ICS 29.020 L 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T340682017
物联网总体技术智能传感器接口规范
Generaltechnology of internet of things- Specification of intelligent sensorinterface
2018-02-01实施
2017-07-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T34068—2017
目 次
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件
1
术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语智能传感器功能架构 5
3
3
4
智能传感器数据格式 5.1 数据校准 5.2 工程数据的单位表达 5.3 智能传感器信息的数据结构 5.4基于XML的智能传感器设备数据描述方法 6智能传感器通信接口 6.1通则 6.2 有线通信接口 6.3无线通信接口附录A（规范性附录） 智能传感器校准模型附录B（资料性附录) 工程量纲特征向量表述实例附录C（规范性附录） 对象DDS的XML表述格式参考文献
10
11 12 14 GB/T34068—2017
前言
本标准按照GB/T1.1--2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本标准负责起草单位：湖北华威科智能技术有限公司、上海市计量测试技术研究院、上海波汇通信
科技有限公司、北京易能立方科技有限公司、河南汉威电子股份有限公司、广州致讯信息科技有限责任公司、北京自动化技术研究院、浙江省计量科学研究院、华中科技大学、北京国电智深控制技术有限公司、重庆市伟岸测器制造股份有限公司、昆明能讯科技有限责任公司、福建上润精密仪器有限公司、上海天祥质量技术服务有限公司、上海物联网中心、福建顺昌虹润精密仪器有限公司、上海市在线检测与控制技术重点实验室。
本标准主要起草人：尹周平、潘涵舜、楼志斌、王健、陶波、王裴劫、余国瑞、赵立行、李志刚、肖天雷、 陈哲敏、李春阳、田雨聪、茅晓晨、杜韶辉、唐田、戈剑、董浩、单联海、周军、陈志扬。
H GB/T34068—2017
引言
物联网智能传感器的一大特点就是能够通过各种接口实现与外部网络或系统的双向通信，并具备自识别、自描述、自组织等功能。目前，适用于智能传感器的通信接口种类繁多，为了优化产品之间的兼容性，规范我国智能传感器的研究和生产，促进产业的发展，有必要对智能传感器接口进行标准化
本标准对物联网智能传感器所使用的接口技术进行了规范，为智能传感器的接口设计提供了参考与指导。
Ⅱ GB/T34068—2017
物联网总体技术智能传感器接口规范
1范围
本标准规定了物联网智能传感器接口方面的术语和定义、系统的一般构成、数据格式和通信接口。 本标准适用于物联网智能传感器的接口设计、生产和使用。其他类似传感器的接口也可参照本
标准。
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。
GB/T6107一2000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 (EIA/TIA-232-E,IDT)
GB/T7665—2005 传感器通用术语 GB/T11014一1989平衡电压数字接口电路的电气特性（EIARS422A：1978，EQV） GB/T12057—1989 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通用
37插针和9插针接口
GB/T19244信息技术高性能串行总线（GB/T19244一2003，IEEE1394：1995，IDT） GB/T19582（所有部分）基于Modbus协议的工业自动化网络规范 GB/T20171用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范 GB/T20540.2测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范
第2部分：物理层规范和服务定义（GB/T20540.2—2006，IEC61158-2Type3：2003，MOD)
GB/T20540.3测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第3部分：数据链路层服务定义（GB/T20540.3—2006，IEC61158-3Type.3：2003，MOD）
GB/T20540.4测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第4部分：数据链路层协议规范（GB/T20540.42006，IEC61158-4Type3：2003，MOD)
GB/T26790（所有部分）工业无线网络WIA规范 GB/T26796.2用于工业测量与控制系统的EPA规范第2部分：协议一致性测试规范 GB/T26796.3用于工业测量与控制系统的EPA规范第3部分：互可操作测试规范 GB/T26796.4用于工业测量与控制系统的EPA规范第4部分：功能块的技术规范 GB/T27960 以太网POWERLINK通信行规规范（GB/T27960—2011，EPSGDS301，MOD） GB/T29768信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议 GB/T29910（所有部分）工业通信网络现场总线规范类型20：HART规范 GB/T31230（所有部分）工业以太网现场总线EtherCAT GB/T33905.3--2017智能传感器第3部分：术语 GB/T34069物联网总体技术智能传感器特性与分类 GB/Z20541.1测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10：PROFINET规
范第1部分：应用层服务定义（GB/Z20541.1—2006，IEC61158-5type10：2003，MOD）
1 GB/T34068—2017
GB/Z20541.2测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10：PROFINET规范第2部分：应用层协议规范（GB/Z20541.2—2006，IEC61158-6type10：2003，MOD）
GB/Z26157（所有部分）测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型2：Con- trolNet和EtherNet/IP规范[GB/Z26157—2010（所有部分），IEC61158：2003，MOD]
YD/T1272（所有部分）光纤活动连接器 IEC60603-7-1电子设备用连接器第7-1部分：有质量评定的具有通用插合特性的8通道活动
式和固定式屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment-Part7-1：Detailspecification for 8-way,shielded free and fixed connectors with comon mating features,with assessed quality)
IEC60603-7-2电子设备用连接器第7-2部分：最高频率100MHz的数据传输用8通道活动式和固定式非屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment一Part7-2：Detailspecification for 8-way,unshielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 100 MHz)
IEC60603-7-4电子设备用连接器第7-4部分：最高频率250MHz的数据传输用8通道活动式和固定式非屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment一Part7-4：Detailspecification for 8-way,unshielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 25o MHz)
