Q GDW 10648-2016 家用智能网关技术规范.pdf
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1、 Q/GDW 10648 2016 代替 Q/GDW/Z 648 2011 家用智能网关技术规范 Technical specification of smart home gateway 2017 - 03 - 24发布 2017 - 03 - 24实施 国家电网公司 发 布ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 10648 2016 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 2 4 符号、代号和缩短语 . 3 5 功能配置及要求 . 3 6 技术要求 . 6 7 检验规则 . 10 8 标识
2、、包装、贮存及运输 . 11 附录 A(规范性附录) 家用智能网关的通信性能 . 12 编制说明 . 16 Q/GDW 10648 2016 前 言 为规范国家电网公司家用智能网关设备的设计、制造、使用和检验,顺利推进智能小区、智能用电及智能家居等业务的发展,制定本标准。 本标准由指导性技术文件居民智能家庭网关技术规范 ( Q/GDW/Z 648 2011) 转化。 本标准由国家电网公司 营销部、全球能源互联网办公室 提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位:北京国电通网络技术有限公司、 国网信息通信产业集团有限公司、南京 南瑞集团有限公司、国网江苏省电力公司、国网山 西
3、省电力公司。 本标准主要起草人:景晓松、李博、杨斌、解亚军、王茜、马佳琦、 姚学鹏、 钱立军、 江 明、 栾 开宁 、 李海忠、王伟 、 李刚 。 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。Q/GDW 10648 2016 1 家用智能网关技术规范 1 范围 本标准规定了家用智能网关的功能要求、电气性能、通信性能、电磁兼容要求、机械性能、适应环境、可靠性要求、检验规则。 本标准适用于家用智能网关的研发、生产、使用和检验。 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
4、本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 191 2008 包装储运图示标志 GB/T 4208 2008 外壳防护等级( IP代码) GB/T 5169.11 2006 电工电子产品着火危险试验 第 11部分 :灼热丝 /热丝基本试验方法 成品的灼热丝可燃性试验方法 GB/T 6113.102 2008 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法 第 1 2部分:无线电骚扰和抗扰度设备 辅助设备 传导骚扰 GB 9254 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB/T 15629.3 2014 信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特定要求 第 3部分:带碰撞检测的载波侦听多
5、址访问 ( CSMA/CD) 的访问方法和物理层规范 GB 15629.11 信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特定要求 第 11部分 : 无线局域网媒体访问控制和物理层规范 GB/T 15629.15 2010 信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特定要求 第 15部分:低速无线个域网( WPAN)媒体访问控制和物理层规范 GB/T 17626.1 2006 电磁兼容 试验和测量技术 GB/T 17626.2 2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3 2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/
6、T 17626.4 2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5 2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 17626.6 2008 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T 17626.8 2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 GB/T 20138 2006 电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级( IK代码) GB/T 22239 2008 信息 安全技术 信息 系统 安全等级保护基本 要求 DL/T 395 2010 低压电力线通信宽带接入系统技术要求 YD/T 1449.1 2
