GB/35255一2017 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由科学技术部提出并归口本标准起草单位:北京半导体照明科技促进中心(半导体照明联合创新国家重点实验室),常州市武进区半导体照明应用技术研究院、飞利浦照明()投资有限公司、广东德豪润达电气股份有限公司、厦门华联电子股份有限公司、上海三思电子工程有限公司、深圳市洲明科技股份有限公司、常州市城市照明管理处,常州国邦新泰电子科技有限公司、杭州鸿雁电器有限公司、三安光电股份有限公司、中智城信息科技(苏州)有限公司、东莞勤上光电股份有限公司、上海飞乐音响股份有限公司、欧司朗()照明有限公司、杭州华普永明光电股份有限公司、广州科学院软件应用技术研究所本标准主要起草人:阮军、徐圆圆、郭成、黄峰、张帆、刘锁龙、王冬雷、谢卫、王鹰华、李江海、高伟、曹酸松、王晓东,蔡伟智,杨方勤、王春林,童敏、张俊斌、黄建明,余方
GB/35255一2017 LED公共照明智能系统接口应用层通信协议范围本标准规定了LED公共照明智能系统中现场广域网网关与中央管理系统之间进行传输的应用层通信协议,包括现场广域网网关与中央管理系统之间的通信流程及通信报文格式本标准适用于LED公共道路照明智能系统,其他lED公共照明智能系统可参照本标准规定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/T2887计算机场地通用规范 GB/T20270信息安全技术网络基础安全技术要求术语 GB/T25069信息安全技术术语和定义 GB/T2887,GB/T20270,GB/T25069界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 终端控制器controller 安装在灯具或灯杆上的控制设备,其对环境进行感知,对单灯进行控制,包括单灯控制器和传感器 3.2 终端控制器IDcontrolerID 灯具IDluminiareI 终端控制器(包括控制器和传感器)的唯一标识符 3.3 集中控制器coneentratedcontroler 网关gateway 安装在照明配电柜内,具有自动控制照明线路的停电或供电、采集照明线路运行数据,向终端控制器转发中央管理系统下发给终端控制器的控制信息,向中央管理系统上报终端控制器的运行数据,提供中央管理系统和终端控制器进行数据交换、转换等功能的控制设备 3.4 concentratedcontrollerID 集中控制器ID 网关IDGatewayID 现场广域网集中控制器的唯一标识符 3.5 中央管理系统 centralmanagementsystem 对智能照明系统中相关设备进行管理、控制,并对照明系统的数据进行分析的集中管理系统
GB/T35255一2017 注:中央管理系统可以是本地的服务器和工作站等设备和软件系统构成,也可以由云端的虚拟服务器和软件系统等构成 3.6 命令 command 在照明控制协议中,请求数据或者控制的消息 3.7 comandACK 命令响应在照明控制协议中,回应已经接收到命令的消息 3.8 事件 event 照明系统中的设备主动上报数据的消息 3.9 告警alarm 照明控制协议中,满足一定触发条件后,灯具主动上报数据的消息 3.10 事件响应eventACK 对照明系统中事件(比如异常情况)进行回应,表示已经接收到事件或者告警的消息 3.11 心跳包heatheatpacket 集中控制器(网关)或者具有网关功能的灯具和服务器间用于维护通信链路的消息 3.12 阔值threshold 照明系统控制参数的界限值 3.13 初始化服务器 b0otstrapserver 对现场控制终端提供初始化服务的服务器缩略语下列缩略语适用于本文件 ACK;确认字符(Acknowledeememt) AEs;高级加密标准(Ad ancedEneryptionStandard entralMa System CMS;中央管理系统(Ce lamangement Co.AP;资源受限应用协议(Cont AppliceationProtocol onstrained GPRS;通用分组无线服务业务(GeneralPacketRadioService) HTTP;超文本传输协议(HyperTextTransferProtocol) IP;互联网协议In lnternetProtocol sONJave脚本对象注解 avaSeriptObjectNotation) Diode) LED;发光二极管(Light t-emitting LoRa;远距离低功耗网络(L.ongRange) L.TE:长期演进(L.ongTermEvolution LPwAN;低功耗广域网(l.owPowerwideAreaNetwork) arrowBandInternet ofThune) NB-LoT:窄带物联网(Nar
GB/35255一2017 PIC;电力载波通信(PowerlineCommuniceaitom) vest-Shamir-Adleman RsA;一种公开密钥密码算法(Riv )scriberIdentificationModule SIM;客户识别模块(Subs ransmissionControlProtocolD TCP;传输控制协议(Tra Protocol UDP;用户数据协议(UserDatagram wPAN;无线个域网(wirelessPersonalAreaNetwork XML:可扩展标记语言(ExtensibleMarkupLanguage) LED公共照明智能系统架构 5.1系统组成 LED公共道路照明智能系统的架构是按照道路照明的控制逻辑关系和照明线路拓扑而构成的 LED公共道路照明智能系统的架构主要由中央管理系统CMs,集中控制器和终端控制器组成,形成 3层逻辑架构中央管理系统和网关通过广域网技术来进行互联,集中控制器和终端控制器通过本地网络进行互联 LED公共道路照明智能系统也可以由中央管理系统和终端控制器形成两级逻辑架构,集中控制器通过直接广域网通信来连接中央管理系统 LED公共道路照明智能系统架构参见附录A 5.2系统描述 