DB13∕T 6127-2025 地面气象自动观测设备物联化通信协议

ICS07.060

CCSA47

13

河北省地方标准

DB13/T6127—2025

地面气象自动观测设备物联化通信协议

2025-05-27发布2025-06-03实施

河北省市场监督管理局发布

DB13/T6127—2025

目次

前言...............................................................................II

1范围.............................................................................1

2规范性引用文件...................................................................1

3术语和定义.......................................................................1

4缩略语...........................................................................1

5通用要求.........................................................................2

6物模型...........................................................................3

7接口协议.........................................................................5

8安全要求........................................................................13

附录A（资料性）数据类型定义实例说明..............................................14

附录B（资料性）常规观测要素编码实例..............................................16

附录C（资料性）观测设备接入报文实例..............................................17

参考文献...........................................................................23

I

DB13/T6127—2025

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。

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专利的责任。

本文件由河北省气象局提出。

本文件由河北省气象专业标准化技术委员会(HeB/TC1)归口。

本文件起草单位：河北省气象技术装备中心、河北雄安新区气象局、南京恩瑞特实业有限公司。

本文件主要起草人：刘文忠、王硕飞、杨荣芳、张婷、冯鹤、王振超、张弛、史修同、楚甜、刘

宇、金龙、郭义涛、李海川。

II

DB13/T6127—2025

地面气象自动观测设备物联化通信协议

1范围

本文件规定了地面气象自动观测设备（以下简称“观测设备”）物联化接入物联网管理平台的

通用要求、物模型、接口协议和安全要求等内容。

本文件适用于直接或间接接入物联网管理平台的观测设备物联化组网的规划、实施及改造。

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/T33695—2017地面气象要素编码与数据格式

GB/T43207信息安全技术信息系统密码应用设计指南

QX/T118气象观测资料质量控制地面

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

观测设备observationequipment

处于物联网感知控制域，具备与外部系统双向通信能力，用于收集地面气象环境的信息并能够

发送或接收处理外部命令的地面气象自动监测仪或传感器。

物联网管理平台internetofthingsmanagementplatform

管理观测设备（3.1）接入、数据管理、应用开发和运营维护的系统或平台。

物联网网关internetofthingsgateway

具有数据存储能力、计算能力和协议转换能力等，用于实现物联网管理平台与设备双向通信的

独立设备或软件。

[来源：GB/T38624.1—2020，3.1，有修改]

物模型thingmodel

对一个物体的数字化描述。包括三层结构，分别是元素（包括属性、行为以及事件）、组件以及

物模板。

[来源：YD/T4915—2024，3.1]

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AES：高级加密标准（AdvancedEncryptionStandard）

