CJ/T 188-2018 户用计量仪表数据传输技术条件

ICS35.240.99

L78

中华人民共和国城镇建设行业标准

/—

CJT1882018

代替/—

CJT1882004

户用计量仪表数据传输技术条件

Technicalreuirementsofutilitmetersdatatransmission

qy

2018-03-08发布2018-10-01实施

中华人民共和国住房和城乡建设部发布

/—

CJT1882018

目次

前言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4功能要求…………………2

5物理层……………………3

6数据链路层………………4

7数据安全性………………8

8应用层……………………9

Ⅰ

/—

CJT1882018

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

/—《》。/—

本标准代替CJT1882004户用计量仪表数据传输技术条件本标准与CJT1882004相比

主要变化如下:

———更新了规范性引用文件;

———修改了部分术语定义;

———修改了第四章的标题;

———修改了集抄系统示意图;

———增加了仪表类型计冷热的热量表;

———规范了厂商代码;

———增加了新的广播地址;

———,,;

完善了控制码定义删除读密钥版本号增加密文传输控制位

———修改了帧数据长度的限制;

———、,;

修改了传输要求中前导字节传输速率的说明修改传输响应时序图

———,;

重写了第章数据安全性明确了加解密的算法和处理过程

7

———明确了数据标识的字节顺序要求;

———,;

修改了主站请求读数据的报文格式及从站正常应答报文格式表增加新的读数据报文

———,;

修改了主站请求写数据的报文格式及从站正常应答报文格式表增加部分功能报文

———修改了主站请求写机电同步数据的报文格式及从站正常应答报文格式表;

———、、;

完善了数据表达格式的定义单位代号状态字及相关说明

———,。

删除了原有附录相关内容补充到正文

本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。

本标准由住房和城乡建设部信息技术应用标准化技术委员会归口。

:、、

本标准起草单位中国城市建设研究院有限公司威海市天罡仪表股份有限公司西安旌旗电子股

、、、、

份有限公司沈阳佳德联益能源科技股份有限公司宁波水表股份有限公司汇中仪表股份有限公司广

、、、

州柏诚智能科技有限公司浙江利尔达物联网技术有限公司新天科技股份有限公司亚太建设科技信

息研究院有限公司。

:、、、、、、、、、、

本标准主要起草人吕士健付涛王晓春郭永林王魁林王蔚蔚陈富光陈辉谭文胜潘晓将

、。

费战波陈永

本标准所代替标准的历次版本发布情况为:

———/—。

CJT1882004

Ⅲ

/—

CJT1882018

户用计量仪表数据传输技术条件

1范围

()、、、

本标准规定了户用计量仪表以下简称仪表数据传输的功能要求物理层数据链路层数据安全

性和应用层。

,。

本标准适用于仪表主站与从站间一主一从或一主多从数据交换的集中抄表系统

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

/:

封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表第部分规范

GBT778.11

/膜式燃气表

GBT6968

/基于协议的工业自动化网络规范第部分:应用协议

GBT19582.1Modbus1Modbus

/—:

自动抄表系统低层通信协议第部分直接本地数据交换

GBT19897.120051

/:

社区能源计量抄收系统规范第部分物理层与链路层

GBT26831.22

/—:

社区能源计量抄收系统规范第部分专用应用层

GBT26831.320123

/热量表

GBT32224

/—分组密码算法

GMT00022012SM4

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

集中抄表系统automaticmeterreadinsstem

gy

,()。

由主站通过物理信道将多个从站的数据集中抄读的系统简称集抄系统AMR

3.2

主站masterstation

、,。、

具有选择一个一组或全体从站并发动与从站进行一次信息交换的设备可以是集中器手持单

、。

元计算机或其他数据终端

3.3

从站slavestation

,。

具有全网唯一识别地址从主站接收信息并与主站进行信息交换的设备

:。

注本标准指仪表

3.4

总线bus

连接主站与多个从站的物理线路。

3.5

物理层hsicallaer

pyy

、,。

主站与从站之间的物理接口接口的物理和电气特性负责物理媒体上数据的接收和发送

1

/—

CJT1882018

3.6

数据链路层data-linklaer

y

、。

主站与从站之间数据交换帧的组成数据交换的流量控制和差错控制的网络协议层

3.7

手持单元hand-heldunit

能与从站进行信息交换的便携式设备。

4功能要求

4.1一般要求

4.1.1集抄系统应具备识别不同类型的从站和双向通信的能力。

,。

从站应具备通信接口接口应符合本标准第章的规定

4.1.25

、()。

4.1.3集抄系统应能采集电池电压状态阀门状态仅对具有阀门控制功能的从站等

4.1.4集抄系统的构成示意图见图1。

图1集抄系统示意图

4.2主站功能

,。

4.2.1应能按设定的时间自动抄收各从站的数据并具有实时随机抄读及按地址选抄功能

2

/—

CJT1882018

,,。

4.2.2应能设置主站初始参数如时间等并应有防止非授权人员操作的措施

4.2.3应能实现对从站系统校时。

,。

4.2.4应能在掉电时对记录数据有保护措施恢复供电后数据不得丢失

4.2.5应留有上传数据的相应接口。

4.3从站功能

4.3.1应能接收并应答主站抄读信息。

4.3.2应能支持对其进行参数设置。

,。

4.3.3应能输出状态参数如电池状态等

4.4数据传输可靠性

():

