GB/T 26831.4-2017 社区能源计量抄收系统规范 第4部分：仪表的无线抄读

　　ICS 17 . 220 . 20 N 22

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 26831 . 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

　　Specificationforreadingsystem ofenergymeteringincommunity—

　　part4：wirelessmeterreadout

　　2017-07-12 发布 2018-02-01 实施

　　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

　　发

　　布

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　前 言

　　GB/T 26831《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;

　　— 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/T 26831 的第 4 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　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/TC 104)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。

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　　引 言

　　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 IEC 62056《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/T 19882《 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/T 26831《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/T 26831《社 区 能 源 计 量 抄 收 系 统 规 范》的 制 定 考 虑 了 与GB/T 19882《 自动抄表系统》的协调。

　　GB/T 26831 正是在上述背景下制定的，认识这一背景情况对理解 GB/T 26831 的制定思路和理解标准内容都是有益的。

　　GB/T 26831 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。

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　　社区能源计量抄收系统规范第 4 部分：仪表的无线抄读

　　1 范围

　　GB/T 26831 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 433 MHz~434 MHz无线民用频段和 470 MHz~510 MHz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/T 18657 . 1 远动设备及系统 第 5 部分：传输规约 第 1 篇：传输帧格式

　　GB/T 18657 . 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/T 19882 . 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/T 26831 . 1 社区能源计量抄收系统规范 第 1 部分：数据交换

　　GB/T 26831 . 3—2012 社区能量计量抄收系统规范 第 3 部分：专业应用层

　　GB/T 26831 . 5—2017 社区能量计量抄收系统规范 第 5 部分：无线中继

　　ISO/IEC 646 信息技术 信息交换用七位编码字符集(Information technology—ISO 7-bit coded

　　character set for information interchange )

　　CEPT/ERC/REC 70-03 E 关 于 短 距 设 备 (SRD) 的 使 用 [Relating to the use of short range

　　devices (SRD)]

　　ETSI EN 300 220-1 : 2012 电磁兼容性与无线频谱问题(ERM);短距设备(SRD);用于 25 MHz~ 1 000 MHz频率范围、最大功率为 500 mW 的无线装置;第 1 部分：技术特征和测试方法[Electromag- netic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM) ; Short Range Devices (SRD) ; Radio equip-

　　ment to be used in the 25 MHz to 1 000 MHz frequency range with power levels ranging up to 500 mW ; Part 1 : Technical characteristics and test methods]

　　ETSI EN 300 220-2 : 2012 电磁兼容性与无线频谱问题(ERM);短距设备(SRD);用于 25 MHz~ 1 000 MHz 的频率范围、最大功率为 500 mW 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) ; Radio

　　equipment to be used in the 25 MHz to 1 000 MHz frequency range with power levels ranging up to

　　500 mW; Part 2 : Harmonized EN covering essential requirements under article 3.2 of the R&TTE Di-

　　rective]

　　ETSI EN 301 489-1 : 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 [Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM) ; ElectroMagnetic Compatibility (EMC) standard for radio equipment and services ; Part 1 : Common technicalrequirements]

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　　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

　　帧 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。

　　3.1.4

　　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：接入号(access number)(参见 GB/T 26831.3)

　　BER：误比特率(bit error rate)

　　CI：控制信息域 (control information field )

　　Conf.Word：配置字(configuration word)(参见 GB/T 26831.3)

　　CPS：码片速率(chip per-second)

　　Device Type：设备类型(仪表地址的一部分)[device type (part of meter address)]

　　FAC：频繁访问周期(frequent access cycle)

　　FFSK：滤波频移键控(filtered frequency shift keying)

　　FSK：频移键控(frequency shift keying)

　　GFSK：高斯滤波频移键控(gaussian frequency shift keying)

　　Ident.No：标识号(编号)(仪表地址的一部分)[identification number (serial number) (part of me-

　　ter address)]

　　Manuf：制造商首字母缩写(仪表地址的一部分)[manufacturer acronym (part of meter address)]

　　NRZ：不归零(non-return-to-zero)

　　PER：误包率(packet error rate)

　　PN9：九比特伪随机序列(nine bit pseudo-random pattern) ,(PN9 需符合 ITU-T Rec O.150)

