本文是学习GB-T 33901-2017 工业物联网仪表身份标识协议. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了工业物联网仪表身份标识的编码规则和内容及身份标识发布的准则。
本标准适用于工业物联网仪表的管理与应用。
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/T 16263.1—2006 信息技术 ASN.1 编码规则 第1部分:基本编码规则(BER)、
正则编码
规则(CER) 和非典型编码规则(DER) 规范
GB/T 25069 信息安全技术 术语
GB/T 25069界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
标识符 identifier
用于全球范围内唯一地、无二义性地标识工业物联网仪表身份的一组连续数字、字符、符号或者其
他任何形式数据。
3.2
数据 data
信息的可再解释的形式化表示以适用于通信解释或处理。
[GB/T 5271.1—2000,定义01.01.02]
3.3
工业自动化仪表 industrial automation instrument
在工业生产过程中,对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表。
注:本标准中简称仪表。
3.4
应用 application
为解决工业过程测量和控制中的问题的特定软件功能单元。
[GB/T 19769.1—2015,定义3.6]
3.5
可扩展标记语言 eXtensible markup language;XML
标准通用标记语言的子集,
一种用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言。
3.6
工业物联网 industrial internet of things
物联网在工业领域中各类应用的总成,是实现广义工业领域范围的智慧应用及信息共享的基础
style="width:11.54669in;height:0.49984in" />GB/T 33901—2017
平台。
下列缩略语适用于本文件。
Ecode 物品统一编码(Entity code)
OID 对象标识(Object identifier)
XML 可扩展标记语言(eXtensible markup language)
为了确保工业物联网仪表身份标识的唯一性,对其结构和长度规定如下:工业物联网仪表身份标识
的总长度为192
bits,在寄存器的存储模式为大端模式,其中包括5个字段含义,具体为工业物联网仪
表身份协议标识号(48 bits),协议版本(8 bits),功能标识(8
bits),生产厂商标识号(64 bits)以及产品代
码(64 bits)。 具体如表1所示。
表 1 工业物联网仪表身份标识编码结构
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对于表1中各字段内容解释参见5.2。在工业物联网仪表身份标识编码中,各个字段格式以1
bit
为单位来描述。图1是工业物联网仪表身份标识编码的完整格式。
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图 1 工业物联网仪表身份标识编码的完整格式
GB/T 33901—2017
5.2.1 工业物联网仪表身份协议标识号
5.2.1.1 概述
工业物联网仪表身份协议标识号作为工业物联网仪表身份标识编码的首个字段,是由标准编写单
位向国家编码管理机构进行申请。其申请内容是国家 OID
注册号或物联网统一标识 Ecode 注册号,其 申请的代码长度为48
bits。工业物联网仪表的身份标识协议首个字段符合标准申请的注册号,则代表
工业物联网仪表的身份标识符合该协议与编码,首个字段的内容在国家 OID
注册号与 Ecode 注册号中 二选一。例如如果首字段符合国家 OID
注册号,则"生产厂商标识号"将按照该厂商 OID 注册号进行
解析;如果首字段符合物联网统一标识Ecode
注册号,则"生产厂商标识号"将按照该厂商Ecode 注册号
进行解析。
5.2.1.2 国家 OID 注册号
国家 OID
注册号向国家相关机构申请,申请的号码为2.16.156.20012,申请号码的规定以及申请号
码的编码规则见附录 A。
5.2.1.3 物联网统一标识 Ecode 注册号
物联网统一标识 Ecode 注册号向国家相关机构申请,其申请编码长度48
bits,具体内容参见附
录 B。
协议版本决定了工业物联网仪表身份标识的每个字段的含义,考虑到未来标准可能出现修订,设计
编码规则时预留可扩展 bit位,以保证编码的可扩展性。
为了更好地对身份标识进行区别,在协议版本号的字段中取54 bit 和55 bit
进行区别,00为 OID 注册号,01为Ecode 注册号。如图2所示为 OID
版本号的格式,图3为 Ecode 版本号的格式,其中版本
号的前六位均设置为0,作为版本号的初始版本。
48(bit) 49 50 51 52 53 54 55
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图 2 OID 版本号格式
48(bit) 49 50 51 52 53 54 55
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图 3 Ecode 版本号格式
5.2.3 工业物联网仪表功能标识的编制
