DB13∕T 5424-2021 城市供水物联网计量系统技术规范

ICS91.140.60

CCSP40

13

河北省地方标准

DB13/T5424—2021

城市供水物联网计量系统技术规范

2021-07-28发布2021-08-28实施

河北省市场监督管理局发布

DB13/T5424—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

本文件唐山市市场监督管理局提出。

本文件起草单位：汇中仪表股份有限公司、唐山市自来水公司、石家庄给排水设计研究院有限

责任公司。

本文件主要起草人：陈辉、刘国兴、张继川、周洪岭、张军、吴保丰、王伟明、赵志刚。

I

DB13/T5424—2021

城市供水物联网计量系统技术规范

1范围

本文件规定了城市供水物联网计量系统的感知层、物联网传输层、应用系统的技术要求。

本文件适用于城市供水物联网计量系统的设计、建设及维护。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用

文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T778.1饮用冷水水表和热水水表第1部分：计量要求和技术要求

GB/T778.4饮用冷水水表和热水水表第4部分：GB/T778.1中未包含的计量要求

GB/T2887计算机场地通用规范

GB/T15478压力传感器性能试验方法

GB/T28827.1信息技术服务运行维护第1部分：通用要求

GB/T28827.3信息技术服务运行维护第3部分：应急响应

GB/T30269.1信息技术传感器网络第1部分：参考体系结构和通用技术

GB/T30269.501-2014信息技术传感器网络第501部分：标识：传感节点标识符编制规则

GB/T30882.1-2014信息技术应用软件系统技术要求第1部分：基于B/S体系结构的应用

软件系统的基本要求

GB/T30975信息技术基于计算机的软件系统的性能测量与评价

GB/T33745物联网术语

GB/T36627信息安全技术网络安全等级保护测试评估技术指南

GB/T38561-2020信息安全技术网络安全管理支撑系统技术要求

GB/T38637.1-2020物联网感知控制设备接入第1部分：总体要求

GB/T38637.2-2020物联网感知控制设备接入第2部分：数据管理要求

JJG162饮用冷水水表检定规程

JJG624动态压力传感器检定规程

JJG860压力传感器（静态）检定规程

JJG1033电磁流量计检定规程

JJG1030超声流量计检定规程

JB/T6170压力传感器

JB/T9248电磁流量计

CJ/T3063超声波流量计

3术语和定义

GB/T33745界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

感知层设备

具备信息采集、传输、分析、处理、执行指令和联网功能的电子设备。供水计量中常用的感知

层设备有流量计、水表、压力传感器、水质检测仪等。

数据采集

通过传感器测量电压、电流、温度、压力、声音、编码数据等电气或物理现象的过程。

1

DB13/T5424—2021

[来源：GB/T33745-2017，2.5.5]

数据分析

为提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。

[来源：GB/T33745-2017，2.5.4]

