环境监控物联网系统建设要求 空气环境质量监测信息传输技术规范doc

1、ICS13.020Z 05DB32江苏省地方标准DB32/T XXXXXXXXX环境监控物联网系统建设要求 空气环境质量监测信息传输技术规范Construction requirement of internet of things for environmental monitoring Technical specifications for air environmental quality information TransferringXXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施江苏省质量技术监督局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语、定义和缩略语14

2、总体要求25信息交换方式26信息交换流程37数据交换报文要求78数据结构描述119代码16附录A（规范性附录）空气环境质量监测数据Schema18附录B（规范性附录）空气环境质量监测数据交换操作Schema26附录C（规范性附录）计量单位编码34附录D（规范性附录）监测项目代码35附录E（资料性附录）层次结构图图符说明36前言本标准按照GB/T 1.12009的规定编制。本标准由江苏省环境保护厅提出并归口。本标准起草单位：江苏省生态环境监控中心、江苏省标准化研究院、南京师范大学。本标准主要起草人：何春银、陈媛、黎刚、张宏、王婷、许萌君、刘珏、徐洁、吴杰、寇晓芳。 环境监控物联网系统建设要求 空

3、气环境质量监测信息传输技术规范1 范围本标准描述了空气环境质量监测信息传输的总体要求、信息传输方式、信息传输流程、数据交换报文要求、数据结构描述和代码要求。本标准适用于各类空气环境质量监测点位的信息交换活动。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/T 2260-2007 中华人民共和国行政区划代码GB 2312-1980 信息交换用汉字编码字符集 基本集GB 3095-2012 环境空气质量标准GB/T 10114-2003 县级以下行政区划代码编制规则

4、GB 13000-2010 信息技术 通用多八位编码字符集（UCS）GB/T 17295-2008 国际贸易用计量单位代码HJ 14-1996 环境空气质量功能区划分原则与技术方法3 术语、定义和缩略语3.1 术语和定义GB 3095-2012 界定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1.1空气质量指数 air quality index定量描述空气质量状况的无量纲指数，计算方法依据具体的业务规范和标准。3.1.2空气质量实时数据 real-Time data of air quality环境空气监测项目浓度的实时监测数据。3.1.3空气质量10分钟数据 10-minute average

5、data of air quality任何10分钟环境空气监测项目浓度的均值。3.1.4空气质量1小时均值 1-hour average data of air quality任何1小时环境空气监测项目浓度的均值。3.1.5空气环境质量8小时均值 8-hour average data of air quality连续8小时环境空气监测项目平均浓度的均值，也称8小时滑动均值。3.1.6空气质量日均值 24-hour average data of air quality一个自然日24小时内环境空气监测项目平均浓度的均值（也称日均值）。3.2 缩略语XML 可扩展置标语言 Extensible

6、Markup LanguageeqiXML 环境质量信息可扩展置标语言 Extensible Markup Language of Monitoring Information for envirntment quality 4 总体要求 4.1 字符集使用的字符集应符合GB 13000-2010或GB 2312-1980的规定。4.2 命名空间 4.2.1 环境质量监测数据XML描述使用的命名空间为：“4.2.2 交换操作规范XML描述使用的命名空间为：“4.2.3 交换报文规范XML描述使用的命名空间为：“4.3 监测数据Schema 描述描述内容应符合本标准附录A的要求。4.4 交换操作

7、 Schema 描述描述内容应符合本标准附录B的要求。5 信息交换方式5.1 查询数据客户端向空气环境质量监测点发送数据查询请求，监测点根据查询请求返回空气环境质量监测数据。5.2 订阅数据客户端向空气环境质量监测点发送数据订阅请求，监测点根据订阅请求，在条件满足的时候向客户端推送空气环境质量监测数据。6 信息交换流程6.1 交换操作6.1.1 查询请求客户端向空气环境质量监测点发出的查询数据传输请求，查询请求结构见表1。表1 查询请求结构diagramnamespacechildren数据报文source见附录B.1 交换方式.xsd6.1.2 查询响应空气环境质量监测点对查询请求的响应，查

