标准规范下载简介

T／CITSA 27-2022 智慧道路边缘计算网关通信接口规范.pdf

范围， ：规范性引用文件 .术语、定义及缩略语 3.1.缩略语 3.2.术语和定义， ：系统框架. 4.1.系统框架， 4.2.网络时钟同步要求 4.3.传输安全性要求 ．南向接口要求 5.1.一般要求. 5.2.边缘计算网关物理接口要求 5.3.前端设备标准要求 ．北向接口要求 6.1.一般要求. 6.2.MQTT通信 6.3.报文格式. 附录A：（资料性）边缘计算网关id编码示例 附录B：（资料性）MQTT主题定义示例 + 附录C：（资料性）报文格式和内容示例， C.1报文格式 C.2报文内容示例

本文件按照GB/T1.1一2020《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。 本文件由深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司提出。 本文件由中国智能交通协会归口。 本文件起草单位：深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司、深圳市宇泰科技有限公司、深圳 市智慧城市通信有限公司、深圳市万网博通科技有限公司、深圳新视达视讯工程有限公司、深圳科信通信 技术股份有限公司、中数智城（北京）科技有限公司、河北新麦智城文化科技有限公司、广西立高通信设 施有限公司。 本文件主要起草人：丘建栋、庄立坚、修科鼎、周益辉、刘琪、李国强、叶达文、杜飞荣、杜基明、 朱述宝、李琅、翟俊奇、林丽健、李银、李文彬、陈军生、宋杰、黄志武、郑合秋、孙杰超、张彧。

智慧道路边缘计算网关通信接口规范

本文件规定了智慧道路边缘计算网关通信接口的系统框架、南向接口要求、北向接口要求。 本文件适用于铺设网络、装置传感器、搭建系统平台及实现数据全采集等智慧道路建设与应用场景下 的边缘计算网关。

3.1.4.JSON：JS对象简谱（JavaScriptObjectNotation) 3.1.5.MQTT：消息队列遥测传输JGJT 468-2019标准下载，基于发布/订阅模式的消息协议（MessageQueuingTelemetryTransport） 3.1.6.Qos：服务质量（QualityofService） 3.1.7.TCP：传输控制协议（TransmissionControlProtocol) 3.1.8.PWM：脉冲宽度调制（PulseWidthModulation）

下列术语和定义适用于本文件。

通过感知设备，按照约定协议，连接物、人、系统和信息资源，实现对物理和虚拟世界的信息进 做出反应的智能服务系统。

一种具有高带宽、低延时、本地化等特点的技术，可在网络边缘提供服务环境和计算能力，通过 来减少网络操作和服务交付的时延。

利用传感器网络节点及其他网络基础设施，对物理世界进行信息采集并对采集的信息进行传输和 用户提供服务的网络化信息系统。

3.2.4.平台platform

平台，运行于基础设施层之上的一个以软件为核心，为应用服务提供开发、运行和管控环 功能的层次。

以边缘计算为核心，在靠近物或数据源头的网络边缘侧，进行网络融合、数据采集、计算、存储 分布式计算节点设备

规范两个实体之间进行通信的应用层规约

边缘计算网关为前端设备提供的数据服 3.2.9.北向接口northboundinterface

边缘计算网关为平台提供的数据服务接口。

图1智慧道路边缘计算网关的系统架构图

如图1所示，智慧道路边缘计算网关通信接口的系统框架，智慧道路边缘计算网关通信接口分为南向 接口和北向接口。边缘计算网关与平台之间的通信通道构成北向接口，使用标准统一的物联网通信协议进 行数据安全交互，实现一份数据向不同平台的分发，降低平台接入的难度；边缘计算网关与前端设备之间 的通信通道构成南向接口，边缘计算网关应具备但不限于：RJ45、RS485、RS232、I/0等物理接口条件， 以达到适配不同类型、不同品牌前端设备通信协议的接入要求。

为保证南北向接口信息传输的实时性和有效性，系统要求带时钟的设备/传感器应通过网络与时 保持时钟同步。一般情况下，优先采用北斗时间服务器保持时钟同步

为保证北向接口传输安全，边缘计算网关向平台传输鉴别信息、隐私数据和重要业务数据等敏感 进行数据加密保护，加密算法应符合国家密码相关规定，优先采用国密加密算法（SM2、SM3、SM4、