4城市供水物联网计量系统组成

城市供水物联网计量系统是运用物联网感知、物联网通讯以及软件技术，采集、传输、存储、

分析计量数据，从而满足城市供水物联网计量需求的系统。其通常由感知层设备、物联网传输层、

应用系统三部分组成，如图1所示。

城市供水物联网计量系统

应用系统数据采集数据处理数据分析计量管理

物联网传输专用通信网络公用通信网络

感知层设备流量计水表压力设备其他设备

图1城市供水物联网计量系统组成

5物联网感知层技术要求

物联网感知层设备要求

5.1.1感知层设备基本要求

物联网感知层设备应符合下列要求：

a)水表应符合GB/T778.1、GB/T778.4、JJG162中的规定；

b)电磁流量计应符合JB/T9248、JJG1033中的规定；

c)超声流量计应符合CJ/T3063、JJG1030中的规定；

d)压力传感器应符合GB/T15478、JB/T6170、JJG624、JJG860中的规定；

e)其他感知层设备应符合相关标准中的规定。

5.1.2感知层设备物联网接入要求

应符合GB/T38637.1-2020中第5、6、7章的规定。

物联网感知层数据要求

5.2.1上报的数据内容

城市供水物联网计量系统中感知层设备的感知数据应符合GB/T38637.2-2020中5.2的规定。

感知层设备应上报的数据内容见表1。

2

DB13/T5424—2021

表1感知层设备上报的数据

感知层设备上报的数据单位

设备标识-

生产厂家标识-

程序版本标识-

协议版本标识-

设备状态码-

瞬时流量m³/h

压力值MPa

进水体积m³

进水温度℃

间隔水量m³

信号强度dBm

信噪比dB

供电方式-

电压V

剩余电量%

流速m/s

日用水时间min

累计运行时间h

历史计量数据-

5.2.2扩展数据

感知层设备宜上报的数据包括：间隔不高于1min的密集数据（间隔可设置）、日用水量、小时

用水量、日最高瞬时流量、日最高瞬时流量发生时间、日最低瞬时流量、日最低瞬时流量发生时间

等。

5.2.3数据补报

感知层设备的采集数据未能及时上报至数据中心时，应在下次上报时主动进行补报。感知层设

备应至少存储近7d的工况数据。

5.2.4远程控制数据

感知层设备应响应系统远程控制数据并对设备参数进行设置调整，设备参数应包括：设备时钟、

采集频率、上报地址、端口等。

感知层设备宜具备远程升级的功能。

数据安全要求

5.3.1数据完整性

应符合GB/T38637.2-2020中8.1的规定。

5.3.2数据加密

应符合GB/T38637.2-2020中8.2的规定。

6物联网传输层技术要求

3

DB13/T5424—2021

传输层体系结构

应符合GB/T30269.1的规定。

应用层接入协议

应符合GB/T38637.1-2020中第8章的规定。

物联网接入平台

宜选用现有成熟的物联网平台，也可选用用户自研物联网平台。

消息时序

消息时序描述了感知层设备与平台间交互的时序逻辑，应符合GB/T38637.1-2020中关于请求应

答模型的描述和定义，包含设备数据上报、平台指令下发以及相关确认。消息时序如图2所示。

设备平台

数据上报（总包数n，当前1）

数据响应（有待发指令）

等待上报

数据上报n（无后续消息）

数据响应（有后续指令）

等待指令

平台发送指令1（有后续指令）

设备回复命令响应（ACK）

继续等待

平台发送指令n（无后续指令）

设备回复命令响应（ACK）

上报结束

图2协议时序

消息格式

6.5.1消息结构

消息结构主要由帧头、消息标识、消息体、帧尾四部分构成。消息格式的基本结构如图3所示。

协议消息格式

帧头消息标识消息体帧尾

消息头长度...身份标识分包标识消息序号补报标识...测量数据网络参数...校验消息尾

图3协议消息格式

4

DB13/T5424—2021

6.5.2帧头

帧头应包括消息头和消息长度两部分，并支持扩展。

6.5.3消息标识

消息标识应包括以下四部分，并支持扩展：

a)身份标识：感知层设备的身份标识符，应符合GB/T30269.501-2014中5.2的规定；

b)分包标识：传输数据超出消息最大长度限制时，应支持传输数据进行分包传输。消息中应

含有明确的分包标识；

c)消息序号：设备主动上报或平台下发消息时应包含各自的消息序号，消息序号范围应至少

保证在一个交互周期内不会重复，宜采用递增的序号进行标识；

d)补报标识：对于数据补报情况应在消息中明确标识。

6.5.4消息体

消息体应包括感知层设备的测量数据和网络参数两部分，并支持扩展。测量数据内容见表1中

数据定义。信号强度、信噪比等网络参数宜作为独立消息上传。

6.5.5帧尾

帧尾应包括消息校验和结束符两部分。

消息验证与安全

6.6.1消息验证

消息应采用成熟的校验算法对消息数据进行验证。

6.6.2消息安全

消息应加密传输，并应采用成熟的加密算法。

7应用系统技术要求

系统总体架构

7.1.1系统架构图

应用系统主要包括数据采集系统、数据存储系统、数据分析系统和计量管理系统，系统总体架

构如图4所示。

系统应用系统

应用监控

应用数据采集系统数据存储系统数据分析系统计量管理系统

接口系统应用接口对外服务统一接口网络监控

数据存储存储中间件非关系型数据库关系型数据库数据监控

基础资源服务器硬件资源网络环境硬件监控

图4系统架构图

应用系统实现

5

DB13/T5424—2021

7.2.1数据采集系统

应符合GB/T38637.2-2020中6.1的规定。

7.2.2数据存储系统

应符合GB/T38637.2-2020中6.2的规定。

7.2.3数据分析系统

应符合GB/T38637.2-2020中6.3的规定。

7.2.4计量管理系统

7.2.4.1基本功能

7.2.4.1.1档案管理

系统应具备业务中涉及的用户、感知层设备、监测点等基础资料的录入、修改、删除功能，应

支持对记录的批量操作。

7.2.4.1.2抄表数据

系统应具备查询感知层设备上报数据的功能，且历史数据保存应不少于2年。应提供多维度和不

同时间粒度的查询功能。

7.2.4.1.3告警管理

系统应具备告警管理功能，对感知层设备异常、数据异常进行分析并告警，告警可设置不同的

级别。告警应通过PC端、移动端等多种途径，以文字、声音等多种形式对用户进行提醒。系统宜具

备告警规则的自定义功能。

7.2.4.1.4日志管理

系统应具备通讯日志记录和查看功能，包括通讯原始报文、远程指令记录等。日志应至少保存3

个月。

7.2.4.1.5仪表更换

系统应具备仪表更换功能，支持新旧仪表更换、不同用户间仪表互换。

7.2.4.1.6权限管理

系统应具备权限管理功能，包括功能使用权限、界面操作权限、数据访问权限等。

7.2.4.1.7对外统一接口

系统应提供对外服务统一接口，实现内外部数据对接。接口应符合安全性、共享性、扩展性、兼

容性等要求。

7.2.4.1.8统计查询

系统应具备数据的统计查询功能，包括对设备信息、用户信息、用水信息等多维度的查询统计。

7.2.4.1.9远程控制

系统应具备对感知层设备进行远程操作的功能，包括参数设置、参数读取、远程升级等操作。

系统应支持查看远程操作的执行状态及历史记录。

7.2.4.2扩展功能

7.2.4.2.1自定义报表

系统宜具备根据用户不同需求灵活定制统计查询报表的功能。

7.2.4.2.2仪表健康状况查询

6