一次抄读成功率按式计算

4.4.11

NS

…………()

RS=×100%1

N

式中:

RS———一次抄读成功率;

NS———一次抄读成功的次数;

N———应抄读的总次数。

,。

试验条件下一次抄读成功率指标应符合表的规定

4.4.21

表1试验条件下一次抄读成功率

连接方式一次抄读成功率/%

有线≥99

无线≥98

4.4.3抄读的全部数据应准确无误。

4.5仪表

水表准确度应符合/的有关规定。

4.5.1GBT778.1

,、、。

4.5.2水表输出参数应包括当前累积流量可包括实时时间结算日累积流量累积工作时间等

燃气表准确度应符合/的有关规定。

4.5.3GBT6968

,、、。

4.5.4燃气表输出参数应包括当前累积流量可包括实时时间结算日累积流量累积工作时间等

()/。

4.5.5热冷量表准确度应符合GBT32224的有关规定

()、()、()、、、

4.5.6热冷量表输出参数应包括实时时间结算日热冷量当前热冷量热功率瞬时流量累积

、、、。

流量供水温度回水温度累积工作时间等

5物理层

5.1接口形式

、、。

仪表通信接口包括M-Bus接口RS-485接口无线收发接口和光学接口采用其他接口时应符合

相关标准的规定。

3

/—

CJT1882018

5.2M-Bus接口

接口应符合/的有关规定。

M-BusGBT26831.2

5.3RS-485接口

接口应符合/的有关规定。

RS-485GBT19582.1

5.4无线收发接口

无线收发接口使用的无线电频率优先选用频段、频段、频段或

433MHz470MHz780MHz868MHz

。。

频段发射功率和其他主要技术指标应符合国家的有关规定

5.5光学接口

5.5.1光学接口可采用接触式光学接口或开放式光学接口。

/—“”。

接触式光学接口应符合中光学接口的规定

5.5.2GBT19897.120054.3

/—“”。

开放式光学接口应符合中附录开放式光学接口的规定

5.5.3GBT19897.12005F

6数据链路层

6.1协议通信方式

本协议采用主从结构的半双工通信方式。

-

6.2字节格式

,()、()

字节格式为每字节含位二进制码传输时加上一个起始位一个偶校验位和一个停止位

80E

(),。。,。,

共位其字节传输序列见图是字节的最低位是字节的最高位先传低位后传

1112D0D7

高位。

图2字节传输序列

6.3帧格式

帧格式应符合表的规定。

6.3.12

表2帧格式

名称代码

帧起始符68H

仪表类型T

4

/—

CJT1882018

()

表续

2

名称代码

A0

A1

A2

地址域A3

A4

A5

A6

控制码C

数据长度域L

数据域DATA

校验码CS

结束符16H

仪表类型及其代码应符合表的规定。

6.3.23

表3仪表类型及其代码

仪表类型代码()仪表

T

10H冷水水表

11H生活热水水表

:

10H~19H水表

12H直饮水水表

13H中水水表

()

20H热量表计热量

:()

20H~29H热量表21H热量表计冷量

()

22H热量表计热量和冷量

:

30H~39H燃气表30H燃气表

40H~49H:自定义仪表

(),。,

地址域由七个字节组成每个字节为位码格式地址长度为位十进制数

6.3.3A0~A62BCD14

,。、,/—

低地址在前高地址在后其中A5A6为厂商代码厂商代码的使用应符合GBT26831.32012中

“5.5制造商ID”的规定。

,,,。

当地址为全AAH或部分为AAH时按AAH定义的字节广播从站如应答应返回实际地址

,,、,。

当地址为全99H时为广播地址只针对特殊命令有效如广播校时广播冻结等不要求从站应答

()。

控制码的格式见图

6.3.4C3

5

/—

CJT1882018

图控制码格式

3

:—由主站发出的控制帧;

D70

—由从站发出的应答帧。

1

D6:0—通信正常;

—通信异常。

1

:—保留;

D5~D000×000

—读数据;

00×001

00×100—写数据;

—();

00×011读地址表号

—();

01×101写地址表号

—();

01×110写机电同步数置表底数

1*×***—厂商自定义。

,,。

位代表报文的传输模式可以为或定义见下

D301

:—明文传输;

