(高清版)GB∕T 38319-2019 建筑及居住区数字化技术应用 智能硬件技术要求

ICS35.240GB/T38319—2019建筑及居住区数字化技术应用智能硬件技术要求国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T38319—2019 I 2规范性引用文件 3术语和定义 附录A(资料性附录)场景结构示意图 8附录B(资料性附录)通信模块接口连接方式及通信协议示例 9IGB/T38319—2019本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。本标准由全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会(SAC/TC426)归口。本标准起草单位：中关村乐家智慧居住区产业技术联盟、长城物业集团股份有限公司、厦门立林科技有限公司、青岛文达通科技股份有限公司、浙江摩根智能技术有限公司、广东瑞德智能科技股份有限朗阳科技有限公司、广东志高空调有限公司、广东赛博威信息科技有限公司、广西瀚特信息产业股份有限公司、浙江比华丽电子科技有限公司、辽宁宜居尚雅科技有限公司、北京中易瑞佳节能科技有限公司、成都思唯奇科技有限公司、百思特建设股份有限公司。1GB/T38319—2019建筑及居住区数字化技术应用智能硬件技术要求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GB/T17626.1电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论GB/T25056信息安全技术证书认证系统密码及其相关安全技术规范GB/T25058信息安全技术信息系统安全等级保护实施指南GB/T29262—2012信息技术面向服务的体系结构(SOA)术语GB/T35134—2017物联网智能家居设备描述方法GB/T35134—2017、GB/T29262—2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使3.3对设备自有功能和服务的表述。[GB/T35134—2017,定义3.4][GB/T29262—2012,定义2.35]3.5[GB/T29262—2012,定义2.37]2GB/T38319—20193.6自组网self-organizednetwork通过智能硬件的设备描述文件，网关和系统自主完成对智能硬件的注册、分配地址，实现通信的过程。4应用场景建筑及居住区智能硬件应包括智能家居系统、居住区公共服务系统相关的硬件设备，其应用场景结构参见附录A中的图A.1。4.2典型应用场景智能家居应用的要求如下：a)智能家居系统应由硬件终端设备、智能网关及智能家居云平台组成；智能网关，完成与其它终端及云平台的接入；c)用户应通过网页(WEB)或手机应用程序(APP)访问智能家居云服务平台获取服务。4.2.2居住区公共服务系统应用居住区公共服务系统应用的要求如下：a)居住区公共服务系统应由多个硬件终端设备、居住区智能网关、居住区信息化管理平台组成；b)智能建筑设备、安防设备、能源设备等应通过智能网关集成到管理平台；c)用户应通过网页或手机应用程序访问管理平台获取服务。5功能要求智能硬件应通过通信接口模块接入智能系统控制网络，并通过设备描述文件的发布解析为用户提a)将自身具备的全部功能按照标准化的设备描述方法生成设备描述文件，通过通信接口在智能网关(管理服务设备、服务器)中登记，可与其它设备实现互联互通、互操作。智能硬件的设备描述方法及信息数据编码应符合GB/T35134—2017的要求。b)通过联接通信网络系统，为后台提供基础数据，接受来自后台的控制和管理。c)通过软硬件结合以及后台网络服务的支撑，使其能够具有自学习、人工智能等功能。