农业物联网集成控制平台通信协议征求意见稿

ICS65.020.01

CCSB07

T/CASME

中国中小商业企业协会团体标准

T/CASMEXXX—2023

农业物联网集成控制平台通信协议

Agriculturalinternetofthingsintegratedcontrolplatformcommunicationprotocol

（征求意见稿）

2023-XX-XX发布2023-XX-XX实施

中国中小商业企业协会发布

T/CASMEXXX—2023

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。

本文件由云南瀚哲科技有限公司提出。

本文件由中国中小商业企业协会归口。

本文件起草单位：云南瀚哲科技有限公司、XXX。

本文件主要起草人：XXX。

II

T/CASMEXXX—2023

农业物联网集成控制平台通信协议

1范围

本文件规定了农业物联网集成控制平台通信协议的应用框架、协议要求、采集数据说明。

本文件适用于农业物联网集成控制平台所构建的网络。

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/T33745物联网术语

NY/T4062农业物联网硬件接口要求第1部分：总则

3术语和定义

GB/T33745、NY/T4062界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

农业物联网集成控制平台agriculturalinternetofthingsintegratedcontrolplatform

通过各种传感器、控制设备实时感知、控制生产现场参变量，提供农业生产服务的软硬件集成平台。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

DTU：数据传输单元（DataTransferUnit）

ID：身份标识号码（IDentity）

LORA：远距离无线电（LongRangeRadio）

MQTT：消息队列遥测传输（MessageQueuingTelemetryTransport）

NS：域名服务器（NameServer）

OPC：对象链接与嵌入的过程控制（OLEforProcessControl）

PM2.5：可吸入颗粒物（ParticulateMatter2.5）

PM10：可吸入颗粒物（ParticulateMatter10）

QoS：消息服务质量（QualityofService）

5应用框架

应用框架由农业产地、农业物联网集成控制平台两个部分组成（图1），应简单明确，可适用于传

感器等计算能力较弱的设备。农业产地将终端设备采集的信息或数据，通过网络传输上传到农业物联网

集成控制平台。

1

T/CASMEXXX—2023

图1框架示意图

6协议要求

一般要求

农业物联网中存在大量不同类型的设备，在通信能力、计算性能等方面存在差异，平台通信协议应

适用于不同层次的设备接入到农业物联网，应满足如下要求：

——协议结构简单；

——支持网络通信服务质量；

——支持数据质量；

——高压缩比的消息编码。

LORA传输协议

6.2.1终端设备之间通信协议采用LORA传输协议，通过网关采集控制节点和NS服务器定义通信数据

内容。

6.2.2在上行消息中，数据由终端节点向网络传送，节点可在同一帧数据中发送不同类型的传感器数

据，或在不同帧中发送不同的传感器数据，上行消息每个帧应包含以下两个固定字节：

——传感器的通道号与数据类型；

——数据长度。

6.2.3在下行消息中，数据由网络向终端节点传送，可用来控制执行器动作，在同一帧数据中控制单

路或多路执行器动作。下行消息每个帧应包含传感器的通道号与数据类型一个固定字节。

6.2.4数据通道分为通用通道和专用通道，其中：

2

T/CASMEXXX—2023

——通用通道：用于传感器或执行器；

——专用通道：用于系统参数配置等。

MQTT接入协议

6.3.1服务质量

6.3.1.1DTU远程采集控制应采用MQTT接入，QoS为一次应答。一次应答模式应满足发送方如果没有

收到反馈，继续发送，流程包括：

——在正常流程下，客户端发送一个消息给服务端，服务端收到消息后进行处理，然后将处理结

果反馈给客户端；

——当客户端没有将消息成功发送给服务端或者服务端没有将处理结果反馈给客户端，客户端不

会收到反馈消息。如出现这种情况，客户端会一直向服务端发送数据，直至收到服务端反馈

为止。

6.3.1.2与网关连接的模块分为采集模块与控制模块。绑定网关ID后，与网关连接的模块系统应自动

添加；模块类型变换时自动更新。

6.3.2数据质量

数据质量取值应遵从OPCFoundation的标准，只采用OPCFoundation中的低8位，共一个字节。

6.3.3消息编码

应采用变长编码的方法，对根据需要传输的整型数的数值范围进行编码，小数使用短的字节进行编

码，而大数使用长的字节进行编码。

功能要求

农业物联网集成控制平台通信协议宜具备以下功能：

——时间区间数据查询功能；

——数据订阅与发布功能；

——数据上传与存储功能；

——组件注册功能；

——点注册功能；

——组件查询功能；

——点查询功能；

——点与组件关联关系查询功能。

7采集数据说明

数据标识

7.1.1种植环境信息数据元

种植环境信息数据元内容如表1所示。

3

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表1种植环境信息常用数据元名称、单位和标识符要求

名称单位标识符

土壤湿度％soilH

土壤温度℃soilT

土壤电导率S/cmsoilC

土壤盐分ppmsoilS

