【国家标准】 社区能源计量抄收系统规范 第4部分：仪表的无线抄读

ICS17.220.20
中华人民共和国国家标准
GB/T26831.4—2017
社区能源计量抄收系统规范
第4部分：仪表的无线抄读
Specification for reading system of energy metering in community-Part 4:Wireless meter readout2017-07-12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
1范围
规范性引用文件
术语、定义和缩略语
术语和定义
缩略语
仪表通讯类型
性能等级
5S模式
S模式概述
S模式的发送器
S模式接收器
S模式数据编码
6T模式·
T模式概述
T模式的发送器
仅有T2模式的接收器
T模式的数据编码
R2模式
R2模式的发送器
R2模式的接收器
R2模式的数据编码
8C模式：
C模式概述
C模式的发送器
C模式接收器
C模式的数据编码
9N模式
9.1N模式概述
9.2＇N模式物理层参数
N模式接收器灵敏度..
N模式数据编码
GB/T26831.4—2017
GB/T26831.4—2017
10F模式
F模式：概述
F模式：物理链路参数
F模式：接收器灵敏度…
F模式：数据编码
11数据链路层
多字节域的顺序
顿格式A
格式B
域定义
转发或重复消息
12与更高协议层的连接
控制信息域（CI-域）
12.2扩展链路层的CI域…
传输层的控制信息域（CI域）
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
附录E（资料性附录）
参考文献
频率分配和频段使用·
时序图
同步消息的预测接收示例
扩展链路结构
计数模式流程
GB/T26831《社区能源计量抄收系统规范》由以下6个部分构成：第1部分：数据交换；
-第2部分：物理层和链路层；
一第3部分：专用应用层；
-第4部分：仪表的无线抄读；
—第5部分：无线中继；
第6部分：本地总线。
本部分为GB/T26831的第4部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T26831.4—2017
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这些专利的责任。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国电工仪器仪表标准化技术委员会（SAC/TC104)归口。本部分起草的单位：哈尔滨电工仪表研究所、深圳友讯达科技股份有限公司、深圳市航天泰瑞捷电子有限公司、宁波水表股份有限公司、重庆智能水表集团有限公司、威胜集团有限公司、宁波三星医疗电气股份有限公司、浙江万胜智能科技股份有限公司、云南电网有限责任公司电力科学研究院、沈阳航发热计量技术有限公司、杭州西力电能表制造有限公司、江苏林洋能源股份有限公司、华立科技股份有限公司、深圳市科陆电子科技股份有限公司、汇中仪表股份有限公司、成都博高信息技术股份有限公司、代傲表计(济南)有限公司、深圳长城开发科技股份有限公司、江苏麦希通讯技术有限公司、武汉盛帆电子股份有限公司、黑龙江电工仪器仪表工程技术研究中心有限公司、浙江瑞银电子有限公司、安徽和诺智能科技有限公司、浙江晨泰科技股份有限公司。本部分主要起草人：舒杰红、李万宏、关文举、袁景、姚灵、李勇、王学信、袁志民、邬永强、曹敏、倪志军、杨兴、陆寒熹、朱虹、刘明忠、陈辉、田运强、连敏、卫飞、顶超、潘文斌、胡惜春、李宏伟、杨玉排、孟娟、陈闻新、秦国鑫。
GB/T26831.4—2017
随着科技进步、经济发展和人们对能源使用管理要求的不断提高，社区（建筑及居住区）计量（水、电、气、热)远程抄收及管理的技术应用进入快速发展阶段，涌现出了一批使用各类通讯技术、涉及各个计量领域的多种产品及技术方案。产品制造方和用户方迫切希望这些产品或系统能够遵循统一的标准。
因而，从1999年开始，国际电工委员会陆续发布了IEC62056《抄表、费率和负荷控制的数据交换》系列标准；国内参照其内容制定发布了GB/T19882《自动抄表系统》系列标准。该标准是开放式体系，很好地解决了互连性和互操作性的要求。该标准体系分成相对独立的几个部分制定，从而有利于标准本身的不断发展。这种科学方法及该标准的内容都为GB/T26831《社区能源计量抄收系统规范》的制定提供了很好的参考。
同时，由于显而易见的原因，社区能源计量抄收系统与自动抄表系统具有很多相似或共通的内容，现实中产品也有互连互通的需求，GB/T26831《社区能源计量抄收系统规范》的制定考虑了与GB/T19882《自动抄表系统》的协调。GB/T26831正是在上述背景下制定的，认识这一背景情况对理解GB/T26831的制定思路和理解标准内容都是有益的。
GB/T26831包含社区能源计量抄收系统中应用管理和底层通信两方面的内容。在应用管理方面，主要内容是COSEM（能源计量配套规范），利用仪表对象标识和接口对象方法建立模型，并进而描述了用于计量仪表和远程抄表的专用应用层。在底层通信方面涉及包括双绞线基带（M-BUS)和短距离无线两种物理层、链路层的规范。1范围