8、询响应结构见Error! Reference source not found.。表2 查询响应结构diagramnamespacechildren数据报文source见附录B.1 交换方式.xsd6.1.3 订阅请求客户端向空气环境质量监测点发出的数据传输请求，订阅请求结构见Error! Reference source not found.。表3 订阅请求结构diagramnamespacechildren数据报文source见附录B.1 交换方式.xsd6.1.4 订阅响应空气环境质量监测点对订阅请求的响应，订阅响应包含订阅的数据报文。订阅响应结构见Error! Reference so

9、urce not found.表4 订阅响应结构diagramnamespacechildren数据报文source见附录B.1 交换方式.xsd6.2 交换流程6.2.1 数据查询与响应客户端向空气环境质量监测点发出查询数据请求，监测点对查询响应的流程。数据查询与响应流程见图1。图1 数据查询与响应流程图6.2.2 数据订阅与响应客户端向空气环境质量监测点请求按照预设的时间或条件传送查询数据。数据订阅与响应流程见图2。 图2 数据订阅与响应流程6.2.3 身份认证应有身份认证,采用方式依据具体的业务需求来确定。6.3 错误信息6.3.1 模型系统的错误信息结构见表5。表5 错误信息结构dia

10、gramnamespacechildren操作错误 数据错误source见附录B.1 交换方式.xsd6.3.2 操作错误数据交换过程中发生的操作错误信息结构见表6；操作错误编码规则为：操作类别编码（2位编码）+错误原因编码（3位编码），操作类别编码见表7；错误原因编码见表8。表6 操作错误信息结构diagramnamespacechildren操作错误编码 操作错误名称 操作错误描述source见附录B.1 交换方式.xsd表7 操作类别编码编码名称描述01查询操作与数据查询有关的错误02订阅操作与数据订阅有关的错误99其他操作与其他操作有关的错误表8 错误原因编码编码名称描述001身份信息

11、非法认证无效，身份信息非法002身份信息已过期认证无效，身份信息已过期003身份信息已被废除认证无效，身份信息已被废除004其他身份信息错误认证无效，其他认证错误005其他认证错误认证无效，其他认证方式错误010监测点不存在监测点信息未注册020数据不存在操作数据不存在030数据已存在操作数据已存在040网络连接错误网络可能无法连接999其他原因其他原因6.3.3 数据错误接收方接收到一个格式不正确的数据包，应向发送方返回数据错误信息。数据错误信息结构见Error! Reference source not found.，“数据错误编码”的编码规则见表10。表9 数据错误信息结构diagram

12、namespacechildren数据错误编码 数据错误描述source见附录B.1 交换方式.xsd表10 数据错误编码规则编码描述001数据格式错误002数据包版本不正确003不支持的服务类型004交换格式错误005数据包不能通过Schema验证006数据包签名验证有误007指定接收方不存在008地址不匹配，即数据包得接收方与该数据包的“接收方”定义不相同999其他系统错误注： 数据错误的服务优先级缺省为4级，操作错误的服务优先级缺省为3级。7 数据交换报文要求7.1 数据交换报文结构报文是自动监控信息交换中的基本数据交换单元。报文结构见Error! Reference source no

13、t found.。表11 eqixml 报文结构diagramnamespacechildren报文头 报文体source见附录B.2 报文结构.xsd注： 报文包括报文头和报文体两部分。eqixml 为根元素。7.2 报文头报文头在各级节点之间进行数据交换时，将数据包正确地传送到目的地址。报文头结构见Error! Reference source not found.。表12 报文头结构diagramnamespacechildren发送方 接收方 消息序号 服务时间 服务时限 服务类型 服务优先级 回执要求used byeqiXMLsource见附录B.2 报文结构.xsd7.2.1 发送

14、方发送数据包的节点。7.2.2 接收方接收数据包的节点。7.2.3 消息序号 空气环境质量监测数据传输发起方与响应方之间数据交换时数据包的匹配序号。消息序号由数据传送发起方产生，响应方在消息序号的基础上加1，其采用21 个字节长的可见字符串，构成方式为：a) 年+月+日+时+分+秒+随机数+累加数；b) YYYYMMDDHHMMSSRRRRnnn。 随机数为十进制表示的小于9999 的随机产生数字，累加数起始为001，具体可见示例1。7.2.4 服务时间服务请求产生时的时间。7.2.5 服务时限规定接收方对数据包内容定义的业务操作的应答时间，单位为秒。服务时限的开始

