，從平級和基層單位選擇征求意見單位，發(fā)送“征求意見稿”的單位數32個，收到“征求意見稿”后回函的單位數16個，收到“征求意見稿”后回函并有建議或意見的單位數15個。征集到意見42條，匯總意見后形成了《標準征求意見稿意見匯總處理表》。2024年4月，根據征求到的意見對標準進行修改，其中同意采納37條，占88%；未采納5條，占12%，形成了標準送審稿，提交了管理部門等待召開標準審查會議。4.審查階段2024年10月28日，江蘇省市場監(jiān)督管理局標準化管理處在南京市南湖路97號2號樓六樓會議室組織召開了地方標準《農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范（送審稿）》專家審查會。會上，7名專家一致同意本標準通過審查，同時提出了52條完善性修改意見，建議按照審查意見修改后報批。5.提交報送階段審查會后，制標團隊針對會議提出的52條修改意見逐條認真分析、處理。52條意見全部采納并修改完善后，形成《農業(yè)物聯網基礎設施接入技術規(guī)范(報批稿)》及編制說明，按照省市場監(jiān)管局標準化管理處要求提交報批材料，完成標準報送程序。四、主要內容技術指標確立標準范圍本標準規(guī)范了江蘇省農業(yè)物聯網基礎設施監(jiān)測數據的接入范圍、接入流程、技術要求、標識規(guī)范和安全要求。本標準適用于江蘇省農業(yè)物聯網基礎設施與各類農業(yè)物聯網平臺、應用系統對接接入和集成。標準主要內容1）接入范圍定義了農業(yè)物聯網基礎設施含義，指各類農業(yè)物聯網傳感器、設備和工程建設等物質工程設施，其中不包含農機和無人機。依據農業(yè)農村部《國家數字農業(yè)創(chuàng)新應用基地建設技術指南（第二版）》，規(guī)范了江蘇省農業(yè)物聯網基礎設施接入范圍、來源和來源主體，其中接入來源包括種植業(yè)、漁業(yè)、設施農業(yè)和畜牧業(yè)四個農業(yè)生產領域的小型田間氣象觀測站、土壤墑情儀、土壤養(yǎng)分檢測、蟲情測報儀、水質參數監(jiān)測設備、體溫監(jiān)測設備、高清攝像頭等農業(yè)物聯網基礎工程設施。江蘇省農業(yè)物聯網接入來源主體應包括：農業(yè)生產經營主體、農業(yè)信息技術企業(yè)及物聯網設備廠商、社會化服務組織、高校及科研院所，其中接入來源規(guī)范如下：種植業(yè)：主要分為大田糧食作物、蔬菜、果品、茶葉和其他相似種植環(huán)境、生長過程、農技農藝要求的農產品品類，其接入來源應包括但不限于：—— 多光譜采集終端、高光譜采集終端、熱紅外儀；—— 小型田間氣象觀測站；—— 土壤墑情儀、土壤養(yǎng)分檢測、土壤理化指標監(jiān)測設備、積溫積光儀等；—— 孢子捕捉儀、蟲情測報儀等；—— 高清攝像頭；—— 農產品質量安全檢測設備；—— 智能灌溉設備、植保設備；—— 種植業(yè)中農資、農產品、溯源等應用的智能化設備。畜牧業(yè)：主要分為生豬、蛋（肉）禽類、奶（肉）牛類、羊等類別，其接入來源應包括但不限于：—— 環(huán)境監(jiān)測傳感器、小型氣象監(jiān)測站等；—— 個體電子識別設備、個數盤點設備、體重體尺自動監(jiān)測設備、生產運行狀態(tài)監(jiān)測設備等；—— 智能飼喂機、料塔稱重設備、數字化水表等；—— 體溫監(jiān)測設備、生物安全防控設備等；—— 性能測定設備、體型測定設備、發(fā)情檢測設備、公母鑒別設備等；—— 音視頻監(jiān)控設備；—— 畜牧業(yè)中農資、溯源等應用的智能化設備。