GB/T 34068-2017
基本信息
标准号： GB/T 34068-2017
中文名称：物联网总体技术 智能传感器接口规范
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 34068-2017 物联网总体技术 智能传感器接口规范
GB/T34068-2017
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标准内容
ICS29.020
中华人民共和国国家标准
GB/T34068—2017
物联网总体技术
智能传感器接口规范
General technology of internet of things-Specification of intelligent sensor interface2017-07-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-02-01实施
GB/T34068—2017
规范性引用文件
术语、定义和缩略语.
3.1术语和定义
3.2缩略语
智能传感器功能架构
5智能传感器数据格式
数据校准
5.2工程数据的单位表达
5.3智能传感器信息的数据结构
5.4基于XML的智能传感器设备数据描述方法6智能传感器通信接口
6.1通则
6.2有线通信接口
6.3无线通信接口
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（规范性附录）
参考文献
智能传感器校准模型
工程量纲特征向量表述实例
对象DDS的XML表述格式·
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。GB/T34068—2017
本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。本标准负责起草单位：湖北华威科智能技术有限公司、上海市计量测试技术研究院、上海波汇通信科技有限公司、北京易能立方科技有限公司、河南汉威电子股份有限公司、广州致讯信息科技有限责任公司、北京自动化技术研究院、浙江省计量科学研究院、华中科技大学、北京国电智深控制技术有限公司、重庆市伟岸测器制造股份有限公司、昆明能讯科技有限责任公司、福建上润精密仪器有限公司、上海天祥质量技术服务有限公司、上海物联网中心、福建顺昌虹润精密仪器有限公司、上海市在线检测与控制技术重点实验室。
本标准主要起草人：尹周平、潘涵舜、楼志斌、王健、陶波、王裴动、余国瑞、赵立行、李志刚、肖天雷、陈哲敏、李春阳、田雨聪、茅晓晨、杜韶辉、唐田、戈剑、董浩、单联海、周军、陈志扬。iiKAoNhiKAca
GB/T34068—2017
物联网智能传感器的一大特点就是能够通过各种接口实现与外部网络或系统的双向通信，并具备自识别、自描述、自组织等功能。目前，适用于智能传感器的通信接口种类繁多，为了优化产品之间的兼容性，规范我国智能传感器的研究和生产，促进产业的发展，有必要对智能传感器接口进行标准化，本标准对物联网智能传感器所使用的接口技术进行了规范，为智能传感器的接口设计提供了参考与指导。
HiiKAoNiKAca
1范围
物联网总体技术
智能传感器接口规范
GB/T34068—2017
本标准规定了物联网智能传感器接口方面的术语和定义，系统的一般构成，数据格式和通信接口。本标准适用于物联网智能传感器的接口设计、生产和使用。其他类似传感器的接口也可参照本标准。
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/T6107一2000使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口(EIA/TIA-232-E,IDT)
GB/T7665—2005
传感器通用术语
GB/T11014一1989平衡电压数字接口电路的电气特性（EIARS422A：1978，EQV）GB/T120571989使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的通用37插针和9插针接口
GB/T19244信息技术高性能串行总线（GB/T192442003，IEEE1394：1995，IDT）GB/T19582（所有部分）基于Modbus协议的工业自动化网络规范GB/T20171用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范GB/T20540.2测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第2部分：物理层规范和服务定义（GB/T20540.2—2006，IEC61158-2Type3：2003，MOD）GB/T20540.3测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第3部分：数据链路层服务定义（GB/T20540.3—2006，IEC61158-3Type.3：2003，MOD）GB/T20540.4测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第4部分：数据链路层协议规范（GB/T20540.4—2006，IEC61158-4Type3：2003，MOD）GB/T26790（所有部分）工业无线网络WIA规范GB/T26796.2用于工业测量与控制系统的EPA规范第2部分：协议一致性测试规范GB/T26796.3用于工业测量与控制系统的EPA规范第3部分：互可操作测试规范GB/T26796.4用于工业测量与控制系统的EPA规范第4部分：功能块的技术规范GB/T27960以太网POWERLINK通信行规规范（GB/T27960—2011，EPSGDS301MOD）GB/T29768信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议GB/T29910（所有部分）工业通信网络现场总线规范类型20：HART规范GB/T31230（所有部分）工业以太网现场总线EtherCATGB/T33905.3-2017智能传感器第3部分：术语GB/T34069物联网总体技术智能传感器特性与分类GB/Z20541.1测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10：PROFINET规范第1部分：应用层服务定义（GB/Z20541.1一2006，IEC61158-5type10：2003，MOD）1
HiiKAoNhiKAca