15、时间为服务时间，若取值为0，则表示没有时间限制。7.2.6 服务类型表示数据包承载信息的类型，分别为：“查询请求”、“查询响应”、“订阅请求”、“订阅响应”等。具体说明如下：a) 查询请求：客户端向监测点发出的查询请求服务；b) 查询响应：监测点对客户端的查询响应服务；c) 订阅请求：客户端向监测点发出的订阅请求服务；d) 订阅响应：监测点对发出请求的客户端的订阅响应服务；e) 服务类型可根据需要扩充。7.2.7 服务优先级数据包在网络传输交换以及系统处理时的优先级一般分为5级，级数越高，优先级越高。若请求数据包规定服务优先级为5级，则响应数据包的服务优先级也为5级。7.2.8 回执要求定义是

16、否需要接收方给出回执表示对方已经收到数据包。0表示不需要回执，1表示需要回执，缺省值为0。当数据包信息类型为管理类信息时，不需要回执。7.3 报文体7.3.1 报文体结构空气环境质量监测信息发送方需要接收方处理的数据内容，包括空气环境质量监测数据信息或系统产生的错误信息，可根据需要扩展，报文体结构见Error! Reference source not found.。表13 报文体结构diagramnamespacechildren信息类型 签名信息 系统回执 anyused byeqiXMLsource见附录B.2 报文结构.xsd7.3.2 信息类型根据传输的信息内容，选择信息类型。当数据

17、包信息类型为管理类信息时，不需要信息类型。7.3.3 系统回执接收方正确收到数据包时，返回发送方正确接收的确认数据包。7.3.4 签名信息 签名结构签名信息包括5个元素：摘要算法、签名算法信息、签名值、签名时间、签名备注。签名信息结构见Error! Reference source not found.。表14 签名信息结构diagramnamespacechildren摘要算法 摘要值 签名算法信息 签名值 签名时间 签名备注used by报文体source见附录B.2 报文结构.xsd注： 摘要算法取值为：0，1。0表示SHA-1算法，1表示SHA-256，可根据实际需要扩充

18、。 签名算法签名算法信息为：签名算法名和公钥证书。签名算法名取值为0。0 表示SHA-1 算法（根据实际需要扩充）。公钥证书为签名者所持的公钥证书。签名算法信息结构见表15。表15 签名算法信息结构diagramnamespacechildren签名算法名 公钥证书used by签名算法信息source见附录B.2 报文结构.xsd7.4 数据加密与安全保障7.4.1 身份认证监测点与客户端之间的请求和数据交换使用身份认证。7.4.2 加密传输客户端与监测点数据交换中要求请求方使用HTTPS方式登录到响应方，响应方采用SSL配置的方式在通过身份认证后，对数据加密传输。可以根据情况

19、采用其它方式加密传输。7.5 数据一致性数据传输过程中，应保证数据一致性。当出现同一条数据重复传输时，以最后一条数据为准。7.6 数据签名与校验数据传输过程中，应保证数据有效性，传输节点应加入数据签名信息。通过签名信息校验数据的有效性。8 数据结构描述8.1 数据交换频度空气环境质量监测数据传输交换频度为：实时报数据、10分钟报数据、小时报数据、日报数据。8.2 空气环境质量监测信息空气环境质量监测信息结构见Error! Reference source not found.。表16 空气环境质量监测信息结构diagramnamespacechildren空气环境质量监测点位信息 空气环境质量

20、实时报数据 空气环境质量10分钟报数据 空气环境质量小时报数据 空气环境质量日报数据 used by空气环境质量监测信息source见附录A 空气环境质量监测数据schema8.3 空气环境质量监测点位信息空气环境质量监测点位信息结构见Error! Reference source not found.。表17 空气环境质量监测点位信息结构diagramnamespacechildren测点编码 测点标识 测点地形标高 测点名称 测点相对高度 度_经度 度_纬度 分_经度分_纬度 秒_经度 秒_纬度used by空气环境质量监测信息source见附录A 空气环境质量监测数据schema8.4