D30

—密文传输。

1

(),,。

数据长度域占用一个字节为数据域的字节数用十六进制表示

6.3.5L

()、,。

6.3.6数据域DATA包括数据标识序列号和数据其结构随控制码的功能改变

(),()

6.3.7校验码CS为一个字节从帧起始符开始包含帧起始符到校验码之前的所有各字节进行二进

,。

制算术累加不计超过FFH的溢出值

6.4传输要求

:,。

前导字节采用有线接口时发送帧信息之前应先发送个字节个字节

6.4.12~4FEH

:,。

6.4.2传输次序所有多字节数据域均先传送低位字节后传送高位字节

:,。

6.4.3传输响应每次通信先由主站发出命令帧被选择的从站根据命令帧的要求做出响应传输响

、。

应的时序见图图和图

456

二进制位传送时间/波特率();

Tbit=1s

字节传送时间Tbte=11Tbit;

y

延迟时间Td=1Tbte;

y

帧传输时间帧字节数();

Tframe=×Tbte+Tb

y

最长响应时间Tr=500ms+30×Tbte;

y

线路空闲时间Tli=30ms;

实际帧传输时间实际帧字节长度();

Tfba=×Tbte+Tb

y

字节间的停顿时间Tb≤1Tbte;

y

重复通信次数I≤3。

6

/—

CJT1882018

图4主站请求成功时序图

图5主站请求无应答失败时序图

7

/—

CJT1882018

图6主站请求应答错误失败时序图

:、,,。

6.4.4差错控制接收方检测到校验和偶校验位或格式出错均应放弃该信息帧不予响应

:、、、、、。

6.4.5传输速率常用速率为300bs600bs1200bs2400bs4800bs9600bs

pppppp

7数据安全性

7.1安全要求

应符合国家密码管理的有关规定。

7.2密码算法

/—,。

数据加解密应采用中规定的分组密码算法分组长度个字节

7.2.1GMT00022012SM416

(,)。

7.2.2分组密码算法的工作模式为密码分组链接CiherBlockChaininCBC模式

pg

,、

模式的字节初始化向量见表包括字节仪表类型字节地址域和字节重复的序

7.2.3CBC164178

列号。

表4初始化向量格式

TA0A1A2A3A4A5A6SERSERSERSERSERSERSERSER

7.3密钥管理

,。

16字节密钥由厂商及用户定义管理应确保密钥管理安全可靠

7.4数据填充

()。

待加密的明文数据区为数据域中除去数据标识和序列号的部分数据加密

7.4.1DATADISER

,。

前应先进行数据填充

。,

在待加密的明文数据区前填充字节的当前时间戳时间戳是的码

7.4.26YYMMDDhhmmssBCD

8

/—

CJT1882018

,。

YY是年的最后两位格式见表5

表5填充时间戳格式

ssmmhhDDMMYY

。

在待加密的明文数据区后按照填充如果包含时间戳的明文数据区长度是字节的

7.4.3PKCS716

,;(),

整数倍填充个字节的如果需要补足个字节才能达到整数倍则填充个

1610HN0H<N<10HN

字节的数值N。

7.5数据加密

。,,

7.5.1填充后的数据按照SM4密码算法进行加密加密完成后替换帧的数据域内容并修改数据长

度域和校验码为正确的数值。

。,

7.5.2主站发出的请求帧和从站的正常应答帧均可以密文传输只有主站能发起密文传输主站未发

,。

起密文传输请求时从站不能主动回复加密数据

,,,

主站请求帧控制码位置发起密文传输请求时从站正常应答帧无论是否携带加密数据控

7.5.3D31

,,。

制码位也必须置从站若不支持密文应答应发送异常应答帧

D31

。,

从站的异常应答帧应明文传输无论主站请求帧控制码位如何设置从站异常应答帧的控

7.5.4D3

,。

制码位必须为保证与早期不支持加密仪表的兼容性

D30

、

7.5.5应根据产品安全性要求决定报文指令是仅支持明文传输仅支持密文传输还是同时支持两种方

。,。

式对于含有敏感数据的报文可仅支持加密传输

7.6数据解密

,/—。

7.6.1接收数据后应按照GMT00022012中规定的SM4密码算法进行解密运算

,,。

7.6.2数据解密完成去掉填充内容恢复原始数据进行数据处理

8应用层

8.1读操作

,,()。

读操作时主站发送的序号在每次通信前加模为从站应答序号应与主站发送序

8.1.1SER1256

号相同。

8.1.2主站请求帧的功能为请求读操作。

控制码:_

CTR0

数据长度:

L=03H

数据标识:

DIDI

10

序列号:

SER

帧格式见表6。

表6主站读请求帧格式

68HTA0…A6CTR003H_DIDISERCS16H