GB/T34068—2017
GB/Z20541.2测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10：PROFINET规范第2部分：应用层协议规范（GB/Z20541.2—2006，IEC61158-6type10：2003，MOD）GB/Z26157（所有部分）测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型2：Con-trolNet和EtherNet/IP规范[GB/Z26157—2010（所有部分），IEC61158：2003，MOD]YD/T1272（所有部分）光纤活动连接器IEC60603-7-1电子设备用连接器第7-1部分：有质量评定的具有通用插合特性的8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment-Part7-l：Detail specificationfor 8-way,shielded free and fixed connectors with comon mating features,with assessed quality)IEC60603-7-2电子设备用连接器第7-2部分：最高频率100MHz的数据传输用8通道活动式和固定式非屏蔽连接器的详细规范（ConnectorsforelectronicequipmentPart7-2：Detailspecificationfor 8-way, unshielded free and fixed connectors, for data transmissions with frequencies up to100MHz)
IEC60603-7-4电子设备用连接器第7-4部分：最高频率250MHz的数据传输用8通道活动式和固定式非屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment一Part7-4：Detailspecificationfor 8-way,unshielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 25o MHz)IEC60603-7-5电子设备用连接器第7-5部分：最高频率250MHz的数据传输用8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment一Part7-5：Detailspecificationfor 8-way,shielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 25o MHz)IEC60603-7-7电子设备用连接器第7-7部分：最高频率600MHz的数据传输用8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment-Part7-7：Detailspecificationfor 8-way,shielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 6oo MHz)ISO11898-1道路车辆控制器局域网络（CAN）第1部分：数据链路层和物理信号[Roadvehicles--Controller area network(CAN)-Part l:Data link layer and physical signalling)ANSI/TIA/EIA-485-A平衡数字多点系统发生器和接收机的电特性（Electricalcharacteristicsof generators and receivers for use in balanced digital multipoint systems)IEC61158工业通信网络现场总线规范（所有部分）［Industrialcommunicationnetworks-Filedbusspecifications(all parts)]IEC61784-2工业通信网络行规第2部分：基于ISO/IEC8002-3的实时网络用附加现场总线行规(Industrial communicaion networks-Profiles-Part 2：Additional fieldbus profiles for real-timenetworksbasedonISO/IEC8802-3)IEC62734工业网络无线通信网络和通信行规ISA100.1la（Industrialnetworks—Wirelesscommunication network and communication profiles--ISA loo.lla)IEEE1451.2：1997国际电机电子工程学会智能变送器接口技术标准变送器与微处理器通信协议和变送器电子数据表格（TEDS）格式[IEEEStandard foraSmartTransducerInterfacefor Sensorsand Actuators-Transducer to Microprocessor Communication Protocols and Transducer ElectronicData Sheet (TEDS)Formats)
IEEE802.11国际电机电子工程学会信息技术标准局域网和城域网通信和信息交换技术规范第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范［IEEEStandard forInformation technologyTelecommunications and information exchange between systems Local and metropolican area net-works-Specific requirements--Part 1l: Wireless LAN Medium Access Control(MC) and PhysicalLayer(PHY)Specifications)
蓝牙核心规范4.o(BluetoothCoreSpecificationversion4.o)CiA3olCANopen应用层和通信目录（CANopenapplicationlayerandcommunicationprofile）2
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ZigBee-2007规范（ZigBee-2007Specification）3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/T34068—2017