长度为8
bits,功能标识的字段位于仪表身份标识编码的第56~63位,工业物联网仪表功能标识
的设置与工业物联网仪表设备是否支持工业物联网仪表身份标识协议、工业物联网仪表应用属性协议、
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工业物联网仪表服务协议、工业物联网仪表互操作协议一一对应。采用8
bits表示,每一位中,“1”代表
支持该协议,“0”代表不支持,使用第56~59位进行编码,第60~63位预留,编制方式如下:
——第56位:工业物联网仪表身份标识协议;
第57位:工业物联网仪表应用属性协议;
— 第58位:工业物联网仪表服务协议;
——第59位:工业物联网仪表互操作协议;
——第60~63位:预留。
工业物联网仪表功能标识的完整格式如图4所示。
bit 56 57 58 59 60 63
style="width:5.4066in;height:0.30008in" />工业物联网仪表身份标识协议
工业物联网仪表应用属性协议
工业物联网仪表服务协议 工业物联网仪表互操作协议
style="width:1.09331in;height:0.3135in" />预密
图 4 工业物联网仪表功能标志完整格式
5.2.4.1 概 述
生产厂商标识号为工业物联网仪表身份标识编码的第四字段,其内容为生产厂商
OID 注册号或者 生产厂商Ecode
注册号,代表生产厂商的唯一标识,对工业物联网仪表的身份标识起着重要的作用。在
使用中,生产厂商 OID 注册号与 Ecode 注册号两者二选一使用。
如果工业物联网仪表身份标识编码中的首个字段采用的是国家 OID
注册号,则其代表生产厂商标 识号按照 OID
注册号进行解析;如果工业物联网仪表身份标识编码中的首个字段采用的是物联网统一
标识Ecode 注册号,则其代表生产厂商标识号按照 Ecode 注册号进行解析。
5.2.4.2 生产厂商OID 注册号
生产厂商 OID
注册号是由各个生产厂商向国家相关机构申请的,该生产厂商的代码是工业物联网
生产厂商的国内唯一编号。工业物联网仪表生产厂商编号由国家相关机构为工业物联网仪表生产厂家
分配的国内唯一编号。
5.2.4.3 生产厂商 Ecode 注册号
生产厂商 Ecode
注册号是由各个生产厂商向国家相关机构注册申请的。代表着生产厂商编号,由
国家相关机构为工业物联网仪表生产厂家分配的国内唯一编号。
产品代码字段长度为64
bits,是生产厂商自行为本厂每个工业物联网仪表产品分配的唯一编号,
例如包含工业物联网仪表的生产日期、序列号等产品信息。
6.1 工业物联网仪表身份标识发布的依据
工业物联网仪表身份标识的发布是指在物联网环境下,工业仪表需要将其自身设备数据和信息与
物联网中其他设备进行交互。本协议中只涉及工业仪表身份标识的交互。由于是在物联网环境下的信
息发布,需要考虑物联网的特征,确定发布准则。
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首先,物联网是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了多种类型传感器,每个传感器都是一个
信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定
的频率周期性的采集信息,不断更新数据。
针对这一特点,需要一种统一的数据格式对工业物联网仪表身份标识进行发布,同时由于数据是实
时更新的,所以这种格式必须便于解析。
其次,物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网
上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,必须适应各种异构网络和协议。
针对这一特点,需要一种统一的数据发布协议,物联网中的工业仪表都具备这样一种数据发布的能
力,并且这种协议需要与互联网兼容。
综合以上两方面考虑,采用互联网中普遍应用的可扩展标记语言(XML)
服务架构,对工业物联网
仪表身份标识进行发布。
一方面,XML
定义了一组体系架构原则,可以根据这些原则设计以系统资源为中心的 Web
服务,
从而使物联网中的设备具有统一向互联网兼容的数据发布能力。另一方面,XML
是一个超媒体系统,
它可以把物联网中所有资源进行唯一的定位,无论使用的是检测仪表、显示仪表还是调节仪表,或者仪
表的测量为温度、压力、流量、物位还是机械量,均可统一使用 XML
文档结构表述仪表本身的信息,摒
弃了多类型仪表的信息表达异构性。
6.2 工业物联网仪表身份标识发布的准则
工业物联网仪表端返回的 XML 文档结果格式如下。
\<? xml version="1.0"?>
\<identifier)
\<OID Ecode>
Value
\</OID Ecode>
_
\<protocol version〉
Value
\</protocol version〉
\<support degree〉
Value
\</support degree)
\<Manufacture OID Ecode>
_ _
Value
\</Manufacture OID Ecode>
_ _
\<Product C)
Value
\</Product C>
\</identifier>
设备返回的结果采用XML
格式,对于工业物联网仪表标识进行描述,各种编程语言都对于 XML
文档具有较强并且便捷的解析能力。其中 identifier
为文档的根节点,表示工业物联网仪表身份标识,