CoAP：受约束的应用协议（ConstrainedApplicationProtocol）

ECB：电子码本模式（ElectronicCodeBook）

HTTP：超文本传输协议（HyperTextTransferProtocol）

HTTPS：超文本传输安全协议（HyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer）

JSON：对象简谱（JavaScriptObjectNotation）

MQTT：消息队列遥测传输协议（MessageQueueTelemetryTransport）

1

DB13/T6127—2025

PKCS5Padding：公钥密码学标准第5号填充（PublicKeyCryptographyStandards#5Padding）

5通用要求

接入的拓扑结构

观测设备接入物联网管理平台的拓扑结构见图1，接入方式有以下两种。

a)直接接入：观测设备采用广域无线通信或有线通信方式直接接入到物联网管理平台进行互

联。

b)间接接入：观测设备通过物联网网关中转接入到物联网管理平台。观测设备与物联网网关

通过本地局域网络连接，物联网网关采用广域无线通信或有线通信方式接入物联网管理平

台。

直接接入

观测设备

物

联

网

管

物理

联间接接入平

观测设备网

网台

关

图1观测设备接入物联网管理平台的拓扑结构图

协议要求

观测设备或物联网网关与物联网管理平台之间应采用MQTT、CoAP或HTTPS/HTTP传输协议，协议

中的头信息、数据包应采用JSON格式。

数据类型

数据类型见表1，实例说明见附录A。

表1数据类型

类型名称类型说明

表示文本的数据类型，用于记录有特定含义的字符串，如名称、站号等，对

字符串string

应的数据长度不超过10240byte

数字类型int表示有符号的短整型数据，32位

数字类型long表示有符号的长整型数据，32位或64位

数字类型float表示有符号单精度浮点型，32位

数字类型double表示有符号双精度浮点型，64位

布尔型boolean表示布尔型，采用0（false）或1（true）来定义布尔值

表示从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒起至现在的总秒数，本

时间戳string

协议精确到毫秒

对象object表示结构体数据，支持树形结构化数据，树形数据格式为JSON

表示数组，需声明数组内的元素类型、数组元素个数。需确保同一个数组

数组array

元素类型相同，元素个数限制为1～512个

消息结构

5.4.1概述

物联网管理平台使用自定义的协议包将观测设备上报的报文解析为统一的消息，进行统一管理。

消息结构由消息头和消息体组成，见表2。

2

DB13/T6127—2025

表2消息结构

消息头消息体

HTTPS/HTTP/MQTT/CoAP头信息数据包+校验码

5.4.2常用头信息格式

常用头信息的格式应根据应用的通信协议分别遵循HTTPS/HTTP、MQTT、CoAP协议的要求，见表

3。

表3常用头信息

头信息标识符头信息名称数据类型说明

async异步boolean是否异步

timeout超时long指定超时时间（毫秒）

frag_msg_ID分片int分片主消息标识号，为下发消息的messageID

分片总数，消息分片通常涉及将较大的消息分成多个小片

frag_num分片数量int段进行传输，通过（消息总大小+单体消息大小-1)/单体消

息大小，计算出分片总数

frag_part当前分片索引int当前分片索引

是否为最后一个分片，当无法确定分片数量的时候，可以

是否为最后一个分

frag_lastboolean将分片总数设置成9999，最后一个分片设置：

片

frag_last=true来完成返回

不记录此消息数据，如：读写属性回复默认也会记录到属

ignoreStorage是否记录数据boolean

性时序数据库中，设置为true后，将不记录

不记录此消息到日志，如：设置为true，将不记录此消息

ignoreLog是否记录日志boolean

的日志

5.4.3消息体格式

消息体格式需根据不同的接口来分别对应，如属性相关、功能相关、事件相关，消息体格式见

表4。

表4消息体格式

参数参数名称数据类型说明

timestamp时间戳string消息对应的系统时间

messageID消息IDstring唯一字符串，最大长度64个字符

唯一标识设备的字符串，如观测设备ID/观测设备台

deviceID设备IDstring

站编号，最大长度64个字符

properties读取的属性信息string物模型的属性中规定的有关属性的集合

inputs输入属性参数string功能调用的输入参数

唯一标识特定功能或函数的编码或字符串。物模型

FunctionID功能IDstring

功能中规定的操作命令，最大长度64个字符

EventID事件IDstring物模型中定义的属性标识，最大长度64个字符

CRC校验码int通过以上参数利用CRC16校验算法计算后得到

6物模型

构成

物模型由观测设备的属性、功能和事件构成，物模型类型见表5。

3

DB13/T6127—2025

表5物模型类型

类型说明

用于描述观测设备观测元数据、观测数据、观测数据质量控制和设备运行状态

属性（Property）等，支持GET和SET请求方式。应用系统可发起对属性的读取和观测元数据设置请

求

观测设备可被外部调用的能力或方法，可设置输入参数和输出参数。相比于属

功能（Function）

性，功能可通过一条指令实现更复杂的业务逻辑，如执行某项特定的任务

观测设备运行时的事件。包含需要被外部感知和处理的通知信息，可包含多个输

事件（Event）出参数。如某项任务完成的信息，或者观测设备发生故障或告警时的温度等，事

件可以被订阅和推送

属性

6.2.1概述

属性物模型包含观测元数据和数据主体。观测元数据为固定上报数据，数据主体包含观测数据、

观测数据质量控制和状态数据三部分，数据主体内容按照观测设备规定的要素编码定义。

6.2.2观测元数据

观测元数据包括台站号、北纬度、东经度、观测场拔海高度、气压传感器拔海高度、风速传感

器距地（平台）高度、平台距地高度、观测设备类型标识、观测要素变量数、观测设备状态变量数、

观测时间、时区，观测元数据编码见表6。

表6观测元数据编码

观测元数据编

观测元数据名称数据类型备注

码

STA台站号string阿拉伯数字及大写英文字母组成的5位编码

DD.MM.SS（DD为度，MM为分，SS为秒），高位不足补

LAT北纬度string

“0”，台站纬度未精确到秒时，秒固定记录“00”