GB/T7665-2005和GB/T33905.3--2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
智能传感器intelligent sensor具有与外部网络系统双向通信的手段，用于发送测量、状态信息，接收和处理外部命令的传感器。[GB/T33905.3—2017，定义3.2]3.1.2
智能传感器通信接口intelligent sensor communication interface智能传感器之间、智能传感器与外部网络或系统之间进行双向通信所需具备的物理接口和通信协议技术要求。
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CAN：控制器局域网络
DDS：设备描述表
EPA：工厂自动化用以太网
EtherCAT：以太网控制自动化技术HART：可寻址远程传感器高速通道PROFIBUS：过程现场总线
RFID:射频识别免费标准bzxz.net
WIA-PA：用于过程自动化的工业无线网络4智能传感器功能架构
智能传感器功能架构是对智能传感器基本功能结构的描述，如图1所示。智能传感器的具体分类见GB/T34069中的要求。
传感单元1
传感单元2
传感单元n
智能计算单元
信号调理
接口单元
数据处理
数据存储
图1智能传感器功能架构
外部网络/
HiiKAoNhi KAca
GB/T34068—2017
5智能传感器数据格式
5.1数据校准
智能传感器应提供数据校准功能，可依据传感器内置的数据表达模型执行数据转换。工程量一般基于浮点数值表示，并具有数据表达模型所规定的测量单位。为了便于描述和机器识别，可采用具有规范形式的多项式表达。附录A中A.1给出了智能传感器的一般校准模型。智能传感器宜采用分段多项式表达的校准模型，对输人范围分段并采用不同的校准系数。分段应考虑分段间隔与多项式的次数，A.2给出了智能传感器的分段校准模型。数据校准时，首先检测并确定输人值所处的分段区间，然后再选择指定的校准模型对数据进行校准。
智能传感器应当存储校准模型描述信息和校准模型系数，包括传感器通道数、每个通道的分段数、段边界偏移量值，多项式最高次数，校准系数等校准模型的相关信息，以及传感器数据类型，单位，传感器类型和其他配置所需要的描述信息。智能传感器所需要的校准模型信息应由传感器的制造企业依据实际需求在设计完成后写入传感器的配置区域，具体细节应符合5.3的要求。5.2工程数据的单位表达
对任何一个单位U，均可由弧度（rad）、球面度（sr）、长度（m）、质量（kg）、时间（s）、电流（A）、温度（K），物质的量（mol）和光强（cd）的复合形式表达：Ig(U)=lgp(rad,sr.mkg,,A,K,mol.cd,l)-aigN................(1)式中：
N基本单位向量N=rad，sr，m，kg，s.A，K，mol.cd,1；A—物理单位U的特征向量，=[a1A2,a,asAA，sA]。注：公式中的计量单位表现为变量。若入，（i=1,2，，10)的值均等于0，则称入为零特征向量。对任何一个单位，均存在唯一的特征向量与之对应。对于没有物理含义的数字量，其特征向量为零特征向量。
此通用表达方式结构如图2所示。最高有效字节位
基本单位
量纲符号
特征系数
1字节
1字节
球面度
1字节
1字节
1字节
1字节
1字节
最低有效字节位
1字节
物质量
1字节
二进制数的值=128+2x对应的特征系数值(2)—枚举值0：表示物理单位由基本单位构成枚举值1：表示物理单位形如gU，其中U由基本物理单位来描述枚举值2：表示数据为数字量，没有物理单位，字段2-10设为128图2基于特征向量的单位通用表达方法光强
1字节
1字节
iiKAoNniKAca
GB/T34068—2017
智能传感器应采用11字节长度的二进制序列对上述特征向量进行编码。每个字节的二进制数表达形式为以128为基数，加上两倍的对应特征系数值。附录B给出了相关的表述实例。5.3智能传感器信息的数据结构
智能传感器应使用基于传感器DDS的方法进行智能传感器信息和数据的结构化存储。DDS分为八个可独立寻址的单元，用于描述智能传感器自身以及与之相联结的物理对象、服务资源等方面的相关特征。其中，全局DDS、全局识别DDS、通道DDS、通道识别DDS、校准DDS和校准识别DDS的数据结构应符合IEEE1451.2:1997相应章节的要求，对象DDS和服务DDS的数据结构见表1和表2，数据类型应符合IEEE1451.2：1997中3.3的要求。各DDS的主要功能分别为：全局DDS，必备部分，用于描述智能传感器的全局信息，如DDS数据结构、智能传感器极限参数以及类传感器通道信息等，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.1的要求；全局识别DDS，可选部分，用于提供智能传感器识别信息的一个人工可读版本，包括制造企业、类型号、序列号、日期以及产品描述等，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.4的要求；
通道DDS，必备部分，用于定义各通道的具体信息，包括通道变量报警的上下限、物理单位、不确定度、数据模型等，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.2的要求；通道识别DDS，可选部分，用于提供与之绑定的类传感器通道信息的人工可读版本，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.5的要求；校准DDS，可选部分，用于存储各通道最新的标定数据、标定模型、标定间隔以及与标定模型相关的参数信息，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.3的要求校准识别DDS，可选部分，用于提供相应通道校准DDS的一个人工可读版本，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.6的要求；对象DDS，必备部分，用于存储工程应用中智能传感器所感知的物理对象信息；服务DDS，可选部分，用于描述智能传感器所具备的服务能力，以及定义传感器之间协作时相互服务调用所需要的输人输出参数。表1对象DDS数据块数据结构
数据索引
对象DDS数据块总长度
数据描述
对象DDS描述语言种类（以参数L表示）对象DDS描述语言类型代码列表