社区能源计量抄收系统规范
第4部分：仪表的无线抄读
GB/T 26831.4—2017
GB/T26831的本部分规定了用于远程无线读表系统的物理层和链路层的参数要求。本部分适用于使用免许可证的433MHz～434MHz无线民用频段和470MHz～510MHz计量频段的“短距设备”（SRD)，涵盖便携设备、可移动设备和固定设备。由于有一个广泛的定义，本部分可用于不同的应用层。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/T18657.1远动设备及系统第5部分：传输规约第1篇：传输顿格式GB/T18657.2远动设备及系统第5部分：传输规约第2篇：链路传输规则GB/T19882.33自动抄表系统第3-3部分：应用层数据交换协议COSEM应用层GB/T26831.1社区能源计量抄收系统规范第1部分：数据交换GB/T26831.3-2012社区能量计量抄收系统规范第3部分：专业应用层GB/T26831.52017社区能量计量抄收系统规范第5部分：无线中继ISO/IEC646信息技术信息交换用七位编码字符集（Informationtechnology一ISO7-bitcodedcharacter set forinformation interchange）CEPT/ERC/REC 70-03 E关于短距设备（SRD)的使用[Relating to the use of short rangedevices（SRD)
ETSIEN300220-1：2012电磁兼容性与无线频谱问题（ERM)；短距设备（SRD）；用于25MHz~1000MHz频率范围、最大功率为500mW的无线装置；第1部分：技术特征和测试方法[Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); Short Range Devices (SRD); Radio equipment to be used in the 25 MHz to 1 ooo MHz frequency range with power levels ranging up.to5oomW;Part1:Technical characteristicsandtestmethods]ETSIEN300220-2:2012电磁兼容性与无线频谱问题（ERM)；短距设备（SRD）；用于25MHz～1000MHz的频率范围、最大功率为500mW的无线装置；第2部分：非一致性目的的辅助参数[Elec-tromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); Short Range Devices (SRD); Radioequipment to be used in the 25 MHz to 1 000 MHz frequency range with power levels ranging up to500 mW; Part 2: Harmonized EN covering essential requirements under article 3.2 of the R&TTE Directive]
ETSIEN301489-1：2011电磁兼容性和射频谱方法（ERM）；无线设备和服务的电磁兼容性（EMC标准；第1部分：公共技术要求[ElectromagneticcompatibilityandRadiospectrumMatters(ERM); ElectroMagnetic Compatibility (EMC) standard for radio equipment and services; Part l:Commontechnicalrequirements
GB/T26831.4—2017
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
顿frame
数据链路层中的数据传输单元。3.1.2
单个发送时间间隔
individualtransmissioninterval相邻两个子序列同步之间或定期发送的实际时间间隔，每次发送时，该时间间隔有所不同。3.1.3
消息message
应用层中的数据集。
标称发送时间间隔
nominaltransmissioninterval
无线仪表中发送的同步字或定期消息（新、旧或无数据内容)单个发送时间间隔的平均值。3.1.5
其他设备
otherdevice
与仪表交换信息的端设备。