漁業(yè)：主要分為池塘養(yǎng)殖、陸基工廠循環(huán)水養(yǎng)殖、海水網箱養(yǎng)殖、魚菜共生等類別，其接入來源應包括但不限于：—— 小型氣象觀測站、水質參數監(jiān)測設備、尾水監(jiān)測站等；—— 精準投餌、智能捕撈、尾水處理等設備；—— 水下移動巡檢、遠程診斷等設備；—— 魚群計數裝備、智能投飼裝備；—— 高清攝像頭、水面無死角攝像、水下高清晰視頻成像設備；—— 漁業(yè)中農資、農產品、溯源等應用的智能化設備。設施農業(yè)：主要分為葉菜類、茄果品類、花卉品類、食用菌品類等類別，其接入來源應包括但不限于：—— 室外氣象站、環(huán)境監(jiān)測傳感器、莖流及葉面溫度傳感器、濕度生理檢測傳感器等；—— 土壤或栽培基質墑情儀、養(yǎng)分檢測、土壤理化指標監(jiān)測設備、積溫積光儀；—— 高光譜采集終端、熱紅外儀；—— 加溫/降溫設備、遮陽設備、加濕設備、補光設備、通風設備、二氧化碳補充等數字化設備；—— 智能化播種育苗設備；—— 水肥一體化設備、智能灌溉設備；—— 植保設備；—— 高清攝像頭；—— 設施農業(yè)中農資、農產品、溯源等應用的智能化設備。2）接入流程通過分析農業(yè)物聯網基礎設施數據集成和匯聚方式，面向基礎設施提供方和接收方整合出4個接入流程階段，包括注冊認證階段、接入調試階段、接收存儲階段、監(jiān)測運維階段，并分別對4個接入流程階段步驟進行描述。圖1-農業(yè)物聯網基礎設施接入流程圖3）技術要求從接入方式、接口要求、套接字要求、訂閱發(fā)布要求、數據格式、空間屬性、訪問控制技術要求、管理方式和要求幾個方面對農業(yè)物聯網基礎設施的接入提出具體通用技術要求規(guī)范，主要技術要求如下：1、技術方式接口方式：用于各類農業(yè)物聯網基礎設施感知設備通過HTTP/HTTPS、WebService等通用應用層傳輸協議接入到各級物聯網平臺和應用系統。接口數據接入方式采用HTTP/HTTPS和WebService。HTTP/HTTPS接口：農業(yè)物聯網基礎設施接入江蘇省農業(yè)農村大數據平臺（“蘇農云”）應使用該接入方式。WebService接口：在平臺級規(guī)?；r業(yè)物聯網基礎設施集成場景下，應使用該接入方式。消息方式：用于各類農業(yè)物聯網基礎設施感知設備通過MQTT、JMS等通用發(fā)布/訂閱消息傳遞協議接入到各級物聯網平臺和應用系統。其中：發(fā)布者：應為各類農業(yè)物聯網基礎設施感知設備；訂閱者：各級物聯網平臺及應用系統。在低帶寬和不穩(wěn)定的網絡環(huán)境場景下，應使用該接入方式。套接字方式：套接字接入方式用于各類農業(yè)物聯網基礎設施感知設備通過socket傳遞協議接入到設備自有應用軟件或平臺。其中傳遞數據包采用MODBUS格式，在對農業(yè)物聯網設備具有控制需求的場景下，應使用該接入方式。其他方式：LoRaWAN、NB-IoT等網絡協議對農業(yè)物聯網基礎設施進行接入。2、接口要求編碼：采用API接口技術的數據接入方式，數據交互接口統一采用“UTF-8”格式編碼，采用的HTTP/HTTPS接口方式接入數據的各個數據接收方應提供標準REST風格數據接口以供數據接入使用。請求：其中使用HTTP/HTTPS接口方式對農業(yè)物聯網監(jiān)測數據進行接入，數據接收方的接收地址格式應滿足以下要求。訪問地址格式示例為：http://<IP地址>（或域名）:<端口>/ExampleSystem/catalogbase參數形式示例：·

parameter1=value1;parameter2=value2;·