LED公共道路照明智能系统的中央管理系统CMS包括服务器、工作站,通信等设备,其由硬件、软件和网络组成集中控制器安装在照明配电柜内集中控制器根据中央管理系统下发的运行参数和命令,负责照明配电柜内的LED路灯灯线路的数据采集、控制和管理;并作为服务器与终端控制器之间的数据中继转发通讯信道终端控制器是指LED公共道路照明自动控制系统中的终端模块,如单灯控制器终端控制器安装在灯杆上,可以独立于电源,也可以集成到灯具的电源中;还可以包括传感器,对环境参数进行收集终端控制器龈据服务器下发或集中控制器转发的运行参数和命令,负责对LED灯具运行的开关,巡检、阅光等进行管理广域网(上层)通信是指服务器与集中控制器(网关)之间的远程通讯信道,包括无线公用数据传输信道和无线专用数据传输信道,也可以通过有线专网进行远程通信现场(下层)通信是指集中控制器(网关)与终端控制器之间的通讯信道直接广域通信是服务器直接连接终端控制器的通信信道,包括公众无线网络,或低功耗广域网 6 LED公共道路照明系统协议功能集 6.1控制功能 6.1.1设置灯具默认的开灯时间中央管理系统设置灯具默认的每天开灯时间 6.1.2设置灯具默认的关灯时间中央管理系统设置灯具默认的每天关灯时间
GB/T35255一2017 6.1.3设置灯具默认调整照度参数中央管理系统设置灯具默认的照度调整参数,包括照度值和调整时间 6.1.4设置灯具计划开灯时间中央管理系统设置灯具从一个开始日期起到一个结束日期结束的时间段内开灯的时间 6.1.5设置灯具计划关灯时间中央管理系统设置灯具从一个开始日期起到一个结束日期结束的时间段内关灯的时间 6.1.6设置灯具根据经纬度开灯时间(可选中央管理系统根据灯具所在经纬度自动计算并设置灯具每天开启时间 6.1.7设置灯具根据经纬度关灯时间(可选中央管理系统根据灯具所在经纬度自动计算并设置灯具每天关闭时间 6.1.8设置灯具调光计划中央管理系统设置灯具从一个开始日期起到一个结束日期止的时间段内调整灯具照度输出的时间 6.1.9设置触发告警的阔值中央管理系统设置灯具输人电流、电压的阔值当电流、电压超过设定的值时,会触发灯具发送告警事件 6.1.10实时开灯中央管理系统实时点亮灯具 6.1.11实时关灯中央管理系统实时关闭灯具 6.1.12实时调整灯具照度中央管理系统实时调整灯具的照度或根据环境情况调整灯具照度 6.1.13实时查询灯具状态中央管理系统实时查询灯具的状态,包括照度、电流,电压等信息 6.1.14设置灯具自动/手动运行模式中央管理系统将灯具设置为自动或手动运行模式 6.1.15要求灯具上传日志中央管理系统要求灯具上传日志 6.1.16恢复灯具出厂状态中央管理系统将灯具控制器中的软件,硬件恢复到出厂状态
GB/35255一2017 6.1.17设置灯具内(或网关)时钟的时间中央管理系统设置灯具(或网关)时钟时间 6.1.18 设置灯具分组中央管理系统对灯具进行分组 6.1.19删除灯具分组中央管理系统删除灯具分组 6.1.20设置灯具场景中央管理系统设置灯具场景 6.1.21删除灯具场景中央管理系统删除灯具场景 6.1.22网关回路控制功能(可选中央管理系统控制网关执行回路通电、回路断电 6.1.23网关复位/重启功能(可选中央管理系统控制网关执行复位或重启 6.1.24灯具通信故障下照度值设置中央管理系统设置灯具在通信故障下执行的调光照度值照度值用最大流明输出百分比表示) 6.1.25灯具通电照度值设置中央管理系统设置灯具通电时执行的调光照度值(照度值用最大流明输出百分比表示). 6.2数据采集 6.2.1灯具温度采集(可选获取灯具内温度传感器采集到的温度值 6.2.2灯具照度采集(可选获取灯具内照度传感器采集到的灯具光输出 6.2.3环境照度采集可选获取用光传感器采集的环境照度的值 6.2.4输入电压采集(可选获取灯具内电压传感器采集到的驱动器输人电压值 6.2.5输入电流采集(可选获取灯具内电流传感器采集到的驱动器输人电流值
GB/T35255一2017 6.2.6输出电压采集(可选获取灯具内电压传感器采集到的驱动器输出电压值 6.2.7输出电流采集可选获取灯具内电流传感器采集到的驱动器输出电流值 6.2.8电能相关参数采集(可选获取网关控制的某个单灯或回路上电能的相关参数 6.2.9色坐标采集(可选获取灯具内色度传感器采集到的值 6.2.10存在传感器数据采集可选获取用存在传感器采集到的环境变换的相关数值 6.2.11网关数据卡流量余量(可选获取网关或灯具中数据SIM的数据流量余量 6.3故障告警 6.3.1灯具温度超过值范围告警(可选检测到灯具温度超过阂值范围时,即向中央管理系统发送灯具温度超过值范围的告警消息 6.3.2清除灯具温度超过阔值范围告警(可选检测到灯具温度恢复到阂值范围内时,即向中央管理系统发送清除灯具温度超过阔值范围的告警消息 6.3.3灯具照度超过闯值范围告警(可选检测到灯具照度超过阔值范围时,即向中央管理系统发送灯具照度超过值范围的告警消息 6.3.4清除灯具照度超过值告警(可选检测到灯具照度恢复到阂值范围内时,即向中央管理系统发送清除灯具照度超过值范围的告警消息 6.3.5灯具驱动器输入电压超过阔值范围告警(可选检测到灯具驱动器输人电压超过值范围时,即向中央管理系统发送灯具驱动器输人电压超过阀值范围的告警消息 6.3.6清除灯具驱动器输入电压超过阔值范围告警(可选检测到灯具驱动器输人电压恢复到闵值范围内时,即向中央管理系统发送清除灯具驱动器输人电压超过阔值范围的告警消息
GB/35255一2017 6.3.7灯具驱动器输入电流超过闭值范围告警(可选检测到灯具驱动器输人电流超过值范围时,即向中央管理系统发送灯具驱动器输人电流超过阂值范围的告警消息 6.3.8清除灯具驱动器输入电流超过闻值范围告警(可选检测到灯具驱动器输人电流恢复到阔值范围内时,即向中央管理系统发送清除灯具驱动器输人电流超过阔值范围的告警消息 6.3.9灯具驱动器输出电压超过阔值范围告警(可选检测到灯具驱动器输出电压超过阔值范围时,即向中央管理系统发送灯具驱动器输出电压超过阔值范围的告警消息 6.3.10清除灯具驱动器输出电压超过闯值范围告警(可选检测到灯具驱动器输出电压恢复到值范围内时,即向中央管理系统发送清除灯具驱动器输出电压超过闯值范围的告警消息 6.3.11灯具驱动器输出电流超过值范围告警(可选检测到灯具驱动器输出电流超过闵值范围时,即向中央管理系统发送灯具驱动器输出电流超过闵值范围的告警消息 6.3.12清除灯具驱动器输出电流超过闻值范围告警(可选检测到灯具驱动器输出电流恢复到值范围内时,即向中央管理系统发送清除灯具驱动器输出电流超过阔值范围的告警消息 6.3.13灯具色坐标超过阔值范围告警(可选检测到灯具色坐标超过阔值范围时,即向中央管理系统发送灯具色坐标超过阔值范围的告警消息 6.3.14清除灯具色坐标超过闻值范围告警(可选检测到灯具色坐标恢复到阂值范围内时,即向中央管理系统发送清除灯具色坐标超过阂值范围的告警消息 6.3.15现场广域网网关与灯具通信故障告警(可选现场广域网网关检渊到与所管理的灯具通信故棒的时候,现场广域刚网必要向中央管理系统发送网关与灯具通信故障告警 6.3.16服务器和终端控制器通信故障告警(可选中央管理系统检测到无法连接终端控制器,报告中央管理系统和终端控制器通信故障 6.3.17灯具未按控制设定工作告警(可选现场广域网网关检测到所管理的灯具未按设定正常工作,现场广域网网关要向中央管理系统发送灯具未按控制设定工作的告警