IEC60603-7-5电子设备用连接器第7-5部分：最高频率250MHz的数据传输用8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment-—Part7-5：Detailspecification for 8-way,shielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 25o MHz)
IEC60603-7-7电子设备用连接器第7-7部分：最高频率600MHz的数据传输用8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范（ConnectorsforelectronicequipmentPart7-7：Detailspecification for 8-way,shielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 6oo MHz)
ISO11898-1道路车辆控制器局域网络（CAN）第1部分：数据链路层和物理信号[Roadve hicles--Controller area network(CAN)-Part 1:Data link layer and physical signalling]
ANSI/TIA/EIA-485-A平衡数字多点系统发生器和接收机的电特性（Electricalcharacteristics of generators and receivers for use in balanced digital multipoint systems)
IEC61158工业通信网络现场总线规范（所有部分）［Industrialcommunicationnetworks- Filedbus specifications(all parts)
IEC61784-2工业通信网络行规第2部分：基于ISO/IEC8002-3的实时网络用附加现场总线行规（IndustrialcommunicaionnetworksProfilesPart2：Additionalfieldbusprofilesforreal- time networks based onISO/IEC 8802-3)
IEC62734工业网络无线通信网络和通信行规ISA100.11a（Industrialnetworks一Wireless communicationnetworkand communicationprofiles--ISA1oo.1la)
IEEE1451.2：1997国际电机电子工程学会智能变送器接口技术标准变送器与微处理器通信协议和变送器电子数据表格（TEDS）格式［IEEEStandardforaSmartTransducerInterfaceforSensors and Actuators—Transducer to Microprocessor Communication Protocols and Transducer Electronic DataSheet（TEDS)FormatsJ
IEEE802.11国际电机电子工程学会信息技术标准局域网和城域网通信和信息交换技术规范第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范[IEEEStandardforInformationtechnology- Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolican area net- works—Specific requirements--Part 1l:Wireless LAN Medium Access Control(MC) and Physical Layer(PHY)Specifications]
蓝牙核心规范4.o(BluetoothCoreSpecificationversion4.0) CiA3o1CANopen应用层和通信目录（CANopenapplicationlayerandcommunicationprofile)
2 GB/T34068—2017
ZigBee-2007规范(ZigBee-2007Specification)
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/T76652005和GB/T33905.3-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
智能传感器 intelligentsensor 具有与外部网络系统双向通信的手段，用于发送测量、状态信息，接收和处理外部命令的传感器。 [GB/T33905.3—2017,定义3.2]
3.1.2
智能传感器通信接口intelligentsensorcommunicationinterface 智能传感器之间、智能传感器与外部网络或系统之间进行双向通信所需具备的物理接口和通信协
议技术要求。
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。 CAN：控制器局域网络 DDS：设备描述表 EPA：工厂自动化用以太网 EtherCAT：以太网控制自动化技术 HART：可寻址远程传感器高速通道 PROFIBUS：过程现场总线 RFID：射频识别 WIA-PA：用于过程自动化的工业无线网络
智能传感器功能架构
4
智能传感器功能架构是对智能传感器基本功能结构的描述，如图1所示。智能传感器的具体分类见GB/T34069中的要求。
智能计算单元
传感单元1
信号调理
外部网络系统
接口单元
传感单元2
数据处理数据存储
传感单元n
图1智能传感器功能架构
3 GB/T34068-—2017
5智能传感器数据格式
5.1数据校准
智能传感器应提供数据校准功能，可依据传感器内置的数据表达模型执行数据转换。 工程量一般基于浮点数值表示，并具有数据表达模型所规定的测量单位。为了便于描述和机器识
别，可采用具有规范形式的多项式表达。附录A中A.1给出了智能传感器的一般校准模型。
智能传感器宜采用分段多项式表达的校准模型，对输人范围分段并采用不同的校准系数。分段应
考虑分段间隔与多项式的次数，A.2给出了智能传感器的分段校准模型。
数据校准时，首先检测并确定输入值所处的分段区间，然后再选择指定的校准模型对数据进行校准。
智能传感器应当存储校准模型描述信息和校准模型系数，包括传感器通道数、每个通道的分段数、 段边界偏移量值、多项式最高次数、校准系数等校准模型的相关信息，以及传感器数据类型、单位、传感器类型和其他配置所需要的描述信息。
智能传感器所需要的校准模型信息应由传感器的制造企业依据实际需求在设计完成后写入传感器的配置区域，具体细节应符合5.3的要求。 5.2工程数据的单位表达
对任何一个单位U，均可由弧度（rad）、球面度（sr）、长度（m）、质量（kg）、时间（s）、电流（A）、温度 (K）、物质的量（mol)和光强（cd）的复合形式表达：
lg(U)=lgLp(rad,sr,m,kg,s,A,K,mol,cd,l)J=^lgN......... ..(1)
式中： N-—基本单位向量,N=[rad,sr,m,kg,s,A,K,mol,cd,1J; 入—物理单位U的特征向量，=[入1，入2，入，入，入5，入，，g，，10]。 注：公式中的计量单位表现为变量。 若入；（i1，2，"，10)的值均等于0，则称入为零特征向量。 对任何一个单位，均存在唯一的特征向量与之对应。对于没有物理含义的数字量，其特征向量为零
特征向量。
此通用表达方式结构如图2所示。
最高有效字节位
最低有效字节位
基本单位 ENUM 弧度 球面度 长度 质量 时间 电流 温度 物质量 光强 常量量纲符号 ENUM rad Sr
kg 3 A K mol
d
1
特征系数 ENUM 2 入2 入3 24 16 16 入 g g 10 编码 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节
?
1
+
+
1 二进制数的值=128十2x对应的特征系数值(a)
+
+
!
枚举值0：表示物理单位由基本单位构成枚举值1：表示物理单位形如IgU,其中U由基本物理单位来描述枚举值2：表示数据为数字量，没有物理单位，字段2-10设为128 图2基于特征向量的单位通用表达方法
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