数据域4~19重复L次
本描述语言数据子块长度
本描述语言字符集说明
本终端网络逻辑地址（IP地址）本终端逻辑地址端口号
与本终端绑定的设备数量（以参数N，表示）数据类型
U8E数组
STRING
U8C数组
长度（字节）
HiiKAoNniKAca
GB/T34068—2017
数据索引
表1（续）
数据描述
元对象DDS人口地址在本数据结构中的偏移量数据域13～16为元对象DDS，重复Ni次（1≤N≤255）与本终端绑定的对象标识
与本终端绑定的对象序号（以参数N表示）与本终端绑定的对象预警上限
与本终端绑定的对象预警下限
本终端参与的组播组数(以参数N：表示）数据域18重复Ns次（1≤N≤255）本终端参与的组播组地址列表
本描述语言数据子块校验和
设备DDS数据块校验和
注：阴影区域为静态属性信息，在运行阶段该数据域读写权限为只读”。表2服务DDS数据块数据结构
数据索引
服务DDS数据块总长度
数据描述
服务DDS描述语言种类（以参数L表示）服务DDS描述语言类型代码列表
数据域4~12重复L次
本描述语言数据子块长度
本描述语言字符集说明
本终端支持的元服务总数（以参数N表示）元服务DDS人口地址在本数据结构中的偏移量数据域8～12为元服务DDS，重复N次（1≤N≤255）元服务逻辑地址编码
元服务输人参数总数（以参数N，表示）元服务输人参数类型代码列表
元服务输出参数总数（以参数N，表示）元服务输出参数类型代码列表
本描述语言数据子块校验和
服务DDS数据块校验和
基于XML的智能传感器设备数据描述方法数据类型
U16C数组
U8C数组
数据类型
U8E数组
STRING
U16C数组
U8E数组
U8E数组
长度（字节）
长度（字节）
为了使设备描述表（DDS)的结构化数据能够以简单、通用的形式在智能传感器网络中进行交换，智GB/T34068—2017
能传感器应采用XML语言，对本体属性以及所属资源和消息进行统一的形式化描述。附录C给出了基于表1中对象DDS数据结构的XML表述格式范例。6智能传感器通信接口
6.1通则
通信接口包括不同的物理接口及通信协议，不同的通信协议之间应基于协议网关达到互操作和数据一致性的要求。
6.2有线通信接口
6.2.1通则
用于物联网的智能传感器宜采用以太网接口，也可采用且不限于RS232、RS485等接口。6.2.2
物理接口
6.2.2.1RJ45接口
对于采用屏蔽双绞线的通信系统，宜采用支持RJ45的物理接口。根据要求的不同，其机械特性和技术规范应符合IEC60603-7-1、IEC60603-7-2、IEC60603-7-4、IEC60603-7-5或IEC60603-7-7的要求。
6.2.2.2光纤接口
智能传感器根据自身技术特点、使用环境和通信协议等条件，可采用且不限于LC、MT-RJ.SC、FC和MPO型光纤连接器作为通信物理接口，这五种光纤连接器的技术规范应符合YD/T1272（所有部分)的要求。其他类型的光纤连接器应满足各自的技术规范。6.2.2.3RS232接口
RS232接口宜采用DB9插针连接器，其电气特性应符合GB/T6107一2000中第2章的要求，机械特性应符合GB/T12057—1989中第4章的要求。6.2.2.4RS485接口
RS485接口宜采用DB9插针连接器，其电气特性应符合ANSI/TIA/EIA-485-A的要求，机械特性应符合GB/T12057—1989中第4章的要求。6.2.2.5RS422接口
RS422接口宜采用DB9插针连接器，其电气特性应符合GB/T110141989中第4章的要求，机械特性应符合GB/T12057—1989中第4章的要求。6.2.2.6IEEE1394接口
对于智能传感器所采用的IEEE1394接口，其技术规范应符合GB/T19244的要求。6.2.3网络接口
6.2.3.1通则
智能传感器宜采用基于TCP/IP的以太网，推荐工业以太网，例如PROFINET，EtherCAT，POW7
GB/T34068-2017
ERLINK、SERCOSIII、Ethernet/IP和EPA，也可采用且不限于以下现场总线，包括CANopen。Modbus、PROFIBUS和HART。
6.2.3.2基于TCP/IP的工业以太网6.2.3.2.1PROFINET
支持PROFINET的智能传感器，其技术规范应符合GB/Z20541.1和GB/Z20541.2的要求。6.2.3.2.2EtherCAT
支持EtherCAT的智能传感器，其技术规范应符合GB/T31230（所有部分）的要求。6.2.3.2.3POWERLINK
支持POWERLINK的智能传感器，其技术规范应符合GB/T27960的要求。6.2.3.2.4SERCOSIII
支持SERCOSIII的智能传感器，其技术规范应符合IEC61784-2和IEC61158的要求。6.2.3.2.5Ethernet/IP
支持Ethernet/IP的智能传感器，其技术规范应符合GB/Z26157（所有部分）的要求。6.2.3.2.6EPA
支持EPA的智能传感器，其技术规范应符合GB/T20171和GB/T26796.2～GB/T26796.4的要求。
6.2.3.3现场总线
6.2.3.3.1CANopen
CANopen是基于CAN总线的应用层协议，可通过CAN或工业以太网实现。支持CANopen协议的智能传感器，宜采用屏蔽双绞线作为传输媒介，其技术规范应符合ISO11898-1和CiA301的要求。6.2.3.3.2Modbus
支持Modbus协议的智能传感器可分为通过串行链路或TCP/IP实现与外部系统的通信，其协议总体模型和功能码规范应符合GB/T19582.1的要求。采用串行链路方式的智能传感器的物理接口宜采用且不限于RS485、RS232接口，其物理接口和数据规范应符合GB/T19582.1和GB/T19582.2的要求。采用TCP/IP方式的智能传感器，其协议规范应符合GB/T19582.1和GB/T19582.3的要求。6.2.3.3.3PROFIBUS
支持PROFIBUS的智能传感器的物理接口宜采用RS485、光纤接口等，其技术规范应符合GB/T20540.2的要求。输出信号应满足PROFIBUS总线协议，其技术规范应符合GB/T20540.3和GB/T20540.4的要求。
6.2.3.3.4HART
基于有线网络的支持HART协议的智能传感器应配备对应的物理接口，可采用RS232、RS485等8
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2018-02-01实施
GB/T34068—2017
规范性引用文件
术语、定义和缩略语.