　　STS：状态(status)(参见 GB/T 26831.3)

　　Ver：版本(仪表地址的一部分)[version (part of meter address)]

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　　VHF：甚高频 (vertical horizontal filter)

　　4 概述

　　4 . 1 引言

　　“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帧(典型为 3 ms~ 8 ms), 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 的短帧，且在每次发送之后，等待极短时间，用于接收应答。 一旦收到应答，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 的数据帧可以用同一个接收器来进行接收。

　　e) 窄带 VHF模式，N模式。 N模式最大化利用 470 MHz频段进行窄带通信，定位于抄表和少量“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 433 MHz 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/T 26831 . 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。

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　　表 1 仪表通讯类型

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　　表 1(续)

　　图 1 阐明了在不同的模式和设备之间的操作。

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　　图 1 仪表通讯类型

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　　4 . 3 性能等级

　　发送器按发射功率分为低功率、中功率、高功率 3 级(见表 2) 。

　　发送器允许的最大发射功率应满足国家无线电管理机构的相关规定。

　　接收器的灵敏度和阻塞性能分低、中、高 3 级(见表 3) 。

　　发送器和接收器的性能等级可以不同。

　　发送器和接收器的性能等级确定了功率、灵敏度和选择性。

　　发射功率应符合附录 A 的规定，按有效发射功率(erp)来测定。

　　最大可用灵敏度在传导模式下测定，制造商应说明其天线增益。

　　表 2 发送器性能等级

　　表 3 接收器性能等级

　　5 s模式

　　5. 1 s模式概述

　　即使某些应用要求扩展的温度或电压范围，仪表无线部分的所有参数也至少应满足 ETSI EN 300

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　　220-1 与 ETSI EN 300 220-2 的要求。

　　频段占空比规定要求见表 4 。

　　表 4 s模式-般要求

　　频段和功率的推荐值见附录 A。

　　5 . 2 s模式的发送器

　　发送器的参数应符合表 5 的要求。

　　表 5 s模式发送器

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　　表 5(续)

　　5 . 3 s模式接收器

　　接收器的参数应符合表 6 的要求。

　　表 6 s模式接收器

　　5 . 4 s模式数据编码

　　5 . 4 . 1 s模式的曼彻斯特编码

　　为了简化编码和解码，并占用较窄的基带，模式 S使用曼彻斯特编码。 “0”bit 位编码为“10”而“1” bit位编码为“01 ”。较低的频率对应于码片值“0”。

　　5 . 4 . 2 s模式的编码数据传送顺序

　　每个数据字节应首先发送最高位(MSB) 。多字节域的发送顺序见 11 . 2 。

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　　5 . 4 . 3 s模式的前同步码码片序列

　　S模式的总前同步码片(报头+同步)序列为 n× (01)000111011010010110 :

　　其中：

　　在 S1 子模式(长报头)中，n≥279 ;

　　在 S2 子模式(短报头)中，n≥15 ;

　　在 S2 子模式(可选长报头)中，n≥279。

　　每个帧的全部码片，包括前、后同步码，应组成一个不可中断的码片序列。 在前同步码之后，应跟随格式 A 帧 。

　　注：在曼彻斯特编码中，码片序列 000111 是无效的。 但是它可以紧跟在报头之后，以便接收器可以检测到一个新的或更强的发送起始。 它尤其适用于较弱发送信号的接收。 这种捕捉功能，即使信道中存在许多来 自广大地域的远而弱的发送者，也能捕捉到近处(较强)的发送者，以保证有效通信。 此外，它还可使间歇式接收器可靠的识别是有效帧的开始，还是正在进行的发送过程中意外检测到的同步序列。

　　6 T模式

　　6 . 1 T模式概述

　　即使在某些应用要求更宽的温度与电压范围的情况下，仪表的无线部分所有参数也至少应满足ETSI EN 300 220-1 与 ETSI EN 300 220-2 的要求 。

　　频段占空比规定要求见表 7 。

　　表 7 T模式一般要求

　　有关频率和功率的推荐值见附录 A。

　　6 . 2 T模式的发送器

　　表 8 列出了发送器参数。

　　表 8 T模式发送器

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　　表 8(续)