GB/T35255一2017 6.3.18防盗告警(可选现场广域网网关检测到网关或灯具被异常移动或拆卸时,需要向中央管理系统发送防盗告警 6.3.19电网告警(可选当电网异常、三相负载不平衡,现场广域网网关向中央管理系统发送告警 6.4操作维护 6.4.1读取灯具序列号中央管理系统读取灯具出厂时的序列号 6.4.2读取灯具出厂时间中央管理系统读取灯具的出厂时间 6.4.3读取灯具安装信息中央管理系统读取灯具的安装时间、地点、安装人员、资产归属 6.4.4设置灯具安装信息中央管理系统设置灯具的安装时间,地点(经纬度信息),安装人员、资产归属 6.4.5读取灯具维护信息中央管理系统读取灯具的最近一次维护时间、人员以及维护操作描述 6.4.6设置灯具维护信息中央管理系统设置灯具的最近一次维护时间,人员以及维护操作描述 6.4.7读取灯具(或网关)内软件/硬件版本信息中央管理系统读取灯具内软件、硬件的版本信息 6.4.8统计亮灯率(可选中央管理系统根据灯具运行情况统计亮灯率 6.4.9电能统计(可选中央管理系统根据终端控制器的数据进行用电统计 6.4.10灯具巡检(可选》中央管理系统提供工具能够对易出现安全隐患的地点的灯具进行巡检 6.5配置管理 6.5.1设置网关D 中央管理系统设置网关ID,专用工具设置网关ID.
GB/35255一2017 6.5.2设置网关所管理的灯具ID 中央管理系统设置网关所管理的灯具ID. 6.5.3设置中央管理系统的IP地址(或域名中央管理系统将自身的IP地址(或域名)设置到网关或者具有网关功能的灯具,或专用工具设置 6.5.4设置中央管理系统的端口号中央管理系统将自身的端口号设置到网关或者具有网关功能的灯具,专用工具设置 6.5.5设置日志种类中央管理系统设置网关或者具有网关功能的灯具运行时所保存日志的种类,包括调试信息的日志及出错信息日志 6.6数据安全 6.6.1设置是否加密中央管理系统设置网关或者具有网关功能的灯具所传送数据是否加密 6.6.2更新密钥中央管理系统更新网关或者具有网关功能的灯具传送数据所使用的加密密钳 6.6.3入网控制服务器与网关或者具有网关功能的灯具之间通过密钥的计算及交换确认灯具人网的功能集中控制器与服务器之间的通信协议流程 7.1命令及响应流程 7.1.1概述命令包括中央管理系统向网关或具有网关功能的灯具主动发起的配置、数据查询、操作维护及其他控制要求命令及响应流程如下中央管理系统首先向网关或具有网关功能的灯具发送命令,网关或者具有网关功能的灯具接 a 收到命令后应在T1时间内返回命令响应若在T1时间内,中央管理系统收不到命令响应,应重发命令,最多重发N1次;若重发N1次后,仍然收不到命令响应,则应认为命令发送失败网关或者具有网关功能的灯具在发送命令响应后,应在T2时间内返回命令执行结果若在 T2时间内,中央管理系统没有收到命令执行结果,则应认为该命令执行失败其中,T1、T2,N1均是可配置的参数,由中央管理系统保存,其定义如下: ommandACKTi -Tl:命令响应超时时间(Co1 imeout),推荐值为30s,下同 ommandResultTimeout -T2:命令执行结果超时时间(Co t),推荐值为300s,下同 -Nl;命令重发次数(CommandRetryTimes) ,推荐值为3次,下同命令及响应流程如图1所示
GB/T35255一2017 开始发送命令 TI内收到命令响应？ T2内收到命令结果？" 已重试N1次? 发送命令失败发送命令成功图1命令及响应流程图 7.1.2配置流程配置流程用于对网关或者具有网关功能的灯具进行参数设置,由中央管理系统发起,流程如下在配置流程中,中央管理系统首先向网关或者具有网关功能的灯具发送配置命令网关或者 a 具有网关功能的灯具接收到该配置命令后,向中央管理系统返回该命令响应,并在命令执行完毕后,向中央管理系统上报该命令执行结果 b 若在T1时间内,中央管理系统收不到该配置命令响应,应重发命令,最多重发N次;若重发 N1次后,仍然收不到命令响应,则应认为该命令发送失败网关或者具有网关功能的灯具在发送该配置命令响应后,应在T2时间内返回该配置命令执行结 c 果若在T2时间内,中央管理系统没有收到命令执行结果,则应认为该配置命令执行失败配置流程的命令,命令响应与命令执行结果的时序关系如图2所示图2中 -实线箭头:控制流,下同虚线箭头;信息流,下同网关/具有网关功服务器能的灯具配置命令配置命令响应配置命令执行结果图2配置流程时序图 0
GB/35255一2017 7.1.3数据查询流程数据查询流程用于查询灯具的数据,由中央管理系统发起流程如下在数据查询流程中,中央管理系统首先向网关或者具有网关功能的灯具发送数据查询命令 a 网关或具有网关功能的灯具接收到该数据查询命令后,向中央管理系统返回该命令响应,并在命令执行完毕后,向中央管理系统上报数据查询结果 b 若在Tl时间内,中央管理系统收不到该数据查询命令响应,应重发命令,最多重发N1次;若重发N1次后,仍然收不到命令响应,则应认为该命令发送失败网关或具有网关功能的灯具在发送该数据查询命令响应后,应在T2时间内返回该数据查询命令执行结果若在T2时间内,中央管理系统没有收到数据查询结果,则应认为该数据查询命令执行失败数据查询流程的命令、命令响应与命令执行结果的时序关系如图3所示网关/具有网关功服务器能的灯具查询请求查询请求响应查询结果图3数据查询流程时序图 7.1.4操作维护命令流程操作维护命令流程用于进行网关或者具有网关功能的灯具的操作维护,更新网关或者具有网关功能的灯具中操作维护状态时,由中央管理系统发起,流程如下在操作维护命令流程中,中央管理系统首先向网关或具有网关功能的灯具发送操作维护命令当网关或具有网关功能的灯具接收到该操作维护命令后,向中央管理系统返回操作维护响应，并在命令执行完毕后,向中央管理系统上报操作维护结果 b 若在T时间内,中央管理系统收不到该操作维护响应,应重发命令,最多重发NI次;若重发 N1次后,仍然收不到命令响应,则应认为该命令发送失败网关或具有网关功能的灯具在发送该操作维护响应后,应在T2时间内,以事件的形式上报操作维护结果若在T2时间内,中央管理系统没有收到操作维护结果,则应认为该操作维护命令执行失败操作维护命令流程的命令,命令响应与命令执行结果的时序关系如图4所示 1
