DB4201/T 603-2019 智慧农业 农业物联网传感器数据接口规范

ICS65.020.01

B07

DB4201

武汉市地方标准

DB4201/T603—2019

智慧农业农业物联网传感器数据接口规范

2019-12-15发布2020-01-15实施

武汉市市场监督管理局发布

DB4201/T603—2019

前言

本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。

本标准由武汉市农业科学院农业机械化研究所提出

本标准由武汉市农业科学院归口。

本标准起草单位：武汉市农业科学院农业机械化研究所。

本标准主要起草人：高星星、王琢、张俊峰、王锐、肖进、张唐娟、陈鸿、万勇、罗友谊、罗欣、

张尉、郭振宁。

本标准首次发布。

I

DB4201/T603—2019

智慧农业农业物联网传感器数据接口规范

1范围

本标准规定了农业物联网系统中传感器及其节点参数编码及数据交互规则。

本标准适用于武汉市行政区域内农业物联网系统的传感器设计、生产、测试、系统集成与应用开

发。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本

文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T30269.2-2013信息技术传感器网络第2部分：术语

GB∕T30269.501-2014信息技术传感器网络第501部分：标识：传感节点标识符编制规则..

GB/T30269.702-2016信息技术第702部分：传感器接口：数据接口

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

传感器

依照一定的规则，对物理世界中的客观现象、物理属性进行监测，并将监测结果转化为可进一步

处理的信号的设备。

注1：信号可以为电子的、化学的或者其他形式的传感器响应。

注2：信号可以表示为1维、2维、3维或更高维度的数据。

3.2

传感器节点/结点

在传感器网络中，能够进行采集，并具有数据处理、组网和控制管理的功能单元。

3.3

传感器网络节点/结点

传感器网络中各种功能单元的统称，包括传感器节点、传感器网络网关等设备。

3.4

传感器接口

将传感器连接到传感器节点内其他功能模块所涉及的一套软件、硬件及协议规范，包括机械、电

气和软件集成的内容。

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3.5

传感器数据接口

传感器与传感器节点内其他功能模块之间的软件接口，包括数据格式和交互协议两个方面。

3.6

标识

用于传感器网络节点标志的识别，并对其对象属性进行辨别的过程。

3.7

标识符

用于描述传感器网络节点身份以及属性的一系列数字、字母、符合或者他们的任何组合形式。

3.8

通道组

传感器节点中共用同一个ADC的通道称为一个通道组。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

ADC：模拟数字转换器（AnalogDigitalConverter）

CN：通道号（ChannelNumber）

CRC：循环冗余校验（CyclicRedundancyCheck）

DT：数据类型（DataType）

EC：错误代码（ErrorCode）

TLV：类型长度值（Type-Length-Value）

5总则

5.1规范内容范围

本规范规定了农业领域内传感器或传感器节点在接入农业物联网系统过程中所涉及的数据描述文

件及数据交互规则，主要解决农业领域内传感器网络对传感器节点和数字通信型传感器的识别、访问

和配置，为智慧农业系统跨平台访问和数据共享提供基础支撑。本规范不对传感器或传感器节点的物

理承载实体，数据交互使用的信号接口、通信接口等内容进行规范。

5.2数据类型约定

本部分所涉及的数据类型均以“大端”字节序(高字节在前、低字节在后)进行处理，其中结构体

类型采用1字节对齐。

6传感器编码

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6.1传感器编码

包括类型编码、身份标识符编码、被测物理量编码、校准信息编码等。传感器参数编码表述格式

见附录A。

6.2传感器类型编码

传感器类型按照输出信号分为模拟型传感器和数字型传感器，类型编码结构如表1所示，其中模拟

型传感器类型编码值为0x01，数字型传感器类型编码值为0x02，其他取值为非法值。

表1传感器类型编码结构表

类型代码参数名称数据类型八位位组数

0x01：模拟型传感器

0x81uint81

0x02：数字型传感器

6.3身份标识符编码

身份标识符编码为32个八位位组，由版本号编码、生产厂商编码、类型码、序列号按照先后顺序

依次构成，身份标识符编码结构见表2。

表2身份标识符编码结构表

代码参数名数据类型八位位组数备注

0x84身份标识符Uint8数组32无

0x85版本号Uint81从“00000001”开始编码

0x86生产厂商Uint8数组9传感器生产厂商的组织机构代码

0x87类型码Uint8数组6生产厂商为每个传感器产品类型分配

0x88序列号Uint8数组16生产厂商为每个传感器产品类型分配

6.4被测物理量编码

被测物理量编码包含单位编码、量程编码、特性参数编码。

6.4.1单位编码

单位编码结构如表3所示，其中涉及的被测参量及其单位的编码见附录B。

表3单位编码结构表

代码参数名数据类型八位位组数

0x8C领域Uint81

0x8D物理量Uint81

0x8E单位Uint81

6.4.2量程编码

测量物理量以上限值和下限值的形式表示传感器量程，编码结构如表4所示。当量程无法用范围表

示时候，设定其上下限值均为0。

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表4量程编码结构表

代码参数名数据类型八位位组数

0x90上限值Float324

0x91下限值Float324

6.4.3特性参数编码

特性参数编码结构如表5所示，默认值为0。

表5扩展技术指标参数编码结构表

代码参数名数据类型八位位组数备注

0xB5输出信号最高频率Float324非必选

0xB6灵敏度Float324非必选

0xB7线性度Float324非必选

0xB8迟滞Float324非必选

0xB9分辨力（率）Float324非必选