　　6 . 3 仅有 T2 模式的接收器

　　接收器参数见表 9 。

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　　表 9 仅有 T2 模式的接收器

　　6 . 4 T模式的数据编码

　　6 . 4 . 1 概述

　　在 T1 和 T2 模式中，为了达到最佳的快速发送，数据在从仪表传送到读出设备(其他设备)时，应被编成高效的“6 选 3”码。 在 T2 模式中，读出设备可能向仪表发回消息，该消息应被编成曼彻斯特码(见6 . 4 . 3) 。

　　6 . 4 . 2 T模式的仪表发送“6 选 3”数据编码

　　6 . 4 . 2 . 1 概述

　　T1 和 T2 模式使用“6 选 3”编码，以使发送效率比曼彻斯特码更高。 特定的控制功能如前同步码、消息启始等采用特有的编码，编码应按表 10 的规定进行。

　　每 4 比特位(半字节)数据被编成一个 6 比特位的字。 在 64 种组合中，仅有那些“0”和“1”数量相等的且最小跃迁数为 2 的码字才被选中。

　　码片值“0”对应较低频率。

　　表 10 T模式仪表发送“6 选 3”数据编码

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　　表 10(续)

　　6 . 4 . 2 . 2 T模式之仪表发送的编码数据发送顺序

　　“6 选 3”编码发送应为高比特在前[最高位(MSB) = 6 位码中最左位]，高半字节(MSN)在前。

　　多字节域的发送顺序见 11 . 2 。

　　6 . 4 . 2 . 3 T模式之仪表发送的前同步码片序列

　　T模式总的前同步码(报头+同步码)序列为：n× (01) 0000111101 ,n≥19。 在前同步码之后，应跟随一个格式 A 帧 。

　　码片序列 010101010101 被保留，用作发送的前同步码，以便使接收器能以最大的码片速率开始采样，并由此确定真实的码片速率。 同时，这种高位数发送也确保了实际码片速率的最佳探测。 在一个数据帧内，连续 0 或 1 的位数最多是 4 位，但是，在“6 选 3”编码中，不会出现“00001111”或“11110000”这样的序列。 因此该码型会被用于同步。

　　正常码片序列中也不会出现 0101010101 序列。 因而解码器可以用它判断接收机是否已捕捉到了另一个发送。 在这种情况下，接收机应停止对当前帧的分析，转而开始检测新帧。 这种“捕捉-检测”特点，在系统出现许多用户时，可增加系统的通信能力。

　　6 . 4 . 3 T2 模式之其他设备的曼彻斯特码发送

　　6 . 4 . 3 . 1 概述

　　T2 模式应使用曼切斯特编码，以简化编码和解码并可用于窄基带。 “0”bit位编码为“10”而 “1”bit位编码为“01 ”。较低的频率对应于码片值“0”。

　　6 . 4 . 3 . 2 T2 模式之其他设备的编码数据发送顺序

　　每个数据字节应首先发送最高位(MSB) 。

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　　多字节域的发送顺序见 11 . 2 。

　　6 . 4 . 3 . 3 T2 模式之其他设备发送的前同步码片序列

　　T2 模式总前同步码(报头+同步码)序列为：n× (01)000111011010010110,n≥15。每个帧的所有

　　码片，包括前、后同步码，应形成一个不可中断序列。

　　注 1 ：在曼彻斯特编码中，码片序列 000111 是无效的，但是它可以紧跟在报头之后，以便接收器甚至正在接收较弱信号的时候，也可以检测一个新的，或更强的发送开始。 这种捕捉功能，即使信道中存在许多来自广大地域的远而弱的发送者，也能捕捉到近处(较强)的发送者，以保证有效通信。 此外，它还可使间歇式接收器可靠地区分是有效帧的开始，还是正在进行的发送过程中意外发生的同步序列。

　　注 2：这种数据编码与 S模式和 R模式使用的编码相同。

　　7 R2 模式

　　7 . 1 概述

　　即使在某些应用要求更宽的温度与电压范围的情况下，仪表的无线部分所有参数也至少应满足ETSI EN 300 220-1 与 ETSI EN 300 220-2 的要求 。