GB/T35255一2017 网关/具有网关功服务器能的灯具操作维护请求操作维护响应操作维护结果图4操作维护命令流程时序图 7.1.5一般控制命令流程 -般控制命令流程是中央管理系统与网关或者具有网关功能的灯具之间命令传输的主要流程,由中央管理系统发起,流程如下在一般控制命令流程中,中央管理系统首先向网关或者具有网关功能的灯具发送控制命令 a 当网关或具有网关功能的灯具接收到该控制命令后,向中央管理系统返回控制命令响应,并在命令执行完毕后,向中央管理系统上报控制命令执行结果 b 若在Tl时间内,中央管理系统收不到该控制命令响应,应重发命令,最多重发N1次;若重发 N1次后,仍然收不到命令响应,则应认为该控制命令发送失败网关或具有网关功能的灯具在发送该控制命令响应后,应在T2时间内,以事件的形式上报控制命令执行结果若在T2时间内,中央管理系统没有收到控制命令执行结果,则应认为该控制命令执行失败 -般控制命令流程的命令,命令响应与命令执行结果的时序关系如图5所示网关/具有网关功服务器能的灯具控制命令控制命令响应控制命令执行结果图5 -般控制命令流程时序图 12
GB/35255一2017 7.2事件上报流程 7.2.1概述事件上报流程用于网关或者具有网关功能的灯具向中央管理系统发送控制命令执行结果、数据查询结果、采集数据上报、告警上报以及告警消除上报,由网关或具有网关功能的灯具主动发起事件上报流程如下网关或者具有网关功能的灯具主动发起事件上报 a b 当中央管理系统收到网关或具有网关功能的灯具发送的事件上报后,应在T3时间内返回事件响应若在T3时间内,网关或具有网关功能的灯具收不到事件响应,应重发事件上报,最多重发 N2次 d)若重发N2次后,仍然收不到事件响应,则应认为事件上报发送失败,并放弃发送其中,T3,N2均是由中央管理系统通过配置命令配置到灯具的参数,定义如下 -T3:事件响应超时时间(EventACKTimeout),推荐值为30s下同 -N2:事件重发次数(EventRetryTimes),推荐值为1次,下同事件上报流程的流程图如图6所示开始发送事件或者告警必 T3内收到响应" 发送成功已重试N2次？” 发送失败图6事件上报流程图 7.2.2故障告警流程故障告警流程用于网关或者具有网关功能的灯具向中央管理系统上报自身或者从所管理的灯具收集的故障,由网关或者具有网关功能的灯具主动发起当网关或者具有网关功能的灯具根据设定的闵值范围,判定从灯具或者被监控部分采集的数据超出阂值范围时,则发起该流程故障告警流程如下 a 在故障告警流程中,网关或者具有网关功能的灯具检测到故障时,首先向中央管理系统发送故障告警上报,当中央管理系统接收到故障告警后,向网关或具有网关功能的灯具返回告警响应,并根据故障的类型,采取对应的措施若在T3时间内,网关或具有网关功能的灯具收不到告警响应,应重发故障告警上报,最多重 b 发N2次;若重发N2次后,仍然收不到告警响应,则应认为故障告警上报发送失败,放弃发送当网关或具有网关功能的灯具检测到故障消除后,再向中央管理系统发送告警消除上报当中央管理系统接收到告警消除上报后,向网关或具有网关功能的灯具返回告警消除响应,并根据故障的类型,采取对应的措施 13
GB/T35255一2017 d 若在T3时间内,网关或具有网关功能的灯具收不到告警消除响应,应重发告警消除上报,最多重发N2次;若重发N2次后,仍然收不到告警消除响应,则应认为告警消除上报发送失败，放弃发送故障告警流程的告警上报、告警响应、告警消除上报与告警消除上报响应的时序关系如图7所示网关/具有网关功服务器能的灯具告警上报告警响应告警消除上报告警消除上报响应图7故障告警流程时序图 7.2.3数据采集上报流程数据采集上报流程用于网关或者具有网关功能的灯具向中央管理系统上报所采集的数据时,由网关或者具有网关功能的灯具主动发起当网关或者具有网关功能的灯具根据设定的策略(例如定时上报),需要将采集的数据上报给中央管理系统时,启动该流程数据采集上报流程如下在数据采集流程中,网关或具有网关功能的灯具主动将采集的数据上报给中央管理系统 a) 当中央管理系统接收到数据采集上报后,向网关或具有网关功能的灯具返回数据上报响应 b c 若在T3时间内,网关或具有网关功能的灯具收不到数据上报响应,应重发数据采集上报,最多重发N2次若重发N2次后仍然收不到数据采集上报响应,则应认为数据采集上报发送失败,放弃发送 d 数据采集上报流程的数据采集上报、数据采集上报响应的时序关系如图8所示网关/具有网关功服务器能的灯具数据上报数据上报响应图8数据采集上报流程时序图 14
GB/35255一2017 7.3心跳包处理流程心跳包处理流程用于在采用网络传输协议时,维护中央管理系统与网关或者具有网关功能的灯具之间的通信连接心跳包处理流程如下当网关或者具有网关功能的灯具与中央管理系统中的一方检测到两者之间的通信数据链路上超过T4时间没有数据传输时,应向另一方发送心跳包 b 另一方接收到心跳包后,应返回心跳包响应若在T5时间内,收不到心跳包响应,应重发心跳包,最多重发N3次 c d)若重发N3次后,仍然收不到心跳包响应,则应释放跟两者之间的通信连接服务器及网关或具有网关功能的灯具都应对心跳包响应其中,T4、T5、N3均是可配置的参数,由中央管理系统保存,并通过配置命令配置到网关或者具有网关功能的灯具的参数,其定义如下 T4;通信链路空闲时间(LinkldleTime),推荐值为120s; T5;心跳包响应超时时间HeartbeatACKTimeout),推荐值为30s; -N3:心跳包重发次数HeatBeatRetryTimmes),推荐值为2次心跳包处理的流程图如图9所示开始检测链路空闲 T4时间链路上没有数据发送心跳但 5内收到响应？? 否是已重试N3次？? 释放通信连接结束图9心跳包处理流程图 15