注：转发器不是其他设备，因它仅透传数据而不交换信息。多公用用途控制器是一种其他设备。物理仪表如支持附加的网络功能可视为其他设备。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ACC：接人号（accessnumber）（参见GB/T26831.3）BER：误比特率（biterrorrate)CI：控制信息域（controlinformation field）Conf.Word：配置字（configurationword)（参见GB/T26831.3）CPS:码片速率(chip per-second)DeviceType：设备类型（仪表地址的一部分）[devicetype（partofmeteraddress）」FAC：频繁访问周期（frequentaccesscycle）FFSK：滤波频移键控（filteredfrequencyshiftkeying）FSK：频移键控（frequencyshiftkeying）GFSK：高斯滤波频移键控（gaussianfrequencyshiftkeying）Ident.No：标识号（编号）（仪表地址的一部分）[identificationnumber（serialnumber）（partofmeter address)
Manuf：制造商首字母缩写（仪表地址的一部分）[manufactureracronym（partofmeteraddress）］NRZ：不归零(non-return-to-zero）PER：误包率(packet errorrate)PN9：九比特伪随机序列（ninebitpseudo-randompattern），（PN9需符合ITU-TRecO.150）STS：状态（status)（参见GB/T26831.3）Ver：版本（仪表地址的一部分）[version（partofmeteraddress）」2
VHF：甚高频（verticalhorizontalfilter）4概述
4.1引言
GB/T26831.4—2017
“仪表”可以与“其他”系统设备通讯，例如移动式抄读设备、固定接收器、数据采集器、多功能集中器或者系统网络组件。这些设备在本文件中被称为“其他设备”。对仪表而言，假定不需要人的介入，其通讯功能就能一直正常运转，或者，在其无线部分的整个寿命内只需更换电池。其他组件，比如仪表无线部分的移动抄读装置或固定装置，其电池寿命可能较短，或者因为技术参数或使用的规定，需要外部供电。
本部分定义了多种与仪表通讯的操作模式。这些工作模式的物理层和链路层许多参数是相同的，所以可使用共同的硬件和软件。然而，由于这些模式的操作和技术要求不同，某些参数也会不同。模式名称由1个字母和1个数字组成。字母代表模式，数字表明该模式支持单向（=1)或双向（=2)数据传送：
a）“固定模式”，S模式。用于固定设备和移动设备之间的单/双向通讯。特殊的单发送子模式S1，为具有长报头的、固定式电池操作的装置而优化，而S1-m子模式专门用于移动式接收器。b）“频繁发送模式”，T模式。在这种模式中，仪表每隔几秒发送一个极短顿（典型为3ms～8ms），因而可以用于步行式或车载式读表。单发送子模式T1：仪表仅周期地发送识别码(ID)和读出值。双向通信子模式T2：频繁地发送一个至少包含仪表ID的短顿，且在每次发送之后，等待极短时间，用于接收应答。一且收到应答，就打开双向通信通道。c）“频繁接收模式”,R2模式。在这种模式中，仪表每隔几秒监听一次移动收发器发出的唤醒信号。一旦收到唤醒信号，设备将同该移动收发器建立几秒的通讯对话。在这种模式中，“多通道接收模式”可以同时抄读多个仪表，每个仪表在不同的频率信道上工作；本模式亦用于固定的“其他设备”。
d）紧凑模式，C模式。紧凑模式类似T模式，但是在相同能耗和占空比下可以传送更多数据。本模式含有C1和C2模式分别支持单向、双向通信设备。本模式适合步行式或车载式读表。模式T和模式C的数据顿可以用同一个接收器来进行接收。窄带VHF模式，N模式。N模式最大化利用470MHz频段进行窄带通信，定位于抄表和少e)
量其他设备”。子模式N1a-f单发送，子模式N2a-f双向通信。这些子模式可使用转发器扩展通信距离，子模式N2g用于但不限于采用多跳转发器的长距离二次通信。f）频繁接收与发送模式，F模式。用于433MHz频段长距离通讯。在其双向通讯子模式F2-m中，仪表间隔数秒侦听固定或移动收发器的唤醒消息。在接收到这样的一个唤醒消息后，设备准备与发起唤醒的收发器进行数秒的通信会话。双向子模式F2发出一帧，并短暂等待接收响应。该响应将启动双向通讯。仪表或其他通讯设备可能支持上述一种、多种或所有工作模式。注1：附加模式可支持数据转发和路由，在GB/T26831.5中规定。注2：广播和多播的详细处理不属于本部分范围。如果没有使用扩展链路层或传输层，发送应理解为多播。4.2仪表通讯类型
表1描述了每种模式和子模式的主要特点。3
GB/T 26831.4—2017
方向数
典型应用
用于单发送仪
表，配合固定式
接收装置读表
用于单发送仪
表，配合移动或
固定式装置
用于所有类型
的仪表，配合固
定式装置抄读
用于频繁发送
的仪表（短顿仪
用于频繁发送
的仪表（双向通
信的短顿仪表）
用于频繁接收
的仪表（长距
多模式选项
码片-速率
仪表：
TX:100
仪表：
Rx:32.768
表1仪表通讯类型
占空比“www.bzxz.net
数据编码
曼彻斯特码
长报头
曼彻斯特码
短报头
曼彻斯特码
短报头或者
可选长报头
短报头
短报头
曼彻斯特码
短报头
曼彻斯特码
中报头
单发送，每天向固定式接收器发送多次。在占空比为1%的频段发送。由于报头较长，这种模式也适用于电池供电的省电型接收器
单发送，以最大每小时0.02%的占空比向移动或固定式接收器发送。在占空比为1%的频段发送。由于报头较短，要求接收器一直激活