　　频段及信道间隔规定要求见表 11 。

　　表 1 1 R2 模式一般要求

　　有关频率和功率的推荐值见附录 A。

　　7 . 2 R2 模式的发送器

　　发送器参数列于表 12 。

　　表 12 R2 模式发送器

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　　表 12(续)

　　7 . 3 R2 模式的接收器

　　接收参数见表 13 。

　　表 13 R2 模式接收器

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　　7 . 4 R2 模式的数据编码

　　7 . 4 . 1 R2 模式的曼彻斯特编码

　　为简化编码和解码并可用于窄基带，模式 R2 应使用曼彻斯特编码。 “0”bit位编码为“10”而“1”bit位编码为“01 ”。较低的频率对应于码片值“0”。

　　7 . 4 . 2 R2 模式之编码数据的传送顺序

　　每个数据字节中应首先发送最高位。

　　多字节域的发送顺序见 11 . 2 。

　　7 . 4 . 3 R2 模式的前同步码片序列

　　R2 模式的总前同步(报头+同步)码片序列是 n× (01)000111011010010110,n≥39。

　　每个帧的所有码片，包括前、后同步码，应形成一个不可中断的码片序列。

　　注 1 ：在曼彻斯特编码中，码片序列 000111 是无效的，但是它可以紧跟在报头之后，以便接收器甚至正在接收较弱信号的时候，也可以检测一个新的，或更强的发送开始。 这种捕捉功能，即使信道中存在许多来自广大地域的远而弱的发送者，也能捕捉到近处(较强)的发送者，以保证有效通信。 此外，它还可使间歇式接收器可靠地区分是有效帧的开始，还是正在进行的发送过程中意外发生的同步序列。

　　注 2：数据编码与模式 S和模式 T2 中使用的相同。

　　8 C模式

　　8 . 1 C模式概述

　　即使在某些应用要求更宽的温度与电压范围的情况下，仪表的无线部分所有参数也至少应满足ETSI EN 300 220-1 与 ETSI EN 300 220-2 的要求 。

　　频段规定要求见表 14 。

　　表 14 C模式一般要求

　　有关频率和功率的推荐值见附录 A。

　　8 . 2 C模式的发送器

　　表 15 列出了发送器参数。

　　表 15 C模式发送器

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　　表 15(续)

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　　8 . 3 C模式接收器

　　接收参数见表 16 。

　　表 16 C模式接收器

　　8 . 4 C模式的数据编码

　　8 . 4 . 1 概述

　　从仪表到其他设备通信采用 FSK调制通信。 从其他设备到仪表通信采用 GFSK 调制通信。 所有通信编码采用 NRZ码，较低的频率对应于二进制“0”。

　　数据字节发送应为最高比特位在前。

　　多字节域的发送顺序见 11 . 2 。

　　8 . 4 . 2 模式 C：前同步码和同步码范例

　　所有的通信数据应含有以下两组数据中的一种：

　　a) n× (01)0101010000111101 0101010011001101 ;

　　b) n× (01)0101010000111101 0101010000111101,其中 n= 16。

　　同步字中首 16 个码片等同于模式 T 中的前同步码和同步字。 这样使得同一接收解码器可以处理模式 T 和模式 C 的帧数据。 如果是模式 C 帧数据，接下来的 6 个码片形成式样“010101”。接收解码器由此可以判断接收帧不属于模式 T,因为模式 T 中使用的“6 变 3”编码中没有“010101”组合。 最后 8 个码片确定帧格式，如果是“11001101”为格式 A,如果是“00111101”为格式 B(见 11 . 4) 。

　　当接收到的信号强度骤然增强时，通过检测新的前同步码和同步序列，解码器可检测出接收器已捕获了另一个传输。 这时，接收机应停止分析当前的数据帧转而侦测新的数据帧。 当系统中存在很多用户时，这种“捕获侦测”功能可提高有大量设备的系统的通信能力。

　　9 N模式

　　9 . 1 N模式概述

　　即使在某些应用要求更宽的温度与电压范围的情况下，仪表的无线部分所有参数也至少应满足

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　　ETSI EN 300 220-1 与 ETSI EN 300 220-2 的要求 。