7、006 基于公用电信网的宽带客户网络设备技术要求 第 1部分:网关 Q/GDW 1775 2012 互联 网环境下的数据安全传输技术规范 信息产业部令 第 39号 电子信息产品污染控制管理办法 信部无 2005 423号 微功率(短距离)无线电设备的技术要求 Q/GDW 10648 2016 2 3 术 语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 家用智能网关 smart home gateway 一种用于家庭智能型电器的网关设备, 用于家庭局域网与互联网的 连接 ,并完成这两个网络之间进行通信方式与通信协议转换,可与家庭智能用电 设备、服务 中心 主站进行数据交互,支撑承载智 能用电业务
8、的设备 ,可以是专用设备,也可以是在通用电信网关的基础上进行功能扩展而衍生出的设备 。 3.2 家庭局域网 home network 在家庭范围内,由 家用智能网关 的下行通信单元与其他智能用电设备遵循下行通信协议组建而成的通信网络。 3.3 智能用电设备 intelligent electrical equipment 利用传感器、微处理器和网络通信等技术, 具备数据采集、远程 通信等功能, 满足 用户 远程、智能化控制需求 的 电器 设备 。 3.4 智能交互终端 smart interactive terminal 智能家居系统中,采用网络通信、信息处理、多媒体等技术,以文字、图形、动画
9、、语音等方式向用户提供显示及操作界面,能实时展示服务中心主站及家庭能源网关的数据运算、分析结果,并能向服务中心主站及家庭能源网关传达用户的控制指令的终端设备,是平板电脑、智能手机、个人计算机、 机顶盒等设备的统称。 3.5 智能家居系统 smart home system 利 用计算机 控制 、网络通信和传感等技术,将 家庭用电 设备和 服务端 有机地结合到一起,既可以在家庭内部实现 信息采集、 共享、通信和控制,又可以与家庭外部网络进行信息交换,实现 智能用电、双向互动、需求响应和 对家居设备的远程控制与管理 等应用 的系统。 3.6 服务中心主站 master station 一个包括软件
10、和硬件的 计算机网络系统, 是智能家居系统的管理中心,管理全系统的数据传输、处理和应用 ,保障 系统的运行和安全, 管理 用户设备, 并 与 其它系统 进行 的数据交 换。 3.7 电力 线载波通信 power line carrier communication 将 模拟信号式数据信号 经 合适的 调制 方式 调制到电力 线载波频段, 通过 交流式直流 输电 线路 传送 信号 的 通信方式 。 根据 载波 频 带宽度 的不同,可分为宽带电力线载波通信和 窄 带电力线载波通信两种方式。 Q/GDW 10648 2016 3 4 符号、代号和缩短语 下列 符号、代号和 缩略语适用于本文件。 AS
11、K:幅移键控( Amplitude Shift Keying) BPSK:二进制相移键控( Binary Phase Shift Keying) FSK:频移键控( Frequency Shift Keying) GFSK:高斯频移键控( Gauss Frequency Shift Keying) ITU:国际电信联盟( International Telecommunication Union) MAC:介质访问控制( Media Access Control) MSK:最小移频键控( Minimum Shift Keying) MTBF:平均无故障时间( Mean Time Between
12、 Failure) OFDM:正交频分复用( Orthogonal Frequency Division Multiplexing) QAM:正交幅度调制( Quadrature Amplitude Modulation) QoS:服务质量( Quality of Service) QPSK:四相相移键控( Quadrature Phase Shift Keying) SNMP:简单网络管理协议( Simple Network Management Protocol) WPAN:无线个域网( Wireless Personal Area Network) 5 功能配置 及要求 5.1 功能配置
13、 家用智能网关功能配置应满足 表 1中的要求 。 表 1 家 用智能网关 功能配置 序号 项目 必备 选配 1 数据采集 用电数据 设备工作状态 安防报警信息 其他能源数据 环境参数 2 数据管理和存储 实时数据 历史数据 3 数据传输 通信方式和协议转换 与服务中心主站通信 4 本地功能 运行状态指示 本地通信接口 本地维护接口 恢复出厂设置 5 参数配置 时钟同步 参数设置和查询 Q/GDW 10648 2016 4 表 1 (续) 序号 项目 必备 选配 6 用电设备管理 设备发现 设备添加 设备删除 设备信息更新 7 其他功能要求 失电数据保存 实时时钟 程序更新 Web 服务 5.2
14、 功能要求 5.2.1 数据采集 5.2.1.1 用电数据 家用智能网关 应能实时或定时采集各类智能 用电 设备的用电 数据,包括正向有功总电能量、电压、电流、功率、功率因数等 ,定时采集时间间隔 不应 大于 60min,用电数据保存时应带有时标。 5.2.1.2 设备工作状态 家用智能网关可 实时或定时 采集或 接收各类智能 用电 设备的运行状态信 息,包括设备运行模式、设备 工作 状态、 设备 故障信息等。设备 工作 状态信息保存时应带有时标。 5.2.1.3 安防报警信息 家用智能网关可 实时接收各类安防设备的报警信息,包括红外探测、烟雾报警、燃气报警、紧急求助按钮、门磁等。安防报警信息