干式pH值/dPH

风速m/swindS

风向度windD

大气压力hPaatm

降雨量mmrainF

日照时数minsDur

蒸发量mmeCap

TBQ太阳总辐射W/m2TBQ

光合有效辐射W/m2PAR

叶面湿度％leafH

叶面温度℃leafT

二氧化硫浓度ppmSO2

噪声dBNoise

氧化还原电位mVORP

氧气传感器％O2

液体瞬时流量L/hinstantFlow

液体累计流量LtotalFlow

雨雪传感器/sleet

烟雾报警器/smokeAlarm

水浸传感器/water

土壤氮传感器mg/kgsN

土壤磷传感器mg/kgsP

土壤钾传感器mg/kgsK

沟渠水位mditchLevel

沟渠瞬间流量L/sditchInstant

沟渠累积流量m3ditchTotal

甲醛ppbCH2O

总有机气态物质ppbTVOC

总悬浮颗粒物g/m3TSP

一氧化碳浓度ppmCO

负氧离子浓度个/cm3O2-

电池电压Vvbat

7.1.2水产养殖环境信息数据元

水产养殖环境信息数据元内容如表2所示。

4

T/CASMEXXX—2023

表2水产养殖环境信息常用数据元名称、单位和标识符要求

名称单位标识符

湿式pH值/wPH

溶解氧mg/LDO

水温℃LiquidT

液体电导率S/cmLiquidC

浊度NTUTurbidity

氨氮mg/LNH3N

液位cmlevel

液体压力kpaLiquidP

7.1.3畜牧养殖环境信息数据元

畜牧养殖环境信息数据元内容如表3所示。

表3畜牧养殖环境信息常用数据元名称、单位和标识符要求

名称单位标识符

空气湿度％airH

空气温度℃airT

光照度Luxill

氨气ppmNH3

硫化氢传感器ppmH2S

二氧化碳浓度ppmCO2

PM2.5g/m3pm25a

PM10g/m3pm10

a标识符是由大小写字母、数字、下划线（_）、美元符号（$）组成，不含有特殊符号。

数据上传要求

7.2.1数据采集的频率至少一分钟一次，传输报文使用MQTT协议。

7.2.2采集类型为每次采集终端设备的实时数据以及根据采集的实时数据计算出的十分钟数据、小时

数据、日数据。

7.2.3数据传输发出读数命令，设备收到命令后返回相应数据。

5

T/CASMEXXX—2023

参考文献

[1]GB/T2312信息交换用汉字编码字符集基本集

[2]GB/T8566信息技术软件生存周期过程

[3]GB/T30269.804信息技术传感器网络第804部分：测试：传感器接口

[4]DB37/T2872—2016农业物联网平台基础代码集

[5]MQTTV3.1ProtocolSpecification

[6]MQTTForSensorNetworks（MQTT-SN）V1.2ProtocolSpecification

6

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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应用框架...........................................................................1

6协议要求...........................................................................2

一般要求.......................................................................2

LORA传输协议...................................................................2

MQTT接入协议...................................................................3

功能要求.......................................................................3

7采集数据说明.......................................................................3

数据标识.......................................................................3

数据上传要求...................................................................5

参考文献..............................................................................6

I

T/CASMEXXX—2023

农业物联网集成控制平台通信协议

1范围

本文件规定了农业物联网集成控制平台通信协议的应用框架、协议要求、采集数据说明。

本文件适用于农业物联网集成控制平台所构建的网络。

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/T33745物联网术语

NY/T4062农业物联网硬件接口要求第1部分：总则

3术语和定义

GB/T33745、NY/T4062界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

农业物联网集成控制平台agriculturalinternetofthingsintegratedcontrolplatform

通