3.1术语和定义
3.2缩略语
智能传感器功能架构
5智能传感器数据格式
数据校准
5.2工程数据的单位表达
5.3智能传感器信息的数据结构
5.4基于XML的智能传感器设备数据描述方法6智能传感器通信接口
6.1通则
6.2有线通信接口
6.3无线通信接口
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（规范性附录）
参考文献
智能传感器校准模型
工程量纲特征向量表述实例
对象DDS的XML表述格式·
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。GB/T34068—2017
本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。本标准负责起草单位：湖北华威科智能技术有限公司、上海市计量测试技术研究院、上海波汇通信科技有限公司、北京易能立方科技有限公司、河南汉威电子股份有限公司、广州致讯信息科技有限责任公司、北京自动化技术研究院、浙江省计量科学研究院、华中科技大学、北京国电智深控制技术有限公司、重庆市伟岸测器制造股份有限公司、昆明能讯科技有限责任公司、福建上润精密仪器有限公司、上海天祥质量技术服务有限公司、上海物联网中心、福建顺昌虹润精密仪器有限公司、上海市在线检测与控制技术重点实验室。
本标准主要起草人：尹周平、潘涵舜、楼志斌、王健、陶波、王裴动、余国瑞、赵立行、李志刚、肖天雷、陈哲敏、李春阳、田雨聪、茅晓晨、杜韶辉、唐田、戈剑、董浩、单联海、周军、陈志扬。iiKAoNhiKAca
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物联网智能传感器的一大特点就是能够通过各种接口实现与外部网络或系统的双向通信，并具备自识别、自描述、自组织等功能。目前，适用于智能传感器的通信接口种类繁多，为了优化产品之间的兼容性，规范我国智能传感器的研究和生产，促进产业的发展，有必要对智能传感器接口进行标准化，本标准对物联网智能传感器所使用的接口技术进行了规范，为智能传感器的接口设计提供了参考与指导。
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1范围
物联网总体技术
智能传感器接口规范
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本标准规定了物联网智能传感器接口方面的术语和定义，系统的一般构成，数据格式和通信接口。本标准适用于物联网智能传感器的接口设计、生产和使用。其他类似传感器的接口也可参照本标准。
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/T6107一2000使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口(EIA/TIA-232-E,IDT)
GB/T7665—2005
传感器通用术语
GB/T11014一1989平衡电压数字接口电路的电气特性（EIARS422A：1978，EQV）GB/T120571989使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的通用37插针和9插针接口
GB/T19244信息技术高性能串行总线（GB/T192442003，IEEE1394：1995，IDT）GB/T19582（所有部分）基于Modbus协议的工业自动化网络规范GB/T20171用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范GB/T20540.2测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第2部分：物理层规范和服务定义（GB/T20540.2—2006，IEC61158-2Type3：2003，MOD）GB/T20540.3测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第3部分：数据链路层服务定义（GB/T20540.3—2006，IEC61158-3Type.3：2003，MOD）GB/T20540.4测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第4部分：数据链路层协议规范（GB/T20540.4—2006，IEC61158-4Type3：2003，MOD）GB/T26790（所有部分）工业无线网络WIA规范GB/T26796.2用于工业测量与控制系统的EPA规范第2部分：协议一致性测试规范GB/T26796.3用于工业测量与控制系统的EPA规范第3部分：互可操作测试规范GB/T26796.4用于工业测量与控制系统的EPA规范第4部分：功能块的技术规范GB/T27960以太网POWERLINK通信行规规范（GB/T27960—2011，EPSGDS301MOD）GB/T29768信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议GB/T29910（所有部分）工业通信网络现场总线规范类型20：HART规范GB/T31230（所有部分）工业以太网现场总线EtherCATGB/T33905.3-2017智能传感器第3部分：术语GB/T34069物联网总体技术智能传感器特性与分类GB/Z20541.1测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10：PROFINET规范第1部分：应用层服务定义（GB/Z20541.1一2006，IEC61158-5type10：2003，MOD）1
HiiKAoNhiKAca
GB/T34068—2017