DDD.MM.SS（DDD为度，MM为分，SS为秒），高位不足补

LONG东经度string

“0”，台站经度未精确到秒时，秒固定记录“00”

单位为米（m），取1位小数，当低于海平面时，前面加

ALT观测场拔海高度float

“-”号

单位为米（m），取1位小数，当低于海平面时，前面加

ALTP气压传感器拔海高度float

“-”号

WHGT风速传感器距地（平台）高度float单位为米（m），取1位小数

HGT平台距地高度float单位为米（m），取1位小数

DI观测设备类型标识int详见GB/T33695—2017附录D

观测要素变量数（3位数字），取值000～999，表示观

ENUM观测要素变量数int

测要素数量。如003，表示有3个观测要素

设备状态变量数（2位数字），取值01～99，表示状态

SNUM观测设备状态变量数int

变量数量。如28，表示有28个状态变量

北京时，年月日时分秒（yyyyMMddhhmmss）,其中：秒

TT观测时间string

固定为“00”，为正点观测资料时，分记录为“00”

划分为地方时、东十二区

TZ时区string如：地方时“LOCAL”，世界时“UTC”，东一区

“UTC+1”，

6.2.3数据主体

观测要素、设备状态信息命名与编码应符合GB/T33695的规定。GB/T33695中未包含的观测要

素和设备状态信息的命名和编码应定义准确，对应的变量名要求唯一，遵循其命名和编码规则。常

规观测要素编码实例见附录B。

质控要素编码格式为“QC_观测要素编码”。质控代码应符合QX/T118的规定。

功能

4

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观测设备按照功能性质的不同，分为监控操作、数据质量控制参数操作、观测数据操作和报警

操作功能，操作命令应符合GB/T33695的规定。

事件

观测设备在特定条件时发生的动作如：观测要素超阈值、传感器异常，通常为结构体类型，用

于保存比较复杂的数据。事件报警编码见表7，至少应包括以下内容。

a)观测要素报警：气温类、地温类、液温类、湿度类、风向风速类、气压类、降水类、辐射

类等超阈值时报警。

b)设备状态报警：设备自检、传感器、电源类、工作温度类、加热部件类、通风部件类、通

信类、窗口污染类、设备工作出现异常或故障时报警。

表7事件报警编码

事件编码事件名称数据类型备注

WeatherAlarm观测要素报警Object报警对应的观测要素信息命名与编码应符合GB/T33695的规定

DeviceAlarm设备状态报警Object报警对应的设备状态信息命名与编码应符合GB/T33695的规定

7接口协议

通信服务接口

观测设备在接入时应提供以下一种或多种通信服务接口：认证、属性设置、属性查询、属性上

报、功能调用、事件上报、时间同步、更新固件、上报更新固件进度、拉取固件更新、获取固件版

本。

MQTT接入

7.2.1认证

用户通过物联网管理平台完成产品、观测设备的注册后，观测设备向物联网管理平台发起认证

请求，如收到认证成功应答，则认证成功。认证流程见图2，认证请求参数见表8，认证应答参数见

表9。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求认证

认证响应

图2认证流程示意

5

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表8认证请求参数

参数参数名称数据类型说明

产品唯一标识符（设备厂家提供）

productID产品IDstring

可包含英文、数字、下划线，长度不超过32个字符

timestamp系统时间戳string认证请求时，观测设备系统时间

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

username用户名string认证用户名secureId+"|"+timestamp

password密码string认证定义的密码md5(secureId+"|"+timestamp+"|"+secureKey)