它的嵌套标签含义如下,在value位置对于这些标签进行赋值:
——OID Ecode: 国家 OID 注册号或物联网统一标识 Ecode
注册号,对应报文中位置为0 bit~
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——protocol version:协议版本号,对应报文中位置为48 bit~55 bit;
——support degree:工业物联网仪表功能标识号,对应报文中位置为56 bit~63
bit;
——Manufacture OID Ecode:生产厂商注册 OID 或生产厂商 Ecode
注册号,对应报文中位置为
style="width:0.69337in" />-Product C:产品代码,对应报文中位置为128
bit~191 bit。
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(规范性附录)
国家 OID 注册号
A.1 国家 OID 注册号的内容
国家OID 注册号的内容采用OID 编码体系,国际标准化组织ISO
建立了一种信息客体注册的分层结 构(树),这种结构在GB/T16263.1—2006
中进行了规定。在这种结构中,“itu-t(0)","iso(1)”和“joint-iso-
itu-t(2)"是分层结构的第一层节点,"国家成员体(参见 ISO3166)"
节点位于第二层"iso(1)member-body
(2)"节点下;“国家”节点位于"joint-iso-itu-t(2)country(16)"节点下。"国家成员体”节点和“国家”节点及其
分支由中国OID 注册机构进行管理,即 OID 编码体系,其 OID 分配参见GB/T
2659—2000。
在该分层结构下,信息客体由构造名称唯一地进行标识,该构造名称由从树根到叶子节点的部件组
成。由于从根节点到每个节点在注册机构分配的值中是唯一的,故构造名称唯一。
OID
编码体系具有良好的可扩展性,且其分层次编码的结构有利于的分级管理和分布式维护。所
以,在工业物联网仪表身份标识设计中采用OID 编码体系的方式。
根据OID 编码体系结构,国家OID 注册号为"2.16.156.20012":"2.16.156"为
OID 编码体系中为中
华人民共和国分配的编号。
节点身份标识的前缀,在客体标识符 OID
体系中唯一性地确认了传感节点标识符所在的分支。国 际标准化组织 ISO
为了满足"必须在全球基础上定义无歧义、可标识的标准化信息对象,且信息对象可
由不同的组织进行定义"的要求,建立了一种用于信息对象注册的分层结构(树),具体结构如图
A.1
所示。
style="width:10.74028in;height:4.74028in" />
图 A.1 信息对象注册的分层结构
A.2 国家 OID 注册号编码规则
本标准中 OID 编码采用GB/T 16263.1—2006,规则如下:
a) OID 编码内容八位位组应是一起拼接的子标识符(见 b)和
c)]编码的(有序)列表。
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b)
每个子标识符表示一系列(1个或多个)8位位组。每个八位位组的位8指示它是否为该系列
的最后1个八位位组:最后八位位组的位8为0;前面的每个八位位组的位8为1。序列中这
些八位位组的位7到位1共同编码为子标识符。在概念上,这些位被拼接起来,以形成一个无
符号的二进制数,其最高有效位是第1个8位位组的位7,最低有效位是最后1个8位位组的
位1。
c)
第1个子标识符的数值从被编码的客体标识符值中的前两个客体标识符成分的值导出。使用
公式 X*40+Y, 其中:X 是第1个客体标识符成分的值,Y
是第2个客体标识符成分的值。 因而针对以上编码规则,对前缀 OID
编号(2.16.156.20012)进行如下编码:
1) OID
起始的顶级弧"2"与次级弧"16"按照如下方式编码:计算2×40+16得96,转化为
二进制“1100000”,最前面1位补"0",编码为8位“01100000”;
2)
三级弧“156”按照如下方式编码:“156"转化为二进制"10011100”,最前面6位补“0”转化
为14
位“00000010011100”,14位分为“0000001”和“0011100”两组,其中第一组最前面
1位补"1",第二组最前面1位补“0”,编码为16位"1000000100011100”;
3)
四级弧"20012"按照如下方式编码:"20012"转化为二进制"100111000101100",最前面
6 位补“0”转化为21位"000000100111000101100",21
位分为“0000001”"0011100”和
"0101100"三组,其中第一组和第二组最前面1位补"1",第三组最前面1位补"0",转化为
24 位编码“100000011001110000101100”;
将四段编码首尾相接,形成最终的编码序列"01100000100000010001110010000001
1001110000101100"。
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(资料性附录)
物联网统一标识 Ecode 注册号
Ecode
的编码结构由版本、编码体系标识、主体代码三部分组成,选择不同的版本,编码体系标识和
主体代码的长度不同。
更多内容 可以 GB-T 33901-2017 工业物联网仪表身份标识协议. 进一步学习