5.2硬件组成智能硬件应由通信接口模块及功能单元模块组成，其结构见图1。3GB/T38319—2019网网络硬件功能硬件功能单元网络接口插头图1智能硬件结构智能硬件性能宜满足下列要求：a)满足GB/T17626.1规定的电磁兼容要求；b)具有看门狗，防止设备意外死机；c)具有非易失性存储器，存储配置信息及必要的其它信息；d)具备故障自诊断功能。5.3网络通信功能在网络信息系统的体系结构中，建筑及居住区控制网络系统只涉及三层结构，即物理层、数据链路应用层应用层数据链路层物理层图2网络通信参考模型三层结构的要求如下：a)物理层应规定智能硬件之间物理连接的标准特性；b)数据链路层应实现无差错的传送数据帧；c)应用层应规定不同智能硬件之间及智能硬件与后台之间如何相互传递报文，应包括报文类型、报文类型的语法、字段的语义、何时发送报文及对报文进行响应等。智能硬件应嵌入通信接口模块，模块中的网络通信方式可采用有线或者无线方式接入智能网关，通过智能网关实现与系统间网络数据交换，并满足如下要求：a)智能硬件应至少支持其中一种方式接入互联网，如有线宽带直接接入、局域网接入、移动通信网接入等；4GB/T38319—2019b)智能硬件应具备唯一网络标识，具有自动识别、自动组网功能；c)应采用WEB服务技术和SOA(面向服务的体系结构)应用技术。智能硬件应按照GB/T35134—2017规定的设备描述方法生成统一的设备描述文件，按照统一的数据格式形成相应的应用层协议，实现设备间数据互联互通。由设备描述文件的标准化数据格式和控制指令方式形成的应用层内容，应与网络底层的物理细节无关，是一种完全开放式的网络系统，其应用信息可采用各种物理媒体和网络访问方式来传递。智能硬件应支持自组网功能，组网过程的要求如下：a)智能硬件应在其非易失性存储器中写入相应通信程序，实现与接口模块之间正常的信息收发，能够识别标准中规定的帧结构，并从完整的帧结构中获得有效信息；b)智能硬件应利用通信协议将设备描述文件传递给智能网关，网关解析设备描述文件为硬件终端分配地址，完成智能网关对智能硬件的自组网；c)智能网关应将完成组网的设备信息上报到服务器并进行认证注册，完成智能网关与服务器的5.4后台支撑功能智能硬件的服务发现功能见图3,具体要求如下：a)智能硬件应具备服务发现功能，将智能硬件的功能、属性通过智能网关上报后台，并通过浏览器展示给系统中的其它终端或者用户，其它终端和用户可根据提供的功能对智能硬件进行交互控制。b)智能硬件应具备控制功能，并接收触发源及执行相应的操作。触发源可是自身参数的变化，也可是智能网关和关联设备相应的控制指令等；执行的操作可是改变自身的参数，也可是向其它对象发出指令。c)智能硬件应具备反馈功能，对控制行为进行体现，并经智能网关向后台进行反馈。服务反馈后台服务器服务发现服务控制服务反馈智能智能智能图3智能硬件服务功能5GB/T38319—2019智能硬件应具有设备管理功能，具体要求如下：a)智能硬件应具备寻址的能力，寻址的方式可以是端口寻址、MAC寻址，也可以是自定义的寻址方式；b)智能网关应通过通信网络对所有智能硬件分配地址，识别智能硬件的服务功能，对通信网络中的其它智能硬件的服务进行控制；c)智能网关应管理通信网络内智能硬件，通过智能硬件描述文件完成智能硬件的识别、组网，并记录在线智能硬件的运行维护状态。智能硬件宜具有远程操作控制、状态查询、故障诊断以及远程设置与软件更新等服务功能，宜包括以下具体内容：a)用户认证：通过注册认证之后才能合法获取远程服务功能，并能对用户使用权限进行管理，以及用户的注销；c)运行记录：在后台实时记录智能硬件设备的操作动作以及运行状态，可供查询；d)实时数据：可远程获取智能硬件的实时数据；e)控制操作：可远程操作控制智能硬件的功能，实时返回操作控制的结果状态信息；f)数据存储：后台具备智能硬件历史数据存储功能；g)数据分析：后台具备数据处理和数据分析功能，通过自学习和大数据分析为用户提供智能化、人性化的功能服务；h)远程更新：支持远程在线软件更新。