边缘计算网关可通过南向接口接入前端设备。边缘计算网关应具有接入多个设备的物理接口，且前端 设备要符合相关标准，见如图2示。

边缘计算网关物理接口要求，包括但不限于表1

表1边缘计算网关物理接口要求

前端设备标准要求，包括但不限于表2：

表2前端设备标准要求

边缘计算网关可通过北向接口接入平台。边缘计算网关应保证信息传输的高效性、实时性和安全 符合北向接口对数据类型、通信方式、加密方式、数据格式、编码格式和报文格式的约束，见图

表3示。 边缘计算网关采用MTT通信方式作为长连接，传输JSON数据格式的报文信息。使用数据加密时，应 支持国家密码管理局要求的密码套件，建议优先采用国密SM系列（SM2、SM3、SM4、...）密码套件。对 于非结构化文本数据（音频/视频/图片/文本/软件包等文件）的通信传输方式不做具体约束，可采用但不 限于HTTP、HTTPS、FTP、SFTP等通信协议。见如表3示。

基本的交互流程如图4所示： a）平台和边缘计算网关登录MQTT服务器，请求认证连接，连接成功之后，双方通过特定的主题交 互信息。 b）平台通过特定的主题（topicServer）向边缘计算网关发布消息。 c）边缘计算网关通过特定的主题（topicClient）向平台发布消息。 d）双方均采用“QoS1”分发应用消息，保证消息服务质量（“QoSO”表示最多分发一次；“QoS1” 表示至少分发一次；“QoS2”表示只分发一次；）。消息处理方应根据消息中的时间和序列号来判断消息 是否过期或重复。对于过期和重复的消息，处理方应将消息丢弃。 e）鉴于TT的订阅发布消息的特殊性，对于需要应答的消息，消息处理方需要向信息发布方的主 题发布应答，应答消息和发布消息中的序列号必须一致。 f）对于重要的消息，如告警，平台收到告警后需要进行应答，如果边缘计算收不到应答，应重新发 送告警消息，重试次数达到3次后放弃重试。

搭建TT服务器作为中间代理，平台与边缘计算网关双方作为TT客户端（发布者/订阅者），需 要定义好消息的发布主题和订阅主题（见附录BMQTT主题定义示例）。通过主题的方式，MTT客户端可 实现端到端，或者端到多端的信息发布或订阅。 如图5所示，实现端到端的应用场景示例，在一个智慧道路系统中，为每台边缘计算网关设备分配 对或多对通信主题，可进行“网关与平台”，“网关与网关”之间的通信。

如图6所示，实现端到多端的应用场景，在一个智慧道路系统中，将大区域内的多个边缘计算网关设 备根据路段或者片区划分成多个小区域进行管理（类似于局域网），一个小区域分配一对主题，作为平台 与该区域交互的媒介，在此主题下，可进行“网关与平台”，“网关与网关”之间的通信。这种类似于局 域网的方式，可降低平台管理多个通信主题的压力。为此，需要对小区域内的网关进行id编号（见附录A 边缘计算网关id编码示例），并且在通信报文中，添加网关设备id数据作为识别网关设备的标识。

报文格式见附录C.1，报文内容示例见附录C.2，

图A.1边缘计算网关设备id编码示例

附录B （资料性） MQTT主题定义示例

SY／T 6935-2019 液化天然气接收站工程初步设计内容规范北向接口对MQTT的主题定义（见表B.1）：

附录B （资料性） MQTT主题定义示例

注：smr是smartroad的缩写； regionId：区域id（可选）； gatewayId：边缘计算网关id（可选）； 其中regionId和gatewayId可根据实际情况选择使用或者不使用。

报文内容统一采用JSON数据格式进行数据结构处理JGJ／T 67-2019 办公建筑设计标准(完整正版、清晰无水印)，内容包含有设备标识、数据类型、时间、序列 号等基础内容。报文格式采用多层嵌套的结构固定基础框架，具体功能和属性数据基于“字段表”进行说 明。 报文类型分为两类： 请求报文：消息发送方向消息接收方发出请求指令。 响应报文：消息接收方对消息发送方的指令进行响应。

0.1.1请求报文格式

C.1.3报文字段说明