GB/T35255一2017 7.4初始化流程 7.4.1概述初始化流程包含两部分:第一,初始化服务器网关配置流程,将网关序列号与中央管理系统的地址进行对应,并将网关序列号同步到中央管理系统;第二,网关初始化流程,需要写人网关序列号,初始化服务器域名或者地址、对应的端口号 7.4.2初始化服务器网关配置流程建立中央管理系统与网关的映射对象,在对象中输人中央管理系统地址(域名)和端口号,同时将需要连接到该中央管理系统的网关或具有网关功能的灯具的序列号输人该映射对象一个中央管理系统可以对应多个网关或具有网关功能的灯具完成映射之后,初始化服务器将网关序列号同步到对应的中央管理系统中 7.4.3网关初始化流程网关初始化流程用于初始化网关或具有网关功能的灯具初始化流程如下初次安装时可以通过非TCP/IP网络的点对点方式(如出厂直接写人、短消息、蓝牙,插卡等 a 为网关分配一个唯一的序列号,以及该网关对应的初始化服务器域名或者地址和对应的端口号发送对应的网络通信参数等配置文件对新装网关进行通信链路配置 b 当刚关或具有网关功能的灯具部署到现场后,通电进人初始化流醒.,连接井上传网关岸列号到初始化服务器初始化服务器接收到网关序列号后,查找网关序列号与中央管理系统的映射表,确定该网关将要人网对应的中央管理系统信息,将中央管理系统的P地址和端口号返回给网关,网关或具有网关功能的灯具接收到以上参数后,更新并应用网络参数配置,并向初始化服务器返回初始化结果当中央管理系统与网关或具有网关功能的灯具建立通信连接之后,应鉴别网关或者具有网关功能的灯具身份是否合法,并发送安全验证码(AccessCode) 若在T6时间内,初始化服务器接收不到初始化结果,应认为初始化命令失败 c 参数T6是初始化结果反馈时间,推荐值为10s; 初始化流程的时序关系如图10所示 16
GB/35255一2017 网关/具有网关初始化专业工程人员服务器功能的灯具分配网关ID.初始化服务器域名或者地址、端口号及安个泰证码成功接收配置响应存储配置信息上传网关ID(序列号) 远程服务器的P地址和端口号更新并应用配置信息返回初始化结果申请接入认证图10初始化流程时序图 7.5数据安全流程 7.5.1概述数据安全流程包括网关或具有网关功能的灯具人网控制流程及AES密钥分发流程,用于保证管理网络系统的安全,使网络内部信息不泄露给未授权的个人、实体,进程,或不被其利用 7.5.2入网控制流程网关或具有网关功能的灯具人网控制流程用于保证中央管理系统不被非法的网关或具有网关功能的灯具访问,即只有系统认可的网关或具有网关功能的灯具才能人网为保证灯具网络的安全,本标准规定中央管理系统应有固定的IP地址(或域名,端口号;并且网关或具有网关功能的灯具配置有固定的产品序列号(一般出厂时就配置固定的产品序列好》网关或具有网关功能的灯具人网的步骤如下在安装网关或具有网关功能的灯具时,经过“初始化流程”从初始化服务器获得对应的中央管 a 理系统应有固定的IP地址(或域名)和端口号初始化成功后,网关或者具有网关功能的灯具向中央管理系统发送人网控制请求,包含自已的 b 产品序列号中央管理系统接收到网关或者具有网关功能的灯具的人网控制请求后,验证网关或者具有网 17
GB/T35255一2017 关功能的灯具的产品序列号是否与初始化服务器同步的数据相符验证的不同结果处理如下若网关或者具有网关功能的灯具的产品序列号匹配且有效,中央管理系统发送确认信息到网关或者具有网关功能的灯具,然后网关或者具有网关功能的灯具将生成RsA密钥并保留其中的私钥,然后将RSsA公钥发送给中央管理系统若网关或者具有网关功能的灯具的产品序列号不匹配或无效,则认为该网关或者具有网关功能的灯具非法,不允许人网,并拒绝响应该网关或者具有网关功能的灯具的所有数据,且断开与该网关或者具有网关功能的灯具的网络连接 d 中央管理系统收到RSA公钥后,向网关返回确认消息,此时人网控制准备完毕若在T2时间内,中央管理系统接收不到人网控制准备完毕响应,则认为网关或者具有网关功 e 能的灯具人网控制请求失败其中,T2是可配置的参数,由中央管理系统保存,其定义为命令执行结果超时时间(CommandRe suIimeo),推荐值为300,下同网关或者具有网关功能的灯具人网控制流程如图11所示网关/几有网远程服务器关功能的灯具入网控制请求(包含产品序列号接收成功确认,返回响应生成RSA密钥 RsSA公钥 RsA公钥接收成功,确认入网控制准备完毕图11网关或者具有网关功能的灯具入网控制流程时序图 7.5.3AES密钥分发流程 AES密钥分发流程如下中央管理系统首先生成新的AES密钥,并用某个网关或者具有网关功能的灯具所生成的 a RSA公钥对AES密钥进行加密 b 然后向该网关或者具有网关功能的灯具发送更改AES密钥通知,并发送经过RSA公钥加密的新AES密钥 18
GB/35255一2017 该网关或者具有网关功能的灯具收到新密钥的密文后,用其在前面生成的RSA私钥对密文进行解密,从而获取到新的AES密钥,随后向服务器返回密钥更新结果加密通道建立,网关或者具有网关功能的灯具发送安全验证码(Acc Code)到服务器端,服 cceSs 务器端解密后进行人网认证,认证成功通知网关端,并由网关端返回一个人网控制成功响应若在T2时间内,中央管理系统收不到密钥更新结果,则认为密钥更新失败 AES密钥分发流程的密钥生成、发送,加密、解密的时序图如图12所示网关/具有网远程服务器关功能的灯具生成AES密钥用RSA公钥加密AES密钥更改(发送)密钥通知发送加密的AES出钥用RsA私钥解密AESs密钥 AES密钥更改(发送)成功确认向服务器发送入网口令(安全验证码验证产品序列号及入网口令入网控制成功入网控制成功响应图12AES密钥分发流程时序图现场广域网网关与中央管理系统之间的通信协议要求 8 8.1通信信道要求广域网(上层)通信信道可以采用GPRs,3G,L.TE等无线公共数据网络,也可以采用433M无线网络等无线专用数据网,或有线专线网络现场(下层)通信信道可以采用电力载波(PLC)通信,也可以采用基于IEEE802.15.4的无线个域网 wPAN 直接广域通信信道可以采用GPRs,3G,LTE等公众无线网络,也可以采用NBloT,LoRA等低功耗广域网 19