　　频段、占用信道间隔与周期规定要求见表 17 。

　　表 17 N模式一般要求

　　9 . 2 N模式物理层参数

　　模式 N 收发信道频率相同，共有 10 个信道，信道列表见表 18 。

　　表 18 模式 N 频率

　　模式 N 的调制和时序参数见表 19 。

　　表 19 N模式调制和时序

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　　表 19(续)

　　9 . 3 N模式接收器灵敏度

　　接收器灵敏度和阻塞性能参数见表 20 。

　　表 20 N模式接收器

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　　表 20(续)

　　9 . 4 N模式数据编码

　　9 . 4 . 1 概述

　　采用 GFSK调制的数据传输应按 NRZ 编码，较低的频率对应于二进制“0”。

　　采用 4GFSK调制的数据传输应按 NRZ 编码，较低的频率对应于二进制“01”(符号 A),第二频率对应于二进制“00”(B),第三频率对应于二进制“10”(C),最高频率对应于二进制“11”(D) 。

　　数据字节发送应为最高比特位在前。

　　多字节域的发送顺序见 11 . 2 。

　　9 . 4 . 2 模式 N：前同步码和同步字的范式

　　使用 GFSK 的所有发送应以下两组帧中的一种为前导(其中：n=8) :

　　a) n× (01) 11110110 10001101(帧格式 A) ;

　　b) n× (01) 11110110 01110010(帧格式 B)。

　　使用 4GFSK 的所有发送应以下两组帧中的一种为前导(其中：n=8) :

　　a) n× (AD) DDDDADDA DAAADDAD(帧格式 A) ;

　　b) n× (AD) DDDDADDA ADDDAADA(帧格式 B)。

　　注：第一种范式等于比特范式 n× (0111) 1111111101111101 1101010111110111,而第二种范式等于比特范式 n×

　　(0111) 1111111101111101 0111111101011101 。

　　每帧的所有码片，包括前、后同步码，应形成不可中断序列。

　　当接收到的信号强度突然增加，解码器可侦测与之相伴的前同步码和同步码，从而侦测到接收器已捕获了另一发送信号，在这种情况下接收器可停止分析当前的数据帧转而侦测新的数据帧。 这种“捕获侦测”功能可提高有大量设备的系统的通信能力。

　　10 F模式

　　10 . 1 F模式：概述

　　即使在某些应用要求更宽的温度与电压范围的情况下，仪表的无线部分所有参数也至少应满足

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　ETSI EN 300 220-1 与 ETSI EN 300 220-2 的要求 。

　　频段占空比规定要求见表 21 。

　　表 2 1 F模式-般要求

　　10 . 2 F模式：物理链路参数

　　发射器参数如表 22 所示。

　　表 22 F模式发射器参数

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　10 . 3 F模式：接收器灵敏度

　　接收器灵敏度与阻塞性能见表 23 。

　　表 23 F模式接收器

　　10 . 4 F模式：数据编码

　　10 . 4 . 1 F模式：概述

　　采用 FSK调制的数据发送编码应为不归零(NRZ)编码。 低频对应二进制“0”。每个数据字节发送应为最高位先发。

　　多字节域的顺序见 11 . 2 。

　　10 . 4 . 2 F模式：前同步码与同步结构

　　所有发送的数据由前同步码引导。 对于数据链路层格式 A 而言，当 n≥39 时，前同步码为 n ×

　　(01) 1111 0110 1000 1101,对于数据链路层格式 B 而言，当 n≥39 时;前同步码为 n× (01) 1111 0110

　　0111 0010 。

　　1 1 数据链路层

　　1 1 . 1 概述

　　数据链路层紧随在前同步码和同步码(介质访问层)之后。 本部分支持两种数据链路层帧格式 A和格式 B。 通过检测前同步码和同步码数据应可判断出帧格式(参见各模式的具体描述)。数据帧被拆分在各数据块中。 在这两种格式的第一块都有一个固定长度为 10 字节，包含链路层，其中包括帧长度(L域)，控制信息(C域)，和发送者地址(链路层地址)。第二块开始的 CI 域是用来说明跟随的数据结构 。跟随的数据在应用层数据(如果有的话)之前有一或几层。 这一数据可能是缩短的扩展数据链路/网络层和称之为传输层，网络层(见 GB/T 26831 . 5),或延长的链路层(扩展链路层)的应用程序数据头，详细描述如下。 该 CI域也定义了应用协议(如果有的话)。