requestBody={‘key1’:’value1’,’key2’:’value2’}接口具體要求明細如下：序號接口屬性屬性說明1請求地址http://.../api/newData2接口描述通用統一接收，只接收單表單行數據，接口會執(zhí)行增加，修改，刪除數據操作3請求方式Post4參數JSON格式5Content-Type:application/json6字段說明表的含義、字段含義、字段類型7返回格式{“success”:false,“message”:”XXX”}8更新周期實時9更新策略增量10授權方式1、分配apikey、apisecurity或token2、數字簽名sign4）參數標識規(guī)范從元數據描述角度出發(fā)，規(guī)定了農業(yè)物聯網基礎設施接入參數的標識要求，包括參數標識符、參數名稱、參數英文標識、參數度量單位，具體規(guī)范如下：1、接入參數標識符中文名稱：農業(yè)物聯網接入參數標識符定義：農業(yè)物聯網接入參數的唯一標識英文名稱：AccessparameteridentifierofAgriculturalIOT數據類型：由采用的農業(yè)農村標識標準確定值域：由采用的農業(yè)農村標識標準確定名稱縮寫：in-agriIoT-para-Id約束/條件：M最大出現次數：12、接入參數名稱中文名稱：農業(yè)物聯網接入參數名稱定義：農業(yè)物聯網接入參數的中文名稱英文名稱：AccessparametertitleofAgriculturalIOT數據類型：字符串值域：不限長文本名稱縮寫：in-agriIoT-para-Title約束/條件：M最大出現次數：13、接入參數英文標識中文名稱：農業(yè)物聯網接入參數英文標識定義：農業(yè)物聯網接入參數的英文名稱英文名稱：AccessparameterEnglishidentifierofAgriculturalIOT數據類型：字符串值域：不限長文本名稱縮寫：in-agriIoT-para-EngTitle約束/條件：M最大出現次數：14、接入參數度量單位中文名稱：農業(yè)物聯網接入參數度量單位定義：農業(yè)物聯網接入參數的度量單位英文名稱：AccessparameterdimofAgriculturalIOT數據類型：字符串值域：不限長文本名稱縮寫：in-agriIoT-para-dim約束/條件：M最大出現次數：15、有效性標識中文名稱：農業(yè)物聯網接入參數有效性定義：農業(yè)物聯網接入參數的有效性英文名稱：Accessparameteravailability數據類型：整型值域：1名稱縮寫：in-agriIoT-para-availability約束/條件：M最大出現次數：15）安全機制規(guī)定了農業(yè)物聯網基礎設施接入的安全機制和要求，包括基本的安全要求、訪問控制和安全管理機制，具體規(guī)范如下：1、認證技術要求農業(yè)物聯網基礎設施采用認證方式進行接入應滿足以下技術要求：密碼認證：應提供接入主體用戶名和密碼，接收方驗證密碼的正確性。雙因素認證：建議提供第二種身份驗證，如硬件令牌等。其中密碼長度不少于8位，包含大小寫字母、數字和特殊字符。2、授權技術要求農業(yè)物聯網基礎設施接收方應采用以下授權技術，以保障農業(yè)物聯網基礎設施接入安全性。訪問控制列表（ACL）：接收方為每個物聯網基礎設施定義允許或拒絕訪問的用戶列表。RBAC（Role-BasedAccessControl）：接收方基于角色為來源主體分配權限和權限管理。ABAC（Attribute-BasedAccessControl）：接收方基于來源主體屬性控制訪問權限。3、令牌技術農業(yè)物聯網基礎設施接收方應采用臨時令牌技術，用于農業(yè)物聯網基礎設施數據傳輸的認證，具體技術要求如下：使用安全的隨機數生成算法確保令牌的隨機性。采用數字簽名或哈希算法對令牌進行保護，防止篡改。在令牌中加入時間戳或一次性使用標記，防止惡意重復使用令牌。使用加密算法對令牌進行加密，優(yōu)先采用國密算法。令牌設置有效期應不大于24小時，確保令牌過期后失效。來源主體的訪問權限信息應包含在令牌中，確保來源主體只能訪問其被授權的農業(yè)物聯網基礎設施