GB/T35255一2017 8.2通信协议通用要求通信协议应该满足下列通用要求 a 协议应全部公开; 5 协议应支持安全加密; c 协议应支持控制设备的在线升级 d 协议应该支持第6章定义的功能; 协议应该遵循第7章定义的协议过程 8.3协议报文要求可以定义应用协议报文,承载在TCP/UDP包,报文包括消息头和消息体当不承载在TCP/UDP 包中,协议报文应带特殊的帧头和帧尾网关与中央管理系统接口应用协议报文见附录B.应用协议错误代码和参数示例参见附录c 可以利用HTT来承载xML/]IsoN定义的消息体式的报文,其示例参见附录D. 20
GB/35255一2017 录附 A 资料性附录 LED公共道路照明智能系统架构 LED公共道路照明智能系统包括3层架构和两层架构,如图A.1所示,左边是3层架构,通过现场下层)通信层连接终端控制器和集中控制器网关),通过广域(上层)通信连接集中控制器网关)和中央管理系统(上位机) 右边是两层架构,通过直接广域通信连接终端控制器和集中管理系统(上位机) 中央管理系统;部署在城市照明管理监控中心数据库服务器移动工作站 GPS 工作站照度计无线数据线数传设务传送设备无线远程通信手机报警广域上层)通信层公用无线数据通道专用无/有线数据通道集中控制器(网关):安装在照明配电柜中电缆防盗无线远程通信直接广域通信公众无线网格低功耗广域网路网关/ 电能表集中控制器现场(下层)通信层电力载波通信无线微功率通信终端控制器:安装在灯杆处终端控制器:安装在灯杆处无线通信短程通讯电缆防单灯控单灯控单灯控单灯控盗终端制器n 制器1 制器k 制器mm LED电源 LED电部 LED电源 LED电x 光源光源灯具灯具灯具m 灯具图A.1LED公共道路照明智能系统架构 21
GB/T35255一2017 录附 B 规范性附录) 网关与中央管理系统接口应用协议报文 B.1基本数据类型基本数据类型定义见表B.1 表B.1基本数据类型定义数据类型字节数数值范字节型 0255 无符号的短整型 -(2i6-1 无符号的整型一 -(2-l (2l-1 长整型 O一不定长字符串变长字符串以0x00结束 B.2报文格式 B.2.1 报文格式基本定义报文格式可选择TCP/UDP作为承载方式,也可使用其他承载方式两种方式的报文格式基本定义如下若选择TCP/UDP作为承载方式消息由消息头和消息体组成所有消息都应包含消息头,消 a 息体可选,如图B.1所示消息头消息体图B.1TCP/UDP作为承载方式的报文格式 b 若使用其他承载方式,消息应以起始符开始,以结束符结束,如图B.2所示起始符消息头消息体结束符图B.2其他通信方式报文格式在使用非TCP/UDP承载方式时,需注意 l起始符STX;标识一峡信息的开始,值为0x02; 2) 结束符ETX;标识一帧信息的结束,值为0x03; 33) 转义符ESC;对帧数据中出现的起始符,结束符以及转义符进行转义,值为0XIB 4)转义规则若帧数据起始符和结束符之间有任意字节等于STX,ETX或EsC,则需转义 STX转成EsC和0xE7; ETX转成EsC和0xE8:; 22
GB/35255一2017 -ESC转成ESC和0x00. 心跳包/心跳包响应的格式如下心跳包数据:长度为1个字节,内容为0xFF 22 心跳包响应;长度为1个字节,内容为0xFE B.2.2消息头定义消息头定义如图B.3所示 B0 B1B4 B5~B6 B7~B1l B12~B15 消息类型消息流水号消息体长度保留校验和图B.3消息头定义消息头一共16字节(Byte)长度其中消息类型(B0)共1(Byte)字节长度定义如下: a -0x0表示命令请求(包括配置命令、控制命令、升级命令、操作维护命令,请求升级文件命令): -0x02;表示命令响应,服务器和网关或者具有网关功能的灯具接收到命令请求后,要回应响应,表示已经接收到命令 -0x03;表示事件(包括数据采集上报)和告警 -0x04;表示事件和告警响应; -0x05:表示命令的处理结果以及返回数据,服务器或者网关或者具有网关功能的灯具执行完命令后,向对方返回命令处理结果;成功与否的错误代码和错误描述; b) 消息流水号(B1一B4):4字节,十六进制,取值范围0(2-1):; 消息体长度(B5B6):2字节,十六进制,取值范围0~(21-1); c 保留字段(B7一B11):5字节,十六进制; d 消息体的校验和(B12~B15);4字节,十六进制,使用CRC32算法 e B.2.3消息体定义消息体由消息标识符消息ID)、网关标识符(网关ID),灯具标识符(灯具ID)、一组或者多组参数类型/参数值以及参数值结束符组成.如图B.4所示 Bxx十2) Bxx十5) B0B1 B2~5B6~B9B10~B11 BllBxxB(xxl B(xx十4 B(xx十n xx十n十l 参数值2 参数值1 消息ID 网关ID灯具ID参数类型1 参数值l 参数类型2 参数值2 结束符结束符图B.4消息体定义其中消息ID;2字节,十六进制,取值范围0~(2-l) b)网关ID;4字节,十六进制,取值范围0(2-l) 灯具ID:4字节,十六进制,取值范围0(22-1); c 灯具ID采用4字节来描述,其中地址FFFFFFO1FFFFFF20分别对应回路地址132路的地址,FFFFFF21~FFFFFF40对应组地址(组号)132,FFFFFF41FFFFFFFE保留,FFFFFFFF为广播地址,地址00000000保留,对于只需下发到网关的命令,该字段填保留地址00000000;人网的单灯应 23
GB/T35255一2017 具有0Xo0000001~0XFFFFFF00范围内的唯一ID d)参数类型:2字节,十六进制,取值范围0(2-1);每个参数都有唯一的参数类型代码; 参数值;变长的字符串AsCII码); e fD 参数值结束符:0x00,表示字符串结束示例1: 消息体示例如图B以5所示 B0B1 B2B5 B6B9 B17B24 B25 B10~Bll B12一B13 B14 B15Bl6 0x1001 0x1001 0x002F 0x01 XX 0x02 XXXXXXXx 0x00 0x00 图B.5消息体示例其中: 消息ID(B0B1):0xl001: a b 网关ID(IB2B5);0x00001001; 灯具ID(B6B9);0x020F; c 参数类型1(B10B1l);Ox01 d 参数值1(B12B13);:XXAsCII); 参数值1结束符(B14):0x00; 参数类型2(B15B16);0x02 8 h 参数值2(B17~B24):XXXXXXXX(AsCII); 参数值结束符(B25);0x00 B.3 命令 B.3.1命令格式(Command 网关或者具有网关功能的灯具与服务器之间传输的命令格式,由消息头和消息体组成,如图B.6 所示消息头消息体图B.6命令格式 B.3.2命令响应(ComandACK) 网关或者具有网关功能的灯具接收到中央管理系统的命令后,应向服务器返回应命令响应,表示已经接收到了命令命令响应没有消息体,只需要把接收到的命令消息头的消息类型改为0x02命令响应),消息体长度及校验和均填0 中央管理系统在接收到命令响应后,根据消息流水号进行匹配命令响应结构如图B.7所示 0 B1B4 B5~IB6 B7~B1m B12~B15 0x02 消息流水号 0x00 0x00000 0x0000 图B.7命令响应结构 24
