1、1智慧农业数据交换和通信协议河南省地方标准编制说明一、工作简况1. 任务来源河南省技术监督局于 2017 年 8 月 11 日发布河南省质量技术监督局关于下达 2017 年第三批河南省地方标准制修订计划的通知 （豫质监标发2017263 号，计划编号 20173210661） ，将智慧农业数据交换和通信协议列入河南省地方标准编制计划，明确由郑州市物联网产业技术创新研究院有限公司落实计划，做好标准项目的调研、试验验证和论证等工作，在标准起草中加强与有关方面的协调、广泛听取和征求意见，保证标准质量和水平，按期完成省地方标准制修订任务。2. 编制单位、协作单位编制单位：郑州市物联网产业技术创新研究院
2、有限公司。协作单位：中国电子科技集团第二十七研究所郑州航空工业管理学院电子通信工程学院2中电科信息产业有限公司汉威电子股份有限公司河南腾跃科技有限公司3. 主要起草人姓名 性别 职务/职称 工作单位 任务分工张 涛 男 高级工 程师 郑州市物联网产业技术创新研 究院有限公司 组长沈 严 男 研究员 中国电子科技集团第二十七研 究所 撰稿李合林 男 工程师 郑州市物联网产业技术创新研 究院有限公司 撰稿赵连生 男 工程师 郑州市物联网产业技术创新研 究院有限公司 撰稿靳梦瑶 女 工程师 郑州市物联网产业技术创新研 究院有限公司 撰稿华红艳 女 教授 郑州航空工业管理学院电子通 信工程学院 撰稿李
3、义民 男 高级工 程师 中电科信息产业有限公司 撰稿张志广 男 总经理 河南汉威粮安科技有限公司 撰稿高 克 男 总经理 河南腾跃科技有限公司 撰稿4. 标准编制原则标准制定遵循以下基本原则：31) 与现行国家标准和行业标准相衔接。2) 与国家行政法规相配套。3) 与国家和本省确定的部门管理职责相一致。4) 既考虑原标准的合理性，又具有一定的前瞻性。5) 以应用为导向原则。二、制定标准的必要性和意义1. 目前现状随着物联网技术的快速推进，物联网在各个行业的应用得到了广泛的发展，与其相关的设备制造行业迅速崛起。由于没有统一的标准，数据交换变得异常困难。2. 存在问题当不同厂商生产的设备应用到同一
4、个项目时，集成商需要分别针对这些设备做二次开发，技术人员投入大量的精力花费在各种协议的理解上，同时还要设计对应的转发机制，不仅造成人力物力浪费，也极大的增加了设备之间通讯的错误概率和整体设备的不稳定性。3. 实施的意义智慧农业数据交换和通信协议的推广应用，便于各个厂商在制定设备通信协议时有据可依，在应用到具体4的项目时，集成商可省去数据交换部分的二次开发，大大节省开发时间，有效提高系统稳定性。本标准旨在实现各农业物联网设备与应用服务之间的标准化通信，建立统一化、精准化、智能化种植的模式，提高农业物联网中间件的开发效率，从而提升农业服务能力，促进农业物联网应用于民，服务于民。三、主要起草过程1.