21、空气环境质量实时报数据空气环境质量实时报数据结构见Error! Reference source not found.。表18 空气环境质量实时报数据结构diagramnamespace表18 空气环境质量实时报数据结构(续)children测站标识 测站代码 测站名称 行政区划代码 行政区划名称 监测时间 项目代码 项目名称 监测值 最低检出限used by空气环境质量监测信息source见附录A 空气环境质量监测数据schema8.5 空气环境质量10分钟报数据空气环境质量10分钟报数据结构见Error! Reference source not found.。表19 空气环境质量10分钟

22、报数据结构diagramnamespacechildren测点标识 测点编码 测点名称 监测时间 项目代码 项目名称 监测值 最低检出限used by空气环境质量监测信息source见附录A 空气环境质量监测数据schema8.6 空气环境质量小时报数据空气环境质量小时报数据结构见表20。表20 空气环境质量小时报数据结构diagramnamespacechildren测点标识 测点编码 测点名称 年 月 日 时 SO2_1小时平均 NO2_1小时平均 PM10_1小时平均 PM10_24小时滑动平均 PM2.5_1小时平均 PM2.5_24小时滑动平均 CO_1小时平均 O3_1小时平均 O

23、3_8小时滑动平均 NOx_1小时平均 F_1小时平均 used by空气环境质量监测信息source见附录A 空气环境质量监测数据schema8.7 空气环境质量日报数据空气环境质量日报数据结构见表21。表21 空气环境质量日报数据结构diagramnamespacechildren测点标识 测点编码 测点名称 年 月 日 SO2_24小时平均 NO2_24小时平均 CO_24小时平均 O3_最大1小时平均 O3_最大8小时滑动平均 PM10_24小时平均 PM2.5_24小时平均 TSP_24小时平均 NOx_24小时平均 BaP_24小时平均 F_24小时平均 used by空气环境质量

24、监测信息source见附录A 空气环境质量监测数据schema9 代码本标准中涉及的代码应符合如下要求：a) 行政区划：符合 GB/T 2260-2007和GB 10114-2003的要求；b) 计量单位编码：符合附录 C的要求；c) 监测因子代码：符合附录 D的要求；d) 气功能区类别编码：符合HJ 14-1996的要求。附录A （规范性附录）空气环境质量监测数据Schema<?xml version="1.0" encoding="gb2312"?><xs:schema targetNamespace=" xmlns=&q

25、uot; xmlns:xs="/2001/XMLSchema" elementFormDefault="qualified"> <xs:element name="空气环境质量监测信息"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="空气环境质量监测点位信息"/> <xs:element name="空气环境质量实时报数据"/> <xs:e

26、lement name="空气环境质量10分钟报数据"/> <xs:element name="空气环境质量小时报数据"/> <xs:element name="空气环境质量日报数据"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="空气环境质量监测点位信息"> <xs:complexType> <xs:sequence> <

27、;xs:element name="测点编码"/> <xs:element name="测点标识"/> <xs:element name="测点地形标高"/> <xs:element name="测点名称"/> <xs:element name="测点相对高度"/> <xs:element name="度_经度"> <xs:simpleType> <xs:restriction base=&q

28、uot;xs:decimal"/> </xs:simpleType> </xs:element> <xs:element name="度_纬度"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:decimal"/> </xs:simpleType> </xs:element> <xs:element name="分_经度"> <xs:simpleType> <xs:res

29、triction base="xs:decimal"/> </xs:simpleType> </xs:element> <xs:element name="分_纬度"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:decimal"/> </xs:simpleType> </xs:element> <xs:element name="秒_经度"> <xs:simpleTyp

30、e> <xs:restriction base="xs:decimal"/> </xs:simpleType> </xs:element> <xs:element name="秒_纬度"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:decimal"/> </xs:simpleType> </xs:element> </xs:sequence> </xs:complexType&

31、gt; </xs:element> <xs:element name="空气环境质量实时报数据格式"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="测点标识" type="测点标识"/> <xs:element name="测点编码" type="测点编码"/> <xs:element name="测点名称" type="测点名称&qu

32、ot;/> <xs:element name="监测时间" type="xs:date"/> <xs:element name="项目代码" type="项目代码"/> <xs:element name="项目名称" type="项目名称"/> <xs:element name="监测值"/> <xs:element name="最低检出限"/> </xs:sequ