GB/35255一2017 B.3.3命令执行结果网关或者具有网关功能的灯具在向中央管理系统返回命令响应后,还应返回命令执行的结果 CommandResult) 命令执行结果的消息结构如图B.8所示消息头消息体图B.8命令执行结果消息结构其中: 命令执行结果的消息头定义如图B.9所示 B1B4 B5B6 B7B11 B12B15 消息的流水号消息体长度校验和 0x05 图B.9命令执行结果消息头定义命令执行结果的消息体定义如图B.10所示消息D 错误代码网关D 灯具ID 图B.10命令执行结果消息体定义其中: 消息ID;2字节,十六进制,取值范围0(2"-1),见表B.2 a 网关ID:4字节,十六进制,取值范围0~(2=-1); b 灯具ID;4字节,十六进制,取值范围0~(2-l); c d)错误代码;4字节,十六进制,取值范围0~(2u-1) 表B.2命令的消息ID列表命令名称消息ID 配置命令 0x1001 0xl002 操作维护设置默认开灯时间 0x1201 设置默认关灯时间 0x1202 设置默认调整照度时间 0x1203 设置计划开灯时间 0x1204 0x1205 设置计划关灯时间 0x1206 设置灯具调光计划设置触发告警的临界值 0x1207 实时开关灯/调整照度 0x1208 实时查询灯具状态 0x1209 设置灯具数据采集周期 0x120A 25
GB/T35255一2017 表B.2(续命令名称消息ID 设置灯具分组 0x120B 0xl20c 删除灯具分组 0x1l20D 设置灯具场景删除灯具场景 0x120E 设置自动/手工运行模式 0xl20F 要求上传灯具日志 0xl210 灯具恢复出厂状态 0x1211 更新RsA密钥 0x1212 0x1213 更新AES密钥 0x1214 时间同步 0x1215 设置灯具通信故障下默认执行照度值设置灯具通电默认执行照度值 0x1l216 接人认证请求命令 0xl300 B.3.4配置管理命令在系统安装完毕后,需要为系统中的每一个网关或者具有网关功能的灯具设置唯一的标识符(网关 D) 中央管理系统通过配置命令将网关或者具有网关功能灯具的D及其所管理的所有灯具的ID服务器P地址及端口号给网关或者具有网关功能的灯具或通过点对点方式(如出厂直接写人、短消息、蓝牙,插卡本地接口配置等)为网关分配一个唯一序列号,以及该网关对应的初始化服务器域名或者地址和对应的端口号等网络配置信息给网关或者具有网关功能的灯具在系统使用过程中,也可以通过配置命令对已设置的服务器IP地址、端口号等进行修改遵照B.2.3中消息体格式的描述,配置命令的消息体格式如下消息ID,网关ID,灯具ID(或灯具组ID),[参数类型,参数值,参数结束符],[参数类型,参数值,参数结束符] 若只是配置网关参数,则灯具ID固定为0 配置命令的消息ID为0xl001 配置命令参数见表B.3 表B.3配置命令参数参数最大长度参数类型名称参数类型值参数值描述 (字节数/Byte) 网关的ID,用十进制的字符串表示,由服务网关ID(GatewayID) 0x01 10 器分配-范围为0xw1一0sn 0x02 服务器P地址(ServerIP) 服务器的P地址 16 服务器端口号(ServerPort 0x03 服务器的端口号通信协议: “1”;UDp 通信协议(Pro rotocol 0x04 “2”:TCP 26
GB/35255一2017 表B.3续) 参数最大长度参数类型名称参数类型值参数值描述字节数/Byte 日志级别日志级别LoglevelD 0x05 “1”:Debug “2”;Error 日志类别 “COMM”;通信传输的日志类别日志类别(L.ogCategory) 0x06 32 “APp”;应用层的日志类别各灯具厂商可以自己定义日志类别命令响应时间命令响应的最大时间,单位为秒(s) 0x07 CommandACKTimeout)y 命令重试次数接收不到命令响应或者命令发送失败以后 0x08 (CommandRetryTimes 重发的次数命令结果时间等待命令执行结果的最大时间,单位为秒(s) 0x09 CommandResultTimeout 事件响应时间事件的最大响应时间,单位为秒(s) Ox0A (EventACKTimeout 事件重试次数接收不到事件响应或者事件发送失败后重 0xOB 发的次数 EventRetryTimes 链路空闲时间通讯链路上发送心跳包的空闲时间,单位为 0x0C LinkldleTime) 秒(s 心跳包响应超时时间 0xOD 心跳包响应超时时间 HeartbeatACKTimeout 心跳包重试次数 0xOE 收不到心跳包响应重发的次数 HeatBeatRetryTimes 网关所管理的灯具ID,用十进制的字符串表示,由服务器分配，范围为0x00000001 1c 网关所管理的灯具ID 0xOF oxfff0 这个参数在命令中可以包舍个或者多个告警消息接收手机号码 0xl1 11 接收告警的手机号码,为11位数字号码 AlarmMessageReceiver 经纬度坐标 GPs坐标:北纬和东经坐标,单位是六十进 0x12 18 GPS 制度;分;秒,字母表示方向网关巡检周期 0x1l3 网关巡检周期时间,以分钟为单位 PeriodofQuery 网关所管理的灯具组D 0xl4 灯具组成的组,0xFFFF表示所有的灯具 0xl5 灯具系列号灯具系列号 l6 示例1 原网关ID为0x0001,重新设置网关的ID为1234,那么消息体如图B.11所示 27

LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017

一、什么是LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017？

LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017是指在LED公共照明智能系统中使用的一种通信协议，它规定了各种设备之间交互信息的格式、内容和传输方式，以保证不同厂家生产的设备可以互相兼容。

二、LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017的应用

LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017主要用于LED公共照明智能系统中不同厂家生产的设备之间的通信。借助该协议，各种LED公共照明设备可以互相交流信息，从而实现智能控制和管理。

三、LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017的架构

LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017的架构分为四个层次：

1.物理层：规定了数据传输的物理方式和电气特性等。

2.数据链路层：负责定义数据的传输方式和格式，以及错误校验等信息。

3.网络层：处理数据的路由选择、地址分配、拥塞控制等问题。

4.应用层：负责定义具体的应用协议，包括通信的内容、方式、消息编码及解码规则等。

四、LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017的优势

LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017具有以下优势：

1.互通性强：各种不同厂家生产的设备可以通过该协议互相通信，实现设备的互联互通。

2.可扩展性强：该协议采用分层结构，可以根据需要灵活添加新的应用协议，从而满足不同应用场景的需求。

3.安全性高：该协议采用加密和认证等方式保证通信数据的安全性，防止数据被窃取或篡改。

五、总结

LED公共照明智能系统接口应用层通信协议GB/T35255-2017是目前LED公共照明智能系统中常用的通信协议之一，它规定了各种设备之间交互信息的格式、内容和传输方式，保证不同厂家生产的设备可以互相兼容。该协议具有互通性强、可扩展性强和安全性高等优势，可以帮助LED公共照明智能系统实现智能控制和管理，并提高其运行效率和稳定性。