ICS 35.110 L 79
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T38619—2020
工业物联网 数据采集结构化描述规范
Industrial internet of thingsSpecification of structured description for
data acquisition
2020-11-01实施
2020-04-28发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T38619—2020
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3 缩略语
1
概述 4.1 工业物联网系统架构 4.2 工业物联网数据采集 4.3 数据采集描述数据源识别数据构成数据关联关系
4
5
6 7 8 数据展示 9 数据操作：附录A（规范性附录） 描述属性元素
18 GB/T 38619—2020
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 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。 本标准由全国信息技术标准化技术委员会（SAC/TC28）提出并归口。 本标准起草单位：无锡物联网产业研究院、中国电子技术标准化研究院、安徽德诺科技股份公司、同
济大学、上海汇环信息科技有限公司、江苏理工学院、富泰华工业（深圳）有限公司、常州信息职业技术学院、北京电信规划设计院有限公司、青海时代新能源科技有限公司、深圳市标准技术研究院、中国计量大学、重庆邮电大学、上海集成通信设备有限公司、宜科（天津）电子有限公司，深圳赛西信息技术有限公司，西安开元电子实业有限公司。
本标准主要起草人：李建慧、陈德基、吴昊、吴亮、徐春丽、李孟良、陶为戈、王永星、肖淑艳、张学琴、 陆海空、李家京、石欣欣、米伟、张旭杰、洪涛、张晖、杨宏、徐冬梅、吴明娟、陈书义、王公儒、邓钦元、熊飞、 付根利、柏文彦、顾强、邢涛、张鑫、王孝强、余晖、于琴。
II GB/T38619—2020
工业物联网 数据采集结构化描述规范
1范围
本标准规定了工业物联网数据采集中的数据源识别、数据构成、数据关联关系、数据展示以及数据操作的描述方法
本标准适用于工业物联网系统数据采集模块的设计和开发
规范性引用文件
2
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/T4754一2017国民经济行业分类 GB/T7408—2005 数据元和交换格式 信息交换 日期和时间表示法
缩略语
3
5ZI0
下列缩略语适用于本文件。 BLOB二进制大对象（BinaryLargeObject) CRM客户资源管理（CustomerResourceManagement） DCS 分布式控制系统（DistributedControlSystem） ERP 企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning） FCS 现场总线控制系统（FieldbusControlSystem） FTP 文件传输协议（FileTransferProtocol) HTTP超文本传输协议（HyperTextTransportProtocol) ID身份标识号（IdentityDocument） IT 信息技术（InformationTechnology） JDBCJava数据库连接（JavaDataBaseConnectivity） JSONJava脚本对象简谱（JavaScriptObjectNotation） MES制造执行系统（ManufacturingExecuationSystem） MongoDB巨大数据库（HumongousDataBase) MQTT消息队列遥感传输（MessageQueuingTelemetryTransport) OPC用于过程控制的对象连接与嵌人技术（ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl) OPCUAOPC统一架构（OPCUnifiedArchitecture) OT运行技术（OperationTechnology） PLC可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController） SCADA数据采集与监视控制（SupervisoryControlAndDataAcquisition） SQL结构化查询语言（StructuredQueryLanguage）
1 GB/T 38619—2020
4概述
4.1工业物联网系统架构
工业物联网是物联网在工业领域中的应用，其通过工业资源的网络互连、数据互通和系统互操作，实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应，达到资源的高效利用，从而构建服务驱动型的新工业生态体系，具有智能感知、泛在互联、精准控制、数字建模、 实时分析、迭代优化等特征。工业物联网数据采集是从工业物联网系统数据源，即产生数据的组件或子系统，获取数据并提供给相关组件或子系统使用的过程。 工业物联网系统架构主要分为3层，包括工厂 OT网络、工厂内IT网络和工厂外IT网络，如图1所示。
工厂外IT网络
工业云平台
工厂级网关
工厂IT平台供应链管理
工厂内IT网络
企业资源计划
客户关系管理
车间制造执行管理
工业物联网网关现场数据采集
现场数据监控
传感器 仪器仪表
标签
PLC
SCADA
CS/FCS
工厂OT网络
工业生产资源生产装备 流水线 辅助设施
环境
在制品
制成品
员工
原料
图1工业物联网系统架构框图
工厂OT网络是通过采用现场总线、工业以太网等技术连接现场传感器、控制器（如PLC、DCS、 FCS等）、监控设备等组件；工厂内IT网络主要由工厂内IT系统构成，通过工业物联网网关和工厂级网关等实现与工厂OT网络及工厂外互联网的安全隔离；工厂外IT网络由工厂外互联网、移动通信网、 专网等构成，通过IP网络连接。 4.2工业物联网数据采集