注：secureId（密钥ID）以及secureKey（密钥KEY）在创建设备产品和设备实例时进行配置。

表9认证应答参数

参数参数名称数据类型说明

timestamp系统时间戳string认证应答时，观测设备系统时间

status状态boolean请求返回状态结果，true/false

message结果说明boolean请求返回说明

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

7.2.2属性设置

物联网管理平台向观测设备发起属性设置请求，观测设备在接收到该请求后进行属性设置并返

回应答结果。属性设置流程见图3，属性设置请求参数见表10，属性设置应答参数见表11，实例说明

见附录C。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求属性设置

属性设置响应

图3属性设置流程示意

表10属性设置请求参数

参数参数名称数据类型说明

timestamp系统时间戳string请求方（物联网管理平台）的系统时间

messageID消息IDstring唯一字符串

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

properties属性数据体object属性设置具体内容，与物模型事件中定义的一致

表11属性设置应答参数

参数参数名称数据类型说明

timestamp系统时间戳string设备方的系统时间

messageID消息IDstring唯一字符串，与调用参数中的messageID相同

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

status状态boolean请求返回状态结果，true/false

7.2.3属性查询

6

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物联网管理平台向观测设备发起属性查询请求，观测设备在接收到该请求后返回应答结果，属

性查询流程见图4，属性查询请求参数见表12，属性查询应答参数见表13,实例说明见附录C。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求属性查询

属性查询响应

图4属性查询流程示意

表12属性查询请求参数

参数参数名称数据类型说明

timestamp系统时间戳string请求方（物联网管理平台）的系统时间

messageID消息IDstring唯一字符串

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

properties属性数据体object读取属性列表

表13属性查询应答参数

参数参数名称数据类型说明

timestamp系统时间戳string设备方的系统时间

messageID消息IDstring唯一字符串，与调用参数中的messageID相同

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

properties属性数据体object属性具体内容，与物模型属性中定义的一致

status状态boolean请求返回状态结果，true/false

message结果说明string请求返回说明，失败原因

7.2.4属性上报

观测设备向物联网管理平台发起属性上报请求，物联网管理平台在接收到该请求后返回应答结

果。属性上报流程见图5，属性上报请求参数见表14，属性上报应答参数见表15,实例说明见附录C。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求属性上报

属性上报响应

图5属性上报流程示意

7

DB13/T6127—2025

表14属性上报请求参数

参数参数名称数据类型说明

msgId功能IDstring属性上报，功能ID：properties

timestamp系统时间戳string设备方的系统时间

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

properties上报数据体object属性上报具体内容，与物模型属性中定义的一致

表15属性上报应答参数

参数参数名称数据类型说明

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

status状态boolean请求返回状态结果，true/false

message结果说明string请求返回说明

7.2.5功能调用

物联网管理平台向观测设备发起功能调用请求，观测设备在接收到该请求后执行功能并返回应

答结果，功能调用流程见图6，功能调用请求参数见表16，功能调用应答参数见表17。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求功能调用

功能调用响应

图6功能调用流程示意

表16功能调用请求参数

参数参数名称数据类型说明

timestamp系统时间戳string请求方（物联网管理平台）的系统时间

messageID消息IDstring唯一字符串

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

functionId功能IDstring定义的功能ID

inputs功能参数string功能对应的参数内容

表17功能调用应答参数

参数参数名称数据类型说明

timestamp系统时间戳string设备方的系统时间

messageID消息IDstring唯一字符串，与调用参数中的messageID相同

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

output执行结果不固定返回执行结果，具体类型与物模型中功能输出类型一致

status状态boolean请求返回状态结果，true/false

7.2.6事件上报

观测设备向物联网管理平台发起事件上报请求，物联网管理平台在接收到该请求后返回应答结

果。设备事件上报可能会触发多次告警，此时可以通过配置防抖规则来进行处理。如：1分钟内多次

8

DB13/T6127—2025

告警，只处理1次。在设备产品中配置告警时，将对每一个设备上报的消息进行防抖处理。事件上报

流程见图7，事件上报请求参数见表18，事件上报应答参数见表19。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求事件上报

事件上报响应

图7事件上报流程示意

表18事件上报请求参数

参数参数名称数据类型说明

eventId事件编码string事件上报的ID

timestamp系统时间戳string设备方的系统时间

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

data上报数据体object事件上报具体内容，与物模型事件中定义的一致

表19事件上报应答参数

参数参数名称数据类型说明

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

status状态boolean请求返回状态结果，true/false

message结果说明string请求返回说明

7.2.7时间同步

观测设备向物联网管理平台发起时间同步请求，物联网管理平台在接收到该请求后返回应答结

果。时间同步流程见图8，时间同步请求参数见表20，时间同步应答参数见表21。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求时间同步

