T/SPIA 007-2023 多功能智能杆系统通信接口技术与数据规范

ICS91.160.20

Q84

SPIA

团体标准

T/SPIA007—2023

多功能智能杆系统通信接口技术与数据规范

Communicationinterfacetechnologyanddataspecificationof

multifunctionalintelligentpolesystem

2023-12-08发布2023-12-10实施

深圳市智慧杆产业促进会发布

目  次

前言..................................................................................II

引言.................................................................................III

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语、定义及缩略语..................................................................1

4系统组成............................................................................3

4.1多功能智能杆系统架构............................................................3

4.2通信接口说明....................................................................3

5接口安全要求........................................................................4

6A接口...............................................................................4

6.1视频监控设备....................................................................4

6.2环境监测设备....................................................................4

6.3智慧照明设备....................................................................4

7B接口...............................................................................5

7.1接口原理........................................................................5

7.2设备接入通信流程................................................................5

7.3适配协议........................................................................5

8C接口...............................................................................8

8.1版本规范........................................................................8

8.2命名规范........................................................................9

8.3返回数据........................................................................9

8.4安全性功能......................................................................9

附录A(规范性)B接口通信协议通信报文及数据结构定义...................................10

附录B(资料性)多功能智能杆挂载设备信号字典表.........................................30

I

T/SPIA007—2023

前  言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

请注意，本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由深圳市智慧杆产业促进会提出并归口。

本文件起草单位:深圳市信息基础设施投资发展有限公司、华为技术有限公司、深圳市洲明科技股

份有限公司、深圳市海能通信股份有限公司、东来智慧交通科技(深圳)有限公司、深圳市城市交通规划

设计研究中心有限公司、深圳市麦斯杰网络技术有限公司、鼎铉商用密码测评技术（深圳）有限公司、

深圳市名家汇科技股份有限公司、深圳市奇迹智慧网络有限公司、深圳市三旺通信股份有限公司、杭州

海康威视数字技术股份有限公司、深圳市英可瑞科技股份有限公司、深圳市同洲电子股份有限公司、深

圳安邦科技有限公司、深圳友讯达科技股份有限公司、泰华智慧产业集团股份有限公司、深圳市捷讯云

联科技有限公司。

本文件起草人：陈晓宁、蔡志敏、马龙彪、朱华、李静涛、王海龙、张雪林、曹小兵、张婷、张林、

姚卓宏、张廷琦、李超赵守利、周益辉、胡之斐、万永泉、陈斌、谭金泉、彭林艳、杨兵、杨敬力、

王忠亚、傅东升、谭金尔、李小叶、彭冠勇、杜乐、李腾飞、莫冰、吴林。

II

引  言

多功能智能杆（又称智慧杆、智能杆）是集智慧照明、视频采集、移动通信、交通管理、环境监测、

气象监测、无线电监测、应急求助、信息交互等诸多功能于一体的复合型公共基础设施，是构建新型智

慧城市全面感知网络的重要载体。利用多功能智能杆的一体化设计，加载不同的信息化设备及配件，实

现信息设备之间的互联互通，可有效利用资源，减少重复投资。

多功能智能杆作为智慧城市的重要支撑节点，将多功能智能杆建设成为可被广泛应用的信息基础设

施已成为产业共识，能更好实现城市公共设施集约和共享，实现城市服务与城市管理的智慧化，是智慧

城市的重要组成部分。这将极大促进智慧城市的发展，提升城市运行效率。

随着多功能智能杆建设的蓬勃发展，相关的产品标准是不可缺少的。目前国内外针对多功能智能杆

系统通信接口还没有技术上的详细规范，本文件针对这一行业现状提出《多功能智能杆系统通信接口技

术与数据规范》，为多功能智能杆各个子系统设备提供通信和数据的规范及指导。

III

T/SPIA007—2023

多功能智能杆系统通信接口技术与数据规范

1范围

本文件规定了多功能智能杆系统在感知层接口、平台层接口、应用层接口的通信与协议要求。

本文件适用于新建多功能智能杆系统通信接口的设计、运行管理与维护。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T2900.96—2015电工术语计算机网络技术

GB/T19582.3—2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范第3部分：Modbus协议在TCP/IP