15、保存时应带有时标。 5.2.1.4 其他能源数据 家用智能网关 可实时或定时采集 或接收 水表 、燃 气表 、热力表 示数,以及分布式 电 源信息等数据。所有数据保存时都应带有时标。 5.2.1.5 环境参数 家用智能网关 可实时或定时采集家庭的温度、湿度、大气压力和有害气体浓度等参数。环境参数保存时应带有时标。 5.2.2 数据管理和存储 5.2.2.1 实时数据 家用智 能网关 应能对采集的实时数据进行分类管理和存储,包括 智能用电设备的用电数据、 状态信息 、 安防报警信息、水气 热 表读数、分布式 电 源信息、环境参数等。 5.2.2.2 历史数据 家用智能网关 应 能保存 至少 30
16、d的历史数据 ,并能对采集的历史数据进行分类管理 。 Q/GDW 10648 2016 5 家用智能网关与服务中心主站的网络连接经历短时中断并重新连接后,服务中心应能从家用智能网关获取至少 30d的历史数据。 5.2.3 数据传输 5.2.3.1 通信方式和协议转换 家用智能网关 应能 支持 不同的 下行通信方式,支持与服务中心主站通信协议和下行通信协议 之间的转换。 5.2.3.2 与智能用电设备通信 家用智能网关 应能与智能 插座、智能开关、智能家电、安防设备、水气热表计、分布式 电 源和环境传感器等设备进行双向通信,完成 对 各 设备的控制 。 5.2.3.3 与服务中心主站通信 家用智
17、能网关 应能实时或定时与 服务中心主站进行通信,接收来自服务中心主站的查询和控制指令,上传用电设备的 用电信息 、 设备 工作 状态、 安防报警信息、 水气 热 表 示数、分布式电 源信息、环境参数等数据 , 用户通过 家用智能网关 应能查询服务中心主站 中 与其相关的用电以及费用等信息 。 5.2.4 本地功能 5.2.4.1 运行状态指示 家用智能网关应 具有电源、工作状态、通信状态等指示。 5.2.4.2 本地通信接口 家用智能网关 应至少具备一 种连接 互联网的 接口 , 同时应至少 支持一种或几种下行通信方式 , 可以是以太网 (包括光纤以太网) 、无线局域网、微功率无线 、 电力线
18、载波等 。 5.2.4.3 本地维护接口 家用智能网关应具有本地维护接口,可通过 RS-232、 USB或以太网等接口对网关进行固件升级、软件升级和相关参数设置等操作 。 5.2.4.4 恢复出厂设置 家用智能网关 应具有恢复出厂设置功能。 5.2.5 参数配置 5.2.5.1 时钟同步 家用智能网关 应具有时钟同步机制,能从 服务中心主站 或时钟服务器获取标准时钟。 5.2.5.2 参数设置和查询 家用智能网关应能通过智能交互终端设置和查询下列参数:服务中心主站地址、网关 IP地址、通 信方式等。 5.2.6 用电设备管理 Q/GDW 10648 2016 6 家用智能网关 应提供对智能 用
19、电 设备的发现、添加、删除以及 设备 信息更新等管理功能的支持。 5.2.6.1 设备发现 家用智能网关 可具有设备自动发现功能,即智能 用电 设备接入 家庭局域网 时, 家用智能网关能 自动感知该设备的接入并获取设备信息。 5.2.6.2 设备添加 家用智能网关 应具有设备添加功能,即 家用智能网关 将设备的相关信息注册到 系统 中的过程。 5.2.6.3 设备删除 家用智能网关 应具有设备删除功能,即 家用智能网关 将设备的相关信息从系统中删除的过程。 5.2.6.4 设备信息更新 家用智能网关 应具有设备信息更新功能,即 家用智能网关 将设备的相关信息进 行实时 或定时 更新的过程。 5
20、.2.7 其他功能要求 5.2.7.1 失电数据保存 在电源中断后, 家用智能网关 中已保存数据不丢失。 5.2.7.2 实时时钟要求 家用智能网关应采用硬件时钟,在 -20 +50 温度范围内 , 时钟 误差不应超过 5s/d;在 +23温度下, 时钟 误差不应超过 2s/d。 家用智能网关应采用可充电电池作为时钟备用电源,断电后应维持内部时钟正确工作时间累积不少于 2yr。 5.2.7.3 程序更新 家用智能网关应支持应用程序更新功能,当服务中心主站发布新的程序版本时,家用智能网关应能根据用户的设置,自动或手动下载并安装最新版本的应用程序 。 5.2.7.4 Web 服 务 家用智能网关应
21、提供本地 Web服务,智能交互终端可通过此服务,在局域网范围内对智能用电设备进行简单的配置、查询和控制操作。 6 技术要求 6.1 电源及工作 环境 要求 6.1.1 电源参比值及允许偏差 家用智能网关(或其电源适配器)应支持本地单相交流供电方式,输入交流电压及其波动范围要求为: a) 电压: 85265VAC; b) 频率: 50/60Hz,允许偏差 -5%+5%。 Q/GDW 10648 2016 7 6.1.2 功率消耗 专用家用智能网关在工作状态下的功耗不应大于 2W;电信网关的衍生产品在工作状态下功耗不应大于 8W。 6.1.3 环境要求 家用智能网关在以下环境中应能正常工作: a)
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