GB/Z20541.2测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型10：PROFINET规范第2部分：应用层协议规范（GB/Z20541.2—2006，IEC61158-6type10：2003，MOD）GB/Z26157（所有部分）测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型2：Con-trolNet和EtherNet/IP规范[GB/Z26157—2010（所有部分），IEC61158：2003，MOD]YD/T1272（所有部分）光纤活动连接器IEC60603-7-1电子设备用连接器第7-1部分：有质量评定的具有通用插合特性的8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment-Part7-l：Detail specificationfor 8-way,shielded free and fixed connectors with comon mating features,with assessed quality)IEC60603-7-2电子设备用连接器第7-2部分：最高频率100MHz的数据传输用8通道活动式和固定式非屏蔽连接器的详细规范（ConnectorsforelectronicequipmentPart7-2：Detailspecificationfor 8-way, unshielded free and fixed connectors, for data transmissions with frequencies up to100MHz)
IEC60603-7-4电子设备用连接器第7-4部分：最高频率250MHz的数据传输用8通道活动式和固定式非屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment一Part7-4：Detailspecificationfor 8-way,unshielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 25o MHz)IEC60603-7-5电子设备用连接器第7-5部分：最高频率250MHz的数据传输用8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment一Part7-5：Detailspecificationfor 8-way,shielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 25o MHz)IEC60603-7-7电子设备用连接器第7-7部分：最高频率600MHz的数据传输用8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范（Connectorsforelectronicequipment-Part7-7：Detailspecificationfor 8-way,shielded free and fixed connectors,for data transmissions with frequencies up to 6oo MHz)ISO11898-1道路车辆控制器局域网络（CAN）第1部分：数据链路层和物理信号[Roadvehicles--Controller area network(CAN)-Part l:Data link layer and physical signalling)ANSI/TIA/EIA-485-A平衡数字多点系统发生器和接收机的电特性（Electricalcharacteristicsof generators and receivers for use in balanced digital multipoint systems)IEC61158工业通信网络现场总线规范（所有部分）［Industrialcommunicationnetworks-Filedbusspecifications(all parts)]IEC61784-2工业通信网络行规第2部分：基于ISO/IEC8002-3的实时网络用附加现场总线行规(Industrial communicaion networks-Profiles-Part 2：Additional fieldbus profiles for real-timenetworksbasedonISO/IEC8802-3)IEC62734工业网络无线通信网络和通信行规ISA100.1la（Industrialnetworks—Wirelesscommunication network and communication profiles--ISA loo.lla)IEEE1451.2：1997国际电机电子工程学会智能变送器接口技术标准变送器与微处理器通信协议和变送器电子数据表格（TEDS）格式[IEEEStandard foraSmartTransducerInterfacefor Sensorsand Actuators-Transducer to Microprocessor Communication Protocols and Transducer ElectronicData Sheet (TEDS)Formats)
IEEE802.11国际电机电子工程学会信息技术标准局域网和城域网通信和信息交换技术规范第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范［IEEEStandard forInformation technologyTelecommunications and information exchange between systems Local and metropolican area net-works-Specific requirements--Part 1l: Wireless LAN Medium Access Control(MC) and PhysicalLayer(PHY)Specifications)
蓝牙核心规范4.o(BluetoothCoreSpecificationversion4.o)CiA3olCANopen应用层和通信目录（CANopenapplicationlayerandcommunicationprofile）2
HiiKAoNniKAca
ZigBee-2007规范（ZigBee-2007Specification）3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/T34068—2017
GB/T7665-2005和GB/T33905.3--2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