上的实现指南

GB/T28181—2016公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求

GB/T33474—2016物联网参考体系结构

GB/T34428.4—2017高速公路监控设施通信规程第4部分:气象检测器

GB/T34923.6—2017路灯控制管理系统第6部分：通信协议技术规范

GB/T40994—2021智慧城市—智慧多功能杆—服务功能与运行管理规范

DL/T698.44—2016电能信息采集与管理系统第4-4部分：通信协议-微功率无线通信协议

GM/T0024—2014SSLVPN技术规范

GM/T0025—2014SSLVPN网关产品规范

HJ212—2017污染物在线监控（监测）系统数据传输标准

SL651—2014水文监测数据通信规约

DB4403/T30—2019多功能智能杆系统设计与工程建设规范

T/CSA051—2019智能道路照明终端控制器接口要求

Q/GDW11612低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范

3术语、定义及缩略语

3.1术语和定义

GB/T2900.96—2015、DB4403/T30—2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

感知层sensinglayer

二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等终端识

别物体、采集信息，通过传感网络获取场境相关信息。

3.1.2

基础设施层basiclayer

为用户提供其所需的计算和存储等资源，通过虚拟化等技术奖资源池化实现资源的按需分配和快速

部署。

1

T/SPIA007—2023

3.1.3

平台层platformlayer

运行于基础设施层之上以软件为核心，为应用服务提供开发、运行和管控环境即中间件功能的层次。

解决IT资源的虚拟化和自动化管理问题，基于基础设施层的资源管理能力提供一个高可用、可伸缩及易

于管理的云中间件平台。平台层位于基础设施层与应用层之间，利用基础设施层的能力面向上层应用提

供通用服务。

3.1.4

应用层applicationlayer

通过云计算平台进行信息处理。应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实

现对物理层的控制、管理和决策。

3.1.5

多功能智能杆系统multi-functionsmartpolesystem

多功能智能杆系统由杆子系统、供电和防雷子系统、通信子系统、多功能智能杆管理平台等组成。

[来源：DB4403/T30—2019,3.1.2]

3.1.6

管理平台smartpoleplatform

对多功能智能杆的相关配置和设备进行管理、控制、运行监测、数据运维的软件管理系统。可采集、

存储多功能智能杆挂载设备感知数据，监测杆和挂载设备的状态、告警、故障信息等。

[来源：DB4403/T30—2019,3.1.19]

3.1.7

通信协议communicationprotocol

规范双方实体之间通信或者服务的规则和约定。

3.1.8

网关gateway

连接使用不同的网络体系结构和协议的两个计算机网络的功能单元。

注1：计算机网络可以是局域网络、广域网络，或其它类型的网络。

注2：网关的例子有LAN网关、邮件网关。

[来源：GB/T2900.96—2015,732—17]