工业物联网数据采集主要分为两类，如图2所示。 第一类是指产生工厂内部OT网络时序数据的数据源，由工业现场感知控制设备（如传感器、仪器
仪表、PLC等)组成，从工业生产资源（如原料、生产装备、环境等）中实时采集设备运行参数、工况状态参数、运行环境参数等数据，这些数据通过现场总线或工业以太网传输至工业网关，再通过OPCUA、 MQTT、HTTP等协议实现与实时数据库的通信的过程；第二类是指产生工厂内IT网络以及工厂外
2 GB/T38619—2020
IT网络与企业生产经营相关的业务管理数据的数据源，主要由企业信息系统（如MES、ERP、CRM、工业云平台等）组成，其产生的大量网页、文档或视频等数据通过HTTP、FTP、JDBC、MongoDB等协议进行抽取，再通过HTTP、MQTT等协议将抽取转换后的数据存储到SQL、BLOB等数据库中的过程。
SQL数据库、BLOB数据库等
实时数据库
工业网关
数据抽取服务（ETL）
时序数据感知控制设备
业务数据工厂内和工厂外IT系统
1
图2工业物联网系统数据采集框图
4.3数据采集描述
针对以上工业物联网系统数据采集过程，对其数据源及其数据的描述可分为两层，一是对采集数据源及其数据的静态描述，包括数据源识别描述和数据构成描述；二是对采集过程中数据使用者和数据源之间交互的动态描述，包括数据操作，如图3所示，分述如下：
a）数据源识别描述：对数据源的基本属性的描述，如数据源名称、ID等 b）# 数据基本描述：对数据源中数据基本构成的描述，包括：
1）数据构成：对数据源中数据组和数据的基础属性进行描述； 2） 数据关联关系：对数据组之间的数据或数据组内部数据关联关系进行描述： 3） 数据展示：对采集数据通过交互界面、表格、图等形式进行展示，该功能为可选，在图3中
用虚线表示。
c） 数据操作描述：对数据采集过程中相关数据进行操作的描述，包括对数据及数据组进行读、写
以及对数据源的重置、自检、诊断等操作。
第5章～第9章将对以上采集过程分层进行，包括数据源识别、数据构成、数据关联关系、数据展示、数据操作等。
数据操作
动态交互描述
数据基本描述
数据展示
数据关联关系
静态信息描述
数据构成
数据源识别
图3数据采集结构化描述架构框图
3 GB/T38619—2020
5 数据源识别
数据源识别描述是对数据源基本属性的描述，如表1所示。
表1 数据源识别描述
属性名称
数据类型表示
属性描述
数据源的唯一标识，可采用以下方式对数据源ID进行命名：产业类型_产业领域_公司名称_数据来源。产业类型和产业领域见GB/T4754一2017，数据来源可参照数据源的类型进行自定义数据源的名称数据源描述数据源的类型，工业物联网中各种产生数据的组件或子系统，如传感器、执行器、PLC、DCS、SCADA、MES系统、ERP系统、供应链系统数据源的提供方自定义的数据源属性
ID
string
Name Description Type Provider 自定义
string string
string
string string
表1中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录A。 以下用JSON格式给出数据源描述的示例。 示例：MES数据源描述
"DataSource"
"Name"："MES数据源", "Description"："本数据源提供了XX公司MES的相关数据"， "ID"："produce_electronic_XX_MES", "Type":"MES", "Provider"："XX公司", "Version":"3.1"
以上示例中Version系统版本号为自定义的数据源属性。
数据构成
6
一个数据源中可包含若干个数据组，一个数据组中可包含若干个数据，一个数据中包含若干个数据属性。数据组和数据的具体属性描述如下：
a) 数据组数据组是逻辑上实现某种功能的数据集合，其属性的数据类型表示和描述如表2所示。
4
SAG GB/T38619—2020
表2 数据组描述
属性名称
数据类型表示
属性描述
ID Name Description Data source ID Access flag 自定义
string string string string string string
数据组ID，在同一数据源中唯一数据组名称数据组描述，可采用以下方式对数据组进行描述：（产品/项目/部门）_（工艺流程名/工艺流程号/设备名/设备号）_位置_自定义描述数据组所属的数据源的ID 数据组的默认访问属性，R：只读，W：只写，RW：读写自定义的数据组属性
表2中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录A。 以下用JSON格式给出数据组描述的示例。 示例1：工业风机在线实时监控 "Data_Group":
"Name":"Draught_fan", "ID"."0001", "Description"："PC_testEquipmentB_fanCheck data", "Data source ID":"produce_electronic_XX_MES", "Access flag":"R", "Number""5"
以上示例中Number在线风机个数为自定义的数据组属性。 b） 数据数据描述如表3所示。
表3 数据描述
属性名称
数据类型表示 string string string string string,integer,float, boolean,array string unsigned integer float float float
属性描述
ID Name Description Data group ID Type Unit Length Upper limit Lower limit Center line
数据ID 数据名称数据描述数据所属的数据组ID 数据类型数据计量单位数据的字节长度数据值的上限数据值的下限数据的中心值
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