时间同步响应

图8时间同步流程示意

9

DB13/T6127—2025

表20时间同步请求参数

参数参数名称数据类型说明

msgId功能IDstring时间同步，功能ID：time-update

唯一标识符，在产品中具有唯一性。可包含英文、数字、下划线，

productID产品IDstring

长度不超过32个字符

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

messageID消息IDstring唯一字符串

timestamp系统时间戳string设备方的系统时间

表21时间同步应答参数

参数参数名称数据类型说明

messageID消息IDstring唯一字符串，与请求的messageID一致

timestamp系统时间戳string请求方（物联网管理平台）的系统时间

7.2.8更新固件

物联网管理平台向观测设备发起更新固件调用请求，观测设备在接收到该请求后执行功能并返

回应答结果。更新固件流程见图9，更新固件请求参数见表22，更新固件应答参数见表23。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求更新固件

更新固件响应

图9更新固件流程示意

表22更新固件请求参数

参数参数名称数据类型说明

msgId功能IDstring时间同步，功能ID：firmware-upgrade

唯一标识符，在产品中具有唯一性。

productID产品IDstring

可包含英文、数字、下划线，长度不超过32个字符

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

messageID消息IDstring唯一字符串

url地址string固件文件下载地址

version版本号string固件版本

firmwareId固件IDstring固件ID

size文件大小int文件大小，byte

forceUpdate是否强制更新boolean是否强制更新，默认值false（代表不强制更新）

表23更新固件应答参数

参数参数名称数据类型说明

messageID消息IDstring唯一字符串，与请求的messageID一致

timestamp系统时间戳string设备方的系统时间

是否接受更

acceptUpdateboolean设备是否接受更新，true代表接受更新

新

7.2.9上报更新固件进度

10

DB13/T6127—2025

观测设备向物联网管理平台发起上报更新固件进度请求，物联网管理平台在接收到该请求后返

回应答结果。上报更新固件进度流程见图10，上报更新固件进度请求参数见表24，上报更新固件进

度应答参数见表25。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求上报更新固件进度

更新固件进度响应

图10上报更新固件进度流程示意

表24上报更新固件进度请求参数

参数参数名称数据类型说明

msgId功能IDstring上报更新固件进度，功能ID：firmware-upgrade-progress

唯一标识符，在产品中具有唯一性。

productID产品IDstring

可包含英文、数字、下划线，长度不超过32个字符

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

progress进度int进度，0-100

complete是否完成更新boolean是否完成更新：true,false

status状态boolean请求返回状态结果，true/false

errorReason失败原因string失败原因

firmwareID固件IDstring固件ID

表25上报更新固件进度应答参数

参数参数名称数据类型说明

messageID消息IDstring唯一字符串，与请求的messageID一致

timestamp系统时间戳string请求方（物联网管理平台）的系统时间

7.2.10拉取固件更新

观测设备向物联网管理平台发起拉取固件更新请求，物联网管理平台在接收到该请求后返回应

答结果。拉取固件更新流程见图11，拉取固件更新请求参数见表26，拉取固件更新应答参数见表27。

观测设备/物联网网关物联网管理平台

请求拉取固件更新

拉取固件更新响应

图11拉取固件更新流程示意

11

DB13/T6127—2025

表26拉取固件更新请求参数

参数参数名称数据类型说明

msgID功能IDstring拉取固件更新，功能ID：firmware-pull

唯一标识符，在产品中具有唯一性。

productID产品IDstring

可包含英文、数字、下划线，长度不超过32个字符

deviceID设备IDstring观测设备ID/观测设备台站编号

messageID消息IDstring唯一字符串

currentVersion当前版本string当前版本，可以为null

请求更新版

requestVersionstring请求更新版本，为null或者空字符则为最新版本

本

表27拉取固件更新应答参数

参数参数名称数据类型说明

messageID消息IDstring唯一字符串，与请求的messageID一致

timestamp系统时间戳string请求方（物联网管理平台）的系统时间

url地址string固件文件下载地址

version版本号string固件版本

firmwareID固件ID