33、ence> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="空气环境质量10分钟报数据格式"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="测点标识" type="测点标识"/> <xs:element name="测点编码" type="测点编码"/> <xs:element name=&quo

34、t;测点名称" type="测点名称"/> <xs:element name="监测时间" type="xs:date"/> <xs:element name="项目代码" type="项目代码"/> <xs:element name="项目名称" type="项目名称"/> <xs:element name="监测值"/> <xs:element name=&quo

35、t;最低检出限"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="空气环境质量小时报数据格式"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="测点标识" type="测点标识"/> <xs:element name="测点编码" type="测点编码"/

36、> <xs:element name="测点名称" type="测点名称"/> <xs:element name="年" type="xs:date"/> <xs:element name="月" type="xs:date" minOccurs="1" maxOccurs="12"/> <xs:element name="日" type="xs:date&q

37、uot; minOccurs="1" maxOccurs="31"/> <xs:element name="时" type="xs:date" minOccurs="1" maxOccurs="24"/> <xs:element ref="SO2_1小时平均"/> <xs:element ref="NO2_1小时平均"/> <xs:element ref="PM10_1小时平均&

38、quot;/> <xs:element ref="PM10_24小时滑动平均"/> <xs:element ref="PM2.5_1小时平均"/> <xs:element ref="PM2.5_24小时滑动平均"/> <xs:element ref="CO_1小时平均"/> <xs:element ref="O3_1小时平均"/> <xs:element ref="O3_8小时滑动平均"/> <

39、;xs:element ref="NOx_1小时平均"/> <xs:element ref="F_1小时平均"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="空气环境质量日报数据格式"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="测点标识" type="测点标识&quo

40、t;/> <xs:element name="测点编码" type="测点编码"/> <xs:element name="测点名称" type="测点名称"/> <xs:element name="年" type="xs:date"/> <xs:element name="月" type="xs:date" minOccurs="1" maxOccurs="1

41、2"/> <xs:element name="日" type="xs:date" minOccurs="1" maxOccurs="31"/> <xs:element ref="SO2_24小时平均"/> <xs:element ref="NO2_24小时平均"/> <xs:element ref="CO_24小时平均"/> <xs:element ref="O3_最大1小时平

42、均"/> <xs:element ref="O3_最大8小时滑动平均"/> <xs:element ref="PM10_24小时平均"/> <xs:element ref="PM2.5_24小时平均"/> <xs:element ref="TSP_24小时平均"/> <xs:element ref="NOx_24小时平均"/> <xs:element ref="BaP_24小时平均"/>

43、<xs:element ref="F_24小时平均"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> <xs:simpleType name="测点标识"> <xs:restriction base="xs:string"/> </xs:simpleType> <xs:simpleType name="测点编码"> <xs:restriction base=&quo

44、t;xs:string"/> </xs:simpleType> <xs:simpleType name="测点名称"> <xs:restriction base="xs:string"/> </xs:simpleType> <xs:simpleType name="项目代码"> <xs:restriction base="xs:string"/> </xs:simpleType> <xs:simpleType

45、name="项目名称"> <xs:restriction base="xs:string"/> </xs:simpleType> <xs:element name="SO2_24小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexTy

46、pe> </xs:element> <xs:element name="SO2_1小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="NO2_24小时平均">

47、<xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="NO2_1小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:att

48、ribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="PM10_1小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:com

49、plexType> </xs:element> <xs:element name="PM10_24小时滑动平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="PM10_24小时平均

50、"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="CO_24小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/>

51、 <xs:attribute name="单位" default="/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="CO_1小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="/m³"/> <

52、/xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="O3_1小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="O3_最大1小时平

53、均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="O3_最大8小时滑动平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/

54、> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="O3_8小时滑动平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/&

55、gt; </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="PM2.5_1小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name=&quo

56、t;PM2.5_24小时滑动平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="PM2.5_24小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name

57、="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="TSP_24小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/

58、m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="NOx_24小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:ele

59、ment name="NOx_1小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="BaP_24小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribu

60、te name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="F_1小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default=&quo

61、t;g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="F_24小时平均"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:e

62、lement name="SO2"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"/> <xs:attribute name="单位" default="g/m³"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="NO2"> <xs:complexType> <xs:attribute name="值"