3.1.9

通信接口communicationinterface

系统不同功能单元之间信号传输通道的边界，包括功能、物理连接类型、信号交换方式等特性。

3.1.10

A接口Ainterface

网关与多功能智能杆挂载设备的接口，支持MODBUS、OPC、BACNET、MQTT、HTTP、ONVIF、TCP、CoAP

等协议。

B接口Binterface

平台层与网关、直连挂载设备、以及第三方中间件平台的接口，支持TCP/IP协议、MQTT协议、HTTPS

协议等协议。

2

T/SPIA007—2023

C接口Cinterface

平台层与应用层、以及第三方应用系统的接口，支持HTTPS/HTTP等协议。

3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

HTTP:超文本传输协议（HyperTextTransferProtocol）

IP：互联网协议（InternetProtocol）

JSON：JS对象简谱，一种轻量级数据交换格式（JavaScriptObjectNotation）

TCP：传输控制协议（TransmissionControlProtocol）

OPC：工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制

4系统组成

4.1多功能智能杆系统架构

多功能智能杆系统总体架构是由应用层、平台层和感知层组成。多功能智能杆系统架构示意图见图

1。

图1多功能智能杆系统架构示意图

4.2通信接口说明

通信接口确定了软件系统间相互传递、接收数据所需要的通信协议及接口设计需要满足的要求，硬

件接口遵循设备的行业技术规范要求。

3

T/SPIA007—2023

5接口安全要求

多功能智能杆管理平台（以下简称平台）连接杆体上照明控制设备、气象监测设备、环境监测设备

等多种挂载设备，具备完整的物联网系统特性，平台与设备的长连接通信（B接口）应使用业界物联网

广泛支持的MQTT协议，平台、网关、直连设备，以及相互之间的数据通讯，应满足法律法规的要求。

平台可通过实现涉及SM2/SM3/SM4或其他符合国家密码管理局要求的密码套件，提升平台的安全兼

容性及整体安全能力。网关或直连设备加载密码套件的，应做好对网关和直连设备的保护防止泄密。

6A接口

6.1接口原理

网关与近场设备连接，包括IP方式、有线方式（如串口、并口等）、近场无线方式（如Zigbee、蓝

牙等），进行数据交换，再通过网关与平台层进行数据交换。

对于无线直连设备，直接与平台层进行数据交换，例如NB-IoT设备等。

具备独立管理平台设备，通过其管理平台转发与平台层进行数据交换。

6.2视频监控设备

视频监控通信协议应满足ONVIF2.0标准协议中标准规定要求。

6.3公共安全视频监控

公共安全行业应用的视频监控设备通信协议应满足GB/T28181规定要求。

6.4环境监测设备

6.4.1水位监测传感器

水务行业应用传感器设备通信协议应满足SL651水文监测数据通信规约中规定要求。

6.4.2环境监测传感器

环境行业应用传感器设备通信协议应满足GB/T19582.3、HJ212要求。

6.4.3气象监测传感器

气象环境应用传感器设备的通信协议应满足GB/T34428.4要求。

6.5智慧照明设备

6.5.1有线智慧照明灯控设备

有线智慧照明灯控设备通信协议应满足GB/T34923.6要求。

4

T/SPIA007—2023

6.5.2NB-lot无线通讯智慧照明灯控设备

NB类智能道路照明灯控设备通信协议应满足T/CSA051的要求。

6.6其它类设备

其他类设备应首先满足该类设备行业标准的要求，若无相应行业标准，则应满足网关相应接口通讯

协议的要求。

7B接口

7.1接口原理

平台是多功能智能杆系统的服务子系统，提供海量多功能智能杆终端设备的接入及管理，B接口作

为多功能智能杆终端设备（以下简称设备）与平台数据交换的传输途径，MQTT作为应用层通信协议保

障数据交换的实时性、可靠性，TLS作为传输层安全机制，抵御设备数据被截取窃听的风险，HTTPS

为设备提供安全链路上的非结构化数据服务（音频/视频/图片/文本/软件包等）。

B接口适用于设备与平台的连接通信，由于网关的汇聚特性，更多是网关设备与平台的通信及数据

交换。如图2所示，其中设备和网关可采用适配接入协议接入智能杆平台。

图2设备接入示意图

7.2设备接入通信流程

按照GB/T33474的要求，设备接入平台的整个流程分为以下四个阶段：

a)连接建立阶段:网关或设备与平台建立连接；

b)设备注册阶段:网关或设备向平台发起注册请求，并得到回复，平台显示网关或设备在线；