带接收器仪表，或是一直激活，或是不需要扩展的前同步码唤醒即可同步。亦可用于节点收发器或集中器，可选用长报头
仪表每隔几秒发射一个小于5ms的数据串，发送位于占空比为0.1%的频段
仪表像T1模式一样定期发射，每次发射后它的接收器会激活一小段时间，这时如果收到一个应答（以32.768kcps的速率）则锁定在激活状态。
进而在本频段内以0.1%的占空比发送，使用100kcps（仪表发送）和32.768kcps（仪表接收）进行双向通讯。
注：从仪表到“其他”设备的通讯使用T1模式的物理层，而反方向的物理层参数与S2模式相同
仪表接收器为了尽可能电池省电，需要扩展的前同步码用于唤醒。另外，它可选用高精度频分多路复用信道，最多可达10信道。仪表使用4.8kcps速率的唤醒应答，后面紧跟4.8kcps速率的报头
一个系统设备只要满足每个模式的全部要求，它就能同时、或顺序、或按指令在不止一个模式下工作
方向数
典型应用
频繁单发送，可
用于移动式或
固定式仪表
频繁发送，可用
于移动式或固
定式仪表抄读
长距离发送，用
于固定设备
长距离双向通
信，用于固定设
备抄读
长距离通信
长距离双向
用于基站读取
的长距离双向
多模式操作
码片-速率
仪表至其
他设备：100
表1（续）
占空比
仪表至其他
设备：0.1%
其他设备至
其他设备至
仪表：50
2.4或4.8
2.4或4.8
(19.2kbps)
仪表：10%
数据编码
短报头
短报头
GB/T26831.4—2017
单发送，常规短突发数据时长小于22ms，占空比为0.1%
表计类似C1定时发送，发送完短时间置接收状态，如检测到合规的前同步码和同步字后锁定在接收状态。接收到的数据可用于升级和命令单发送，定时发送给一个固定的接收点
表计类似N1定时发送，发送完短时间置接收状态，如检测到合规的前同步码和同步字后锁定在接受状态。接收到的数据可用于升级和命令用于多跳中继转发时转发通信或类似N2a-f模式双向通信
节电型仪表接收器，要求有扩展前同步码用于唤醒
仪表单元定期发射，其接收器在每次发射结束后短时间使能。如检测出适合的前同步码与同步字，则锁定接收
一个系统组件可同时、顺序或通过指令运行于一个以上的模式；只要满足每个模式的对应要求即可
&占空比限值应符合所采用频段对应的CEPT/ERC/REC70-03频段划分规定。b信道的总占用率应限制在小于10%，这意味着，当传输范围内安装500只仪表时，单个仪表的占空比应限制在每小时0.02%。
占空比限制基于欧盟委员会2005/928/EC号决议。图1阐明了在不同的模式和设备之间的操作。GB/T26831.4—2017
典型值2min1%的频段，
32.768kcps，短报头，曼彻
S1-m移
动终端
T1或T2
移动终端
斯特编码，0.02%占空比
典型值15s0.1%的频段，
100kcps“6选3”编码
典型值15s0.1%的频段，
100kcps“6选3”编码
1%的频段，32.768kcps,曼彻
斯特编码
1%的频段,4.8kcps,曼
彻斯特编码
R2移动
1%的频段,4.8kcps,曼彻
斯特编码，多通道可选
典型值15s0.1%的频段，
100kcps,非归零FSK
C1或C2
移动终端
典型值15.s0.1%的频段，
100kcps,非归零FSK
10%的频段，50keps，
非归零GFSK
10%的频段，2.4或4.8kcps
非归零GFSK
N2或N2
移动终端10%的频段，2.4或4.8kcps非归零GFSK
10%的频段，2.4.、4.8或
9.6kcps,非归零GFSK
10%的频段,2.4kcps，
非归零FSK
移动终端
10%的频段，2.4kcps,
非归零FSK
移动设备
仪表S1模式
仪表Sm模式
仪表S2模式
仪表T1模式
仪表T2模式
仪表R2模式
仪表C1模式
仪表C2模式
仪表N1模式
仪表N2模式
仪表F2模式
典型值1h1%的频段，
32.768kcps，长报头，曼彻
斯特编码，0.02%占空比
典型值2min1%的频段，
32.768kcps，短报头，曼彻
斯特编码，0.02%占空比
1%的频段，32.768kcps,曼彻
斯特编码
带电池固定接收器
持续供能固定
接收器
固定收发器
1%的频段，32.768kcps，曼彻
斯特编码
典型值15s0.1%的频段，
100kcps,“6选3”编码
典型值15s0.1%的频段，
100kcps“6选3”编码
1%的频段，32.768kcps，曼彻
斯特编码
1%的频段，4.8kcps,曼
彻斯特编码
1%的频段,4.8kcps，曼彻
斯特编码，多通道可选
典型值15.s0.1%的频段，
100kcps,非归零FSK
典型值15.s0.1%的频段，
100 kcps,非归零FSK
10%的频段，50keps，
非归零GFSK
10%的频段，2.4或4.8kcps，
非归零GFSK
10%的频段，2.4或4.8kcps，
非归零GFSK
10%的频段，,2.4或4.8kcps,
9.6kcps,非归零GFSK
10%的频段,2.4kcps，
非归零FSK
10%的频段,2.4kcps，
非归零FSK
仪表通讯类型
可选择固定收发器
可选择固定收发器
可选择固定收发器
可选择固定收发器
可选择固定收发器
固定设备