5、 成立标准编制小组自智慧农业数据交换和通信协议地方标准立项申请被批准后，郑州市物联网产业技术创新研究院有限公司成立了专门的标准编制小组，由总经理张涛担任编制小组组长，明确了指导思想，制定了工作原则，确定了编制小组的成员如下：沈严、李合林、赵连生、靳梦瑶、华红艳、李义民、张志广、高克，并部署了各成员的工作分工。2. 走访调研标准起草小组对物联网行业进行了市场调研，走访了厦门大洋通信有限公司、武汉新绿原科技发展有限公司、武汉新普惠科技有限公司、北京昆仑海岸传感技术有限公司等产品制造商和郑州智渔科技有限公司、深圳米林客智5能科技有限公司等从事水产物联网、智能温室、智能家居的集成商。在调研过程中发现，
6、每个产品制造商都有各自独立的传感器采集设备和网关传输设备，数据传输采用多种通信方式，对集成商来说就意味着产品选择的局限性，也增加了更换产品需要二次开发的时间成本和研发成本。各厂商普遍认为目前传感器和网关协议种类众多，在系统集成时有诸多不便，希望设计统一的通信协议标准，并愿意按照新的通信协议标准生产产品。3. 现场考察小组组织相关人员先后走访了河南省水产研究院、郑州蔬菜研究所、君源有机农场、航空港农业公园、恒大集团、碧桂园等物联网示范基地，重点考察了设备接口的数据类型和数据特性，对于不同设备的数据需求进行了充分的讨论，明确了智慧农业数据交换和通信协议的内容和适用范围。4. 资料收集收集相关国家标
7、准：GB/T 30246.7-2013 J 家庭网络第 7 部分：控制网络通信协议GB/T 17629-199 电子数据交换的国际商用交换协议样6本GB/T 6107-198 使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口GB/T 7408-199 数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法GB/T 14915-199 电子数据交换术语GB/T 17539-199 电子数据交换标准化应用指南标准编制组首先对收集的资料进行分析汇总，充分理解相关行业国家标准的要求，深入分析，整理为标准编制提供技术支撑。5. 标准编写编制小组对行业专家咨询、求教，组织相关人员进行多次座谈，结合各
8、单位多年的研制实践，对编制的标准进行充分的分析，结合对生产厂商、行业应用集成商等调研的情况进行反复推演，确定该标准的内容。标准初稿形成后，广泛征求相关行业协会、生产企业、项目应用产品集成商、相关科研专家等宝贵意见，并根据反馈意见反复论证推演，逐步形成标准的草稿。四、 标准内容说明1. 数据类型7智慧农业数据交换和通信协议中数据类型对于数字只有无符号类型，包括无符号 1 字节整型（BYTE） 、无符号 2 字节整型（WORD）和无符号 4 字节整型（DWORD） 。在实际使用过程中经常碰到需要表示负数的情况，对应具体的定义，根据数据字段的最高位来判断，如果为 1 则表示负数，在协议中，温度值为
9、2 字节整型，如环境温度 0XFFFB 表示-5 度。2. 发送顺序根据 C 语言默认编程规则，在本标准中，对于多字节的整型来说，发送顺序为先发送低字节，再发送高字节。3. 数据包构成说明数据包由 4 个字段组成，分别是开始标志、校验和、数据、结束标志。每包数据为固定长度，这样可以方便检查一个数据包的完整性和有效性，减少开始标志、结束标志或校验和和发送数据相同时带来的数据包的混乱。4. 应答标志在数据通信中，根据应答标志判断是否回送应答数据包。对于一般的控制命令而言，可以检测设备的端口状态。对于不能反馈设备接口状态的设备，可以在协议包中明8确对方必须应答。对于重要的配置指令而言，有专门的应答指
10、令以确保数据通信的容错处理。五、重大意见分歧的处理依据和结果在编制标准的过程中，共征求了相关行业协会、生产厂商、项目集成商、科研所、应用基地等反馈意见共 28 条，采纳 20 条，未采纳 8 条。本标准制定过程无重大分歧意见。六、作为推荐性或强制性标准的建议及其理由建议智慧农业数据交换和通信协议作为推荐性标准发布。理由如下：1. 提供统一的接入标准，实现不同厂商设备间的数据交换。2. 提高开发效率，降低系统成本。3. 为大数据提供统一的数据格式。七、贯彻标准的措施建议9为确保标准能够更好地发挥行业生产的指导作用，统一物联网设备数据交换在不需要二次开发的情况下顺利进行，大幅缩短项目的开发周期，有效提高项目的稳定性、可靠性，建议管理部门采取以下措施：组织行业生产厂商一起学习智慧农业数据交换和通信协议地方标准，做好宣传培训工作，使得全省内的相关单位理解该标准的具体含义和重要性。组织多个厂商和集成商，建立 2-3 个实验基地，涵盖水产养殖、蔬菜大棚、智能家居等，加强示范推广，提高产品在农业生产中的作用，提高生产效益。对地方标准执行的情况进行跟踪调查，及时发现问题，完善标准内容，提高标准的合理性、实用性。10