c)消息交互阶段:网关或设备与平台之间进行信息交互，比如平台下发命令、网关或设备上报数

据以及两者之间发送连接保持消息；

d)连接断开阶段:网关或设备向平台发送注销请求，平台不再保持相关设备的状态。

7.3适配协议

7.3.1接口约束

智能设备与平台接口规定了网关与平台信息交互的通信方式、数据类型、数据格式、编码方式和通

信协议的要求。接口约束详细参考表1接口约束。

5

T/SPIA007—2023

表1接口约束

通信方式传输数据类型传输数据格式编码方式通信协议

MQTT字符串指令集JSONUTF-8B接口通信协议

文本、图片、视频、

HTTPS音频、软件更新包通信协议约定通信协议约定协商约定

等非结构化数据

图3通信方式

7.3.2网关接入通信协议

网关接入多功能智能杆管理平台的通信协议采用物联网行业主流MQTT协议为载体，通过信令数据的

交互及业务数据的交互，使能多功能智能杆管理平台业务诉求。

基本流程

B接口通信协议是平台与设备的通信协议，具有双向通信的功能。设备可以向平台上报数据，平台

可以将指令下发给设备，实现对设备的远程控制。

a)平台通过特定的Topic向设备发布消息；

b)网关（GW）通过特定的Topic向平台服务平台(CS)发布消息；

c)双方发布消息应采用QOSlevel1（QOS1）。消息处理方应根据消息中的时间戳和序列号来判

断消息是否过期或重复。对于过期和重复的消息，处理方应将消息丢弃；

d)鉴于MQTT的订阅发布消息的特殊性，对于需要应答的消息，消息处理方需向信息发布Topic

发布应答；

e)对于重要的消息，如告警，服务平台(CS)收到告警后需进行应答，如果网关收不到应答，应重

新发送告警消息，重试次数达到3次后放弃重试。

6

T/SPIA007—2023

认证流程

图4认证流程

a)网关连接消息队列，网关将设备登录鉴权信息（如用户名、密码、网关Id等）信息打包为认

证报文，发送给相关的认证TopicA；

b)服务平台(CS)对用户名和密码进行验证，验证成功后，通过TopicA_reply发送认证成功。否

则拒绝网关的认证，并断开网关与平台的通信连接；

c)网关认证成功后，订阅其他的Topic。

平台向网关下发消息的流程

图5平台向网关下发消息的流程

a)平台向TooicA发送消息，包括时间戳，消息序列号，消息类型等字段；

b)网关获取该消息后进行去重和超时判断，通过判断后，向TopicA_reply发送回应消息。消息

中包括时间戳，消息序列号，消息类型等字段；

c)平台从TopicA_reply获取回应，进行消息匹配，完成自身处理过程。

7

T/SPIA007—2023

网关向平台上报消息的流程

图6网关向平台上报消息的流程

a)网关通过TopicA上报消息；

b)平台从TopicA获取消息后，进行处理如需要回应，则通过TopicA_REPLY将回应发送给相应网

关，回应消息中包括时间戳，消息序列号，消息类型等字段。

通信报文及数据类型

详见附录A.1B接口通信协议通信报文及数据结构定义。

7.3.3HTTPS协议

在平台侧搭建HTTP服务器作为非结构化数据交互的媒介，网关作为客户端向HTTP服务器发出请

求，交互非结构化数据。请求方法如表2所示。

表2请求方法

方法描述

GET客户端请求指定资源信息，服务器返回指定资源

HEAD只请求响应报文中的HTTP首部

POST将客户端的数据提交到服务器

PUT用从客户端向服务器传送的数据取代指定文档内容

DELETE请求服务器删除Request-URI所表示的资源

MOVE请求服务器将指定的页面移至另一个网络地址

8C接口

8.1版本规范

为便于后期接口维护和升级，C接口需提供验证接口版本的方法，辅助接口管理，实现接口多版本

的可维护性。

a)版本号表达形式为v{N}，N为版本号，整数为大功能版本，如v1、v2、v3等，小数为补充或

改进功能版本，如v1.1、v2.3等等；

b)WebService接口需在访问路径中加入版本号，规范格式为：/xx/v1/xx。SDK需提供getVision

获取版本号；

8

T/SPIA007—2023

c)可采用增量发布多版本并存方式发布接口，对于特点API或服务，生产环境中最多保留3个最

详细版本。

8.2命名规范

接口命名需要良好的可读性，要求使用驼峰命名法，按照实现接口的业务类型、业务场景及功能特

性等命名。

命名示例：/v1/device/getEquStutas。

8.3返回数据

接口返回数据的格式应该统一，返回数据应有具体的业务执行状态，包括但不限于状态码、返回状

态信息、具体数据。下图为RESTful接口的json示例:

{

"status":"00000",

"msg":"success",

"data":{

//具体数据

}

}

8.4安全性功能

8.4.1C接口作为管理使用者，为上层应用或第三方软件平台提供授信注册的接口，获取多功能智能杆

管理平台提供的APPKEY和APPSECRET；

8.4.2使用C接口的应用或服务利用APPKEY与APPSECRET，按照多功能智能杆管理平台的通信协议与加

密算法，换取通信可用的TOKEN；

8.4.3应用或服务使用C接口时需获得多功能智能杆管理平台颁发的TOKEN；

8.4.4C接口的调用及访问次数均受多功能智能杆管理平台管控。

9

T/SPIA007—2023

附录A

（规范性）

B接口通信协议通信报文及数据结构定义

A.1B接口通信协议通信报文及数据结构定义

A.1.1报文原则

平台(CS)与网关(GW)之间的接口基于MQTT技术，消息协议采用JSON或Protobuf序列化协议的结构化

数据格式。

A.1.2基本报文格式定义

表A.1基本报文格式定义

类型一级节点定义

type命令类型（参见A.3.4）

seq序列号

请求报文timeStamp时间戳（长整型）报文发送的时间

version版本

info报文内容

type命令类型（参见A.3.4）

seq序列号

响应报文timeStamp时间戳（整型）报文回应的时间

code响应号（整型）

info报文内容

响应报文中的seq应与请求报文中的seq相同。

响应报文中通过code来标识响应状态。在code为0时则响应正常

请求消息例子如下：

{“id”:”XXXXX”，

“type”:”XXXXX”,

“seq”:”123345”,

“timeStamp”:2233442222，

“version”:”1.1”，

info:{...}

}

回应消息的例子如下：

{“id”:”XXXXX”,

“type”:”XXXXX”,

“seq”:”123345”,

“timeStamp”:2233443333,

“errorCode”:0

}

A.1.3基本数据类型定义

10

T/SPIA007—2023

a)告警消息：网关(GW)上报的所有告警信息。告警消息包括告警和告警消除两类，消除指告警状

态已经解除；

b)通知消息：网关(GW)通知平台，或平台通知网关的消息，该消息一般不需要应用层的回应；

c)消息序列号：网关或平台发送的消息需要有一个唯一标识；

d)网关Id：网关的全网唯一Id；

e)挂载设备Id：即监控对象的编码，该编码在一个网关内唯一；

f)监控量Id：同类型设备唯一；

g)时间戳：表示从1970年1月1日00:00:00起的总毫秒数；

h)枚举定义

表A.2枚举定义

属性名称属性描述枚举类型类型定义

EnumState信号值的状态NOALARM＝0正常数据

INVALId＝1无效数据

EnumLevel告警等级CRITICAL＝1一级告警

MAJOR＝2二级告警

MINOR＝3三级告警

HINT＝4四级告警

EnumFlag告警标志BEGIN开始

CLEAR告警消除

i)数据结构定义

表A.3数据结构定义

结构名称结构描述属性名称数据类型类型定义必填

TMete监控量的值的结deviceId字符串设备IdY

构meteId字符串监控量标识Y

value字符串实时测量值。Y

stateEnumState状态Y

time时间格式采集测量时Y

间，格式

YYYY-MM-DD<S

PACE

键>hh:mm:ss

（采用24小时

的时间制式）

TMeteSet设置可控量的值meteId字符串监控量标识Y

value浮点/字符控制的目标值

串/或

JSON

数据

（根据

量的类

型填

11

T/SPIA007—2023

结构名称结构描述属性名称数据类型类型定义必填

写）

TAlarmAttr监控量的门限值meteId量Id设备监控量标Y

的结构识

rangeMax浮点/字符告警范围的上

串限

MAX表示正无

穷

-MAX表示负无

穷

前开后闭

rangeMin浮点/字符告警范围

串的下限

MAX表示正无

穷

-MAX表示负无

穷

前开后闭

alarmLev整型（1到告警等级Y

el4）

alarmId量Id告警量IdY

TStorageRule信号数据存储规deviceId设备id设备IdY

则的结构meteId量Id设备监控量标Y

识

absolute浮点绝对阀值

Val

relative浮点百分比阀值

Val

storageI整型存储时间间隔

nter（单位：分钟）

val

storageR时间存储参考时

efTi间，格式

meYYYY-MM-DD<S

PACE

键>hh:mm:ss

（采用24小时

的时间制式）

TMeteAttr信号数据存储规meteId量Id设备监控量标Y

则的结构识