智能传感器intelligent sensor具有与外部网络系统双向通信的手段，用于发送测量、状态信息，接收和处理外部命令的传感器。[GB/T33905.3—2017，定义3.2]3.1.2
智能传感器通信接口intelligent sensor communication interface智能传感器之间、智能传感器与外部网络或系统之间进行双向通信所需具备的物理接口和通信协议技术要求。
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CAN：控制器局域网络
DDS：设备描述表
EPA：工厂自动化用以太网
EtherCAT：以太网控制自动化技术HART：可寻址远程传感器高速通道PROFIBUS：过程现场总线
RFID:射频识别免费标准bzxz.net
WIA-PA：用于过程自动化的工业无线网络4智能传感器功能架构
智能传感器功能架构是对智能传感器基本功能结构的描述，如图1所示。智能传感器的具体分类见GB/T34069中的要求。
传感单元1
传感单元2
传感单元n
智能计算单元
信号调理
接口单元
数据处理
数据存储
图1智能传感器功能架构
外部网络/
HiiKAoNhi KAca
GB/T34068—2017
5智能传感器数据格式
5.1数据校准
智能传感器应提供数据校准功能，可依据传感器内置的数据表达模型执行数据转换。工程量一般基于浮点数值表示，并具有数据表达模型所规定的测量单位。为了便于描述和机器识别，可采用具有规范形式的多项式表达。附录A中A.1给出了智能传感器的一般校准模型。智能传感器宜采用分段多项式表达的校准模型，对输人范围分段并采用不同的校准系数。分段应考虑分段间隔与多项式的次数，A.2给出了智能传感器的分段校准模型。数据校准时，首先检测并确定输人值所处的分段区间，然后再选择指定的校准模型对数据进行校准。
智能传感器应当存储校准模型描述信息和校准模型系数，包括传感器通道数、每个通道的分段数、段边界偏移量值，多项式最高次数，校准系数等校准模型的相关信息，以及传感器数据类型，单位，传感器类型和其他配置所需要的描述信息。智能传感器所需要的校准模型信息应由传感器的制造企业依据实际需求在设计完成后写入传感器的配置区域，具体细节应符合5.3的要求。5.2工程数据的单位表达
对任何一个单位U，均可由弧度（rad）、球面度（sr）、长度（m）、质量（kg）、时间（s）、电流（A）、温度（K），物质的量（mol）和光强（cd）的复合形式表达：Ig(U)=lgp(rad,sr.mkg,,A,K,mol.cd,l)-aigN................(1)式中：
N基本单位向量N=rad，sr，m，kg，s.A，K，mol.cd,1；A—物理单位U的特征向量，=[a1A2,a,asAA，sA]。注：公式中的计量单位表现为变量。若入，（i=1,2，，10)的值均等于0，则称入为零特征向量。对任何一个单位，均存在唯一的特征向量与之对应。对于没有物理含义的数字量，其特征向量为零特征向量。
此通用表达方式结构如图2所示。最高有效字节位
基本单位
量纲符号
特征系数
1字节
1字节
球面度
1字节
1字节
1字节
1字节
1字节
最低有效字节位
1字节
物质量
1字节
二进制数的值=128+2x对应的特征系数值(2)—枚举值0：表示物理单位由基本单位构成枚举值1：表示物理单位形如gU，其中U由基本物理单位来描述枚举值2：表示数据为数字量，没有物理单位，字段2-10设为128图2基于特征向量的单位通用表达方法光强
1字节
1字节
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GB/T34068—2017
智能传感器应采用11字节长度的二进制序列对上述特征向量进行编码。每个字节的二进制数表达形式为以128为基数，加上两倍的对应特征系数值。附录B给出了相关的表述实例。5.3智能传感器信息的数据结构
智能传感器应使用基于传感器DDS的方法进行智能传感器信息和数据的结构化存储。DDS分为八个可独立寻址的单元，用于描述智能传感器自身以及与之相联结的物理对象、服务资源等方面的相关特征。其中，全局DDS、全局识别DDS、通道DDS、通道识别DDS、校准DDS和校准识别DDS的数据结构应符合IEEE1451.2:1997相应章节的要求，对象DDS和服务DDS的数据结构见表1和表2，数据类型应符合IEEE1451.2：1997中3.3的要求。各DDS的主要功能分别为：全局DDS，必备部分，用于描述智能传感器的全局信息，如DDS数据结构、智能传感器极限参数以及类传感器通道信息等，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.1的要求；全局识别DDS，可选部分，用于提供智能传感器识别信息的一个人工可读版本，包括制造企业、类型号、序列号、日期以及产品描述等，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.4的要求；
通道DDS，必备部分，用于定义各通道的具体信息，包括通道变量报警的上下限、物理单位、不确定度、数据模型等，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.2的要求；通道识别DDS，可选部分，用于提供与之绑定的类传感器通道信息的人工可读版本，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.5的要求；校准DDS，可选部分，用于存储各通道最新的标定数据、标定模型、标定间隔以及与标定模型相关的参数信息，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.3的要求校准识别DDS，可选部分，用于提供相应通道校准DDS的一个人工可读版本，具体数据格式应符合IEEE1451.2：1997中5.6的要求；对象DDS，必备部分，用于存储工程应用中智能传感器所感知的物理对象信息；服务DDS，可选部分，用于描述智能传感器所具备的服务能力，以及定义传感器之间协作时相互服务调用所需要的输人输出参数。表1对象DDS数据块数据结构
数据索引
对象DDS数据块总长度
数据描述
对象DDS描述语言种类（以参数L表示）对象DDS描述语言类型代码列表
数据域4~19重复L次
本描述语言数据子块长度
本描述语言字符集说明
本终端网络逻辑地址（IP地址）本终端逻辑地址端口号