5.5人机交互功能智能硬件应具备人机交互功能，交互方式具有多元化多样性，不同人机交互方式可协同使用，宜采用WEB服务技术和SOA应用技术。智能硬件宜具备至少一种下列方式的人机接口：a)专用控制终端应包括手动开关电器、手动调节设备，带显示屏和按键或者触控屏的家庭控制终端等。部分可靠性要求较高的智能硬件设备，应支持智能化交互方式和手动交互方式。b)图形界面应包括手机APP、WEB界面等。c)模式识别应包括语音、体感等方式，语音交互应包括直接语音与间接语音，并符合下列要求：2)间接语音，即通过一款中间设备和其它设备展开交互。a)控制信息应包含硬件终端接受的一切控制命令，完成设备操作、数据召唤等；b)状态信息应包含全部设备属性信息，如设备开关状态、硬件健康状态等；6GB/T38319—20196接口要求智能硬件在接口模块中应写入标准的设备描述文件，应在其非易失性存储器中写入符合标准通信协议的基本通信程序，基于Wi-Fi的接口模块的组成和功能示例参见附录B,通信程序宜包含以下子程序：a)程序初始化；b)接口模块软复位；c)读接口状态寄存器；d)写接口控制寄存器；e)读接口ID寄存器；f)写接口ID寄存器；h)发送广播帧；j)发送出错应答帧；k)接收帧处理；l)帧接收超时检测；m)数据帧接收；n)芯片接口上电初始化；o)设备与网关握手；p)向网关发送设备描述文件。7安全要求7.1自诊断功能智能硬件应具备安全自诊断功能，具体要求如下：a)应具备必要的检测异常、崩溃恢复、数据备份和错误提示，对于严重故障应有必要的应急措施；b)应具有软件篡改证据收集、防御篡改功能；智能硬件发现设备被破坏时，应具备把设备从智能系统中剥离的功能；c)智能硬件应具备安全问题的发现和识别能力。7.2数据安全要求智能硬件所传递的数据应具有防范被内部或外部的入侵者获取的措施，在数据存储、服务端控制等方面应符合GB/T25056、GB/T25058的要求，传输加密、密钥发放、保护等信息安全管理方面均应符合相关的要求。8运维要求a)远程修改设备参数；b)远程查看运行信息；7GB/T38319—2019c)远程查看操作系统内核的状态；d)远程调试线程或任务；8GB/T38319—2019(资料性附录)场景结构示意图建筑及居住区智能硬件应用场景结构示意图见图A.1。智能家居云智能家居云服务平台以太网智薏住区信息化智能网关智能网关报警求助健康设备智慧城市与智惹社区云服务平台网关智能网关建筑设备能源设备安防设备管理系统图A.1智能硬件应用场景结构示意图9(资料性附录)通信模块接口连接方式及通信协议示例B.1通信模块接口连接方式智能硬件设备通信模块硬件连接示例如图B.1所示。RXGP[OGPIOButtonGPIOWi-Fi模块UARTO_RXDUARTOTXI)LINKReadyRcloadResetGNI)图B.1通信模块连接示例B.2通信协议示例智能化硬件设备Wi-Fi通用串口通信协议示例见表B.1。表B.1Wi-Fi通用串口通信协议示例波特率9600位发送顺序从帧头到帧尾发送长度域命令域、数据域、ID域字节数总和ID域帧序列，从1累加到255后，又再从1开始检验码域长度域、命令域、数据域、ID域的CRC8运算结果产品编码帧(0x0001)产品一上电由模块查询，MCU返回信息Wi-Fi配置帧Wi-Fi状态帧(0x0003)有状态变化或每10s发送一次表B.1(续)查询帧操作帧(0x0010)有操作发送一次状态帧(0x0011)有状态变化发送一次报警帧(0x0012)有警告变化发送一次清除用户帧(0x1001)清除绑定的用户模块版本帧(0xF001)查询Wi-Fi模块的版本信息Wi-Fi测试帧(0xF010)用于生产测试时自动连接设置的路由器智能硬件设备Wi-Fi通用串口命令格式示例见表B.2。表B.2Wi-Fi通用串口命