0xBA重复性Float324非必选

0xBB零位温度系数Float324非必选

0xBC灵敏度温度系数Float324非必选

6.5校准信息编码

6.5.1校准日期编码

说明最近校准的日期。以2000年1月1日为起点，以整数形式描述至校准日期的天数。编码结构见

表6。

表6校准日期编码结构表

代码参数名数据类型八位位组数

0xBE校准日期Uint324

6.5.2校准周期编码

说明校准的周期，单位为天，默认为90天，其编码结构如表7所示。

表7校准周期编码结构表

代码参数名数据类型八位位组数

0xBF校准周期Uint162

6.5.3校准参考温度编码

传感器标定校准的环境温度。以摄氏温度(℃)为单位。编码结构如表8所示。

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表8校准周期编码结构表

代码参数名数据类型八位位组数

0xC1校准参考温度Int162

6.5.4校准参考湿度编码

传感器标定校准的环境相对湿度，其编码结构如表9所示。

表9校准参考湿度编码结构表

代码参数名数据类型八位位组数

0xC2校准参考湿度Int162

7传感器节点编码格式

本章给出了智慧农业领域内传感节点参数描述，主要参数类型包括:结点总体参数、通道组参数、

通道参数等，传感节点数据接口参数框架如图1所示。通道参数的类型分为:电压型、电流型、电阻型、

频率型、脉冲型、开关型、数字通信型。传感节点参数编码表述格式见附录A中图A.3。

图1传感器节点数据接口参数框架

7.1总体参数

用于从整体上描述传感结点的基本特性或固有属性参数，其编码结构如表10所示。

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表10总体结点参数

代码参数名数据类型八位位组数说明

0x31节点版本号Uint162该结点数据接口描述采用的版本号

0x32身份标识符结构体15该结点的身份标识信息，见GB/T30269.501-2014

描述结点应用信息，包括:描述符类型、供电方式、外壳防

0x33结点描述符结构体7

护等级、防爆型式、无线频段等内容，见GB/T30269.501-2014

0x34通道数Uint81该结点包含的通道总数，最大不超过16

0x35通道组数Uint81该结点包含的通道组总数，最大不超过4

7.2通道组参数

传感器节点的通道组参数不能超过4组，其编码结构如表11所示。

表11通道组参数

代码参数名数据类型八位位组数说明

0x41通道组号Uint81该通道组的本地编号

0x42ADC位数Uint81该通道组使用的ADC的位数

0x43组成员个数Uint81该通道组包含的通道总数

该通道组包含的通道，列表元素依次为该通道组包含的通

0x44成员通道号列表Uint8数组N道号，按通道号升序排列，通道数目与“组成员个数”一

致

0x45干扰频率Float324ADC共振干扰频率点

0x46最大采样频率Float324ADC最大采样速率

7.3通道参数

7.3.1通道类型

依据信号接口类型，传感结点通道分为7个类型，通道类型编码如表12所示。

表12通道类型编码表

代码参数名枚举值八位位组数

0x52电压型0x011

0x53电流型0x021

0x54电阻型0x031

0x55频率型0x041

0x56脉冲型0x051

0x57开关型0x061

0x58数字通信型0x071

7.3.2电压型通道参数

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电压型通道参数如表13所示。

表13电压型通道参数表

代码参数名数据类型八位位组数说明

0x59通道号Uint81该通道的本地编号

0x5A所属通道组号Uint81该通道所属的通道组号

0x5B最坏情况的不确定度Float324该通道采集的数据在最坏情况下的不确定度

0x5C增益Float324该通道对采集信号的放大倍数

0x5D滤波方式Uint81采用的滤波方式，其枚举值编码如表E.1所示

0x5E高通截止频率Float324滤波采用的高通截止频率，非必选

0x5F低通截止频率Float324滤波采用的低通截止频率，非必选

0x60通道自检时间Float324该通道的自检时间，非必选

7.3.3电流型通道参数

电流型通道参数如表14所示。

表14电流型通道参数表

代码参数名数据类型八位位组数说明

0x59通道号Uint81该通道的本地编号

0x5A所属通道组号Uint81该通道所属的通道组号

0x5B最坏情况的不确定度Float324该通道采集的数据在最坏情况下的不确定度

0x5C增益Float324该通道对采集信号的放大倍数

0x5D滤波方式Uint81采用的滤波方式，其枚举值编码如表E.1所示

0x5E高通截止频率Float324滤波采用的高通截止频率，非必选

0x5F低通截止频率Float324滤波采用的低通截止频率，非必选

0x60通道自检时间Float324该通道的自检时间，非必选

7.3.4电阻型通道参数

电阻型通道参数如表15所示。

表15电阻型通道参数

代码参数名数据类型八位位组数说明

0x59通道号Uint81该通道的本地编号

0x5A所属通道组号Uint81该通道所属的通道组号

0x5B最坏情况的不确定度Float324该通道采集的数据在最坏情况下的不确定度

0x5C增益Float324该通道对采集信号的放大倍数

0x5D滤波方式Uint81采用的滤波方式，其枚举值编码如表E.1所示

0x5E高通截止频率Float324滤波采用的高通截止频率，非必选

0x5F低通截止频率Float324滤波采用的低通截止频率，非必选

0x60通道自检时间Float324该通道的自检时间，非必选

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7.3.5频率型通道参数

频率型通道参数如表16所示。

表16频率型通道参数

代码参数名数据类型八位位组数说明

0x59通道号Uint81该通道的本地编号

0x5A所属通道组号Uint81该通道所属的通道组号，非必选

0x60通道自检时间Float324该通道的自检时间，非必选

7.3.6脉冲型通道参数

脉冲型通道参数如表17所示。

表17脉冲型通道参数

代码参数名数据类型八位位组数说明

0x59通道号Uint81该通道的本地编号

0x60通道自检时间Float324