与本终端绑定的设备数量（以参数N，表示）数据类型
U8E数组
STRING
U8C数组
长度（字节）
HiiKAoNniKAca
GB/T34068—2017
数据索引
表1（续）
数据描述
元对象DDS人口地址在本数据结构中的偏移量数据域13～16为元对象DDS，重复Ni次（1≤N≤255）与本终端绑定的对象标识
与本终端绑定的对象序号（以参数N表示）与本终端绑定的对象预警上限
与本终端绑定的对象预警下限
本终端参与的组播组数(以参数N：表示）数据域18重复Ns次（1≤N≤255）本终端参与的组播组地址列表
本描述语言数据子块校验和
设备DDS数据块校验和
注：阴影区域为静态属性信息，在运行阶段该数据域读写权限为只读”。表2服务DDS数据块数据结构
数据索引
服务DDS数据块总长度
数据描述
服务DDS描述语言种类（以参数L表示）服务DDS描述语言类型代码列表
数据域4~12重复L次
本描述语言数据子块长度
本描述语言字符集说明
本终端支持的元服务总数（以参数N表示）元服务DDS人口地址在本数据结构中的偏移量数据域8～12为元服务DDS，重复N次（1≤N≤255）元服务逻辑地址编码
元服务输人参数总数（以参数N，表示）元服务输人参数类型代码列表
元服务输出参数总数（以参数N，表示）元服务输出参数类型代码列表
本描述语言数据子块校验和
服务DDS数据块校验和
基于XML的智能传感器设备数据描述方法数据类型
U16C数组
U8C数组
数据类型
U8E数组
STRING
U16C数组
U8E数组
U8E数组
长度（字节）
长度（字节）
为了使设备描述表（DDS)的结构化数据能够以简单、通用的形式在智能传感器网络中进行交换，智GB/T34068—2017
能传感器应采用XML语言，对本体属性以及所属资源和消息进行统一的形式化描述。附录C给出了基于表1中对象DDS数据结构的XML表述格式范例。6智能传感器通信接口
6.1通则
通信接口包括不同的物理接口及通信协议，不同的通信协议之间应基于协议网关达到互操作和数据一致性的要求。
6.2有线通信接口
6.2.1通则
用于物联网的智能传感器宜采用以太网接口，也可采用且不限于RS232、RS485等接口。6.2.2
物理接口
6.2.2.1RJ45接口
对于采用屏蔽双绞线的通信系统，宜采用支持RJ45的物理接口。根据要求的不同，其机械特性和技术规范应符合IEC60603-7-1、IEC60603-7-2、IEC60603-7-4、IEC60603-7-5或IEC60603-7-7的要求。
6.2.2.2光纤接口
智能传感器根据自身技术特点、使用环境和通信协议等条件，可采用且不限于LC、MT-RJ.SC、FC和MPO型光纤连接器作为通信物理接口，这五种光纤连接器的技术规范应符合YD/T1272（所有部分)的要求。其他类型的光纤连接器应满足各自的技术规范。6.2.2.3RS232接口
RS232接口宜采用DB9插针连接器，其电气特性应符合GB/T6107一2000中第2章的要求，机械特性应符合GB/T12057—1989中第4章的要求。6.2.2.4RS485接口
RS485接口宜采用DB9插针连接器，其电气特性应符合ANSI/TIA/EIA-485-A的要求，机械特性应符合GB/T12057—1989中第4章的要求。6.2.2.5RS422接口
RS422接口宜采用DB9插针连接器，其电气特性应符合GB/T110141989中第4章的要求，机械特性应符合GB/T12057—1989中第4章的要求。6.2.2.6IEEE1394接口
对于智能传感器所采用的IEEE1394接口，其技术规范应符合GB/T19244的要求。6.2.3网络接口
6.2.3.1通则
智能传感器宜采用基于TCP/IP的以太网，推荐工业以太网，例如PROFINET，EtherCAT，POW7
GB/T34068-2017
ERLINK、SERCOSIII、Ethernet/IP和EPA，也可采用且不限于以下现场总线，包括CANopen。Modbus、PROFIBUS和HART。
6.2.3.2基于TCP/IP的工业以太网6.2.3.2.1PROFINET
支持PROFINET的智能传感器，其技术规范应符合GB/Z20541.1和GB/Z20541.2的要求。6.2.3.2.2EtherCAT
支持EtherCAT的智能传感器，其技术规范应符合GB/T31230（所有部分）的要求。6.2.3.2.3POWERLINK
支持POWERLINK的智能传感器，其技术规范应符合GB/T27960的要求。6.2.3.2.4SERCOSIII
支持SERCOSIII的智能传感器，其技术规范应符合IEC61784-2和IEC61158的要求。6.2.3.2.5Ethernet/IP
支持Ethernet/IP的智能传感器，其技术规范应符合GB/Z26157（所有部分）的要求。6.2.3.2.6EPA
支持EPA的智能传感器，其技术规范应符合GB/T20171和GB/T26796.2～GB/T26796.4的要求。
6.2.3.3现场总线
6.2.3.3.1CANopen
CANopen是基于CAN总线的应用层协议，可通过CAN或工业以太网实现。支持CANopen协议的智能传感器，宜采用屏蔽双绞线作为传输媒介，其技术规范应符合ISO11898-1和CiA301的要求。6.2.3.3.2Modbus
支持Modbus协议的智能传感器可分为通过串行链路或TCP/IP实现与外部系统的通信，其协议总体模型和功能码规范应符合GB/T19582.1的要求。采用串行链路方式的智能传感器的物理接口宜采用且不限于RS485、RS232接口，其物理接口和数据规范应符合GB/T19582.1和GB/T19582.2的要求。采用TCP/IP方式的智能传感器，其协议规范应符合GB/T19582.1和GB/T19582.3的要求。6.2.3.3.3PROFIBUS
支持PROFIBUS的智能传感器的物理接口宜采用RS485、光纤接口等，其技术规范应符合GB/T20540.2的要求。输出信号应满足PROFIBUS总线协议，其技术规范应符合GB/T20540.3和GB/T20540.4的要求。
6.2.3.3.4HART
基于有线网络的支持HART协议的智能传感器应配备对应的物理接口，可采用RS232、RS485等8
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