　　不管是对于仪表还是其他设备，有多个帧格式可用并不意味着一个设备应同时支持两种帧格式。一个设备可以配置有两种帧格式。 而仪表一旦安装后，就不宜再改变其帧格式。

　　如果模式支持两种帧格式，其他设备在安装仪表的过程中宜侦测这两种帧格式。 其他设备在随后的通信中只能与仪表已知的帧格式同步。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　1 1 . 2 多字节域的顺序

　　在首个 CI域之前，任何多字节域应以低字节在前传送。 CI 域后的数据 80h、8Ah、8Bh、8Ch、8Dh、 8Eh 和 8Fh(见 12 . 2 和 12 . 3)的 CI域之后的多字节域的字节顺序也应以低字节在前传送。 其他的多字节域的字节顺序未在本部分中定义。 第一个 CI 域后的多字节域应按照其实现层的规定传送，即遵照 GB/T 26831 . 1 和 GB/T 26831 . 3 应用层要求 。

　　CRC校验的字节顺序应以高字节在前进行传送。

　　1 1 . 3 帧格式 A

　　1 1 . 3 . 1 概述

　　帧格式 A兼容 GB/T 18657 . 1 中的帧格式级别 FT3 。起始字节 05h64h 替换为各自模式中的前同步码片序列。 数据帧中不同块的格式规定如下。

　　1 1 . 3 . 2 第-块

　　第一块格式见图 2 。

　　图 2 第-块格式

　　1 1 . 3 . 3 第二块

　　第二块格式见图 3 。

　　图 3 第二块格式

　　1 1 . 3 . 4 可选块

　　可选块中任意子序列格式见图 4 。

　　图 4 可选块格式

　　1 1 . 4 帧格式 B

　　1 1 . 4 . 1 概述

　　帧格式 B 的链路层检查通过对包含 CRC校验域的最多 128 个字节进行检查来完成。 包括 CRC 与L域在内的长度达到 128 字节的帧，包含有一个单一的覆盖第一块和第二块的 CRC域。 长度为 131 至256 字节(最大长度)之间的帧包含二个 CRC 域，第二个 CRC 域包括可选块。 数据帧的不同块格式规定如下。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　1 1 . 4 . 2 第-块

　　第一块格式见图 5 。

　　图 5 第-块格式

　　1 1 . 4 . 3 第二块

　　第二块格式见图 6 。

　　图 6 第二块格式

　　1 1 . 4 . 4 可选块

　　可选块中任意子序列格式见图 7 。

　　图 7 可选块格式

　　1 1 . 5 域定义

　　1 1 . 5 . 1 概述

　　在下面各条中，将对 GB/T 18657 . 1(L域)和 GB/T 18657 . 2(C域、M域和 A域)中定义的域作详细说明。GB/T 18657 . 2 的 A域，相当于这里介绍的 M域和 A域的串接。

　　1 1 . 5 . 2 多数据域

　　多字节域的处理见 11 . 2 。

　　1 1 . 5 . 3 长度(L)域

　　a) 帧格式 A:

　　第一块的第一个字节是长度域。 该域规定了随后的数据的字节数，包括控制和地址字节，但不包括 CRC字节。 如果[(L-9)模 16]非零，则最后一块包含[(L-9)模 16]个数据字节 + 2 个CRC 字节。 除第一块和最后一块外，其余所有块均包含 16 个数据字节 +2 个 CRC 字节。

　　b) 帧格式 B:

　　第一块中第一个字节是长度域。 该域规定了随后的数据字节数，包括 CRC校验字。

　　1 1 . 5 . 4 控制(C)域

　　第一个块的第二个字节是控制域。 它规定了帧的类型。

　　C域的一般格式，每一比特定义见图 8 。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　最高位 最低位

　　主站到从站

　　从站到主站

　　图 8 C 域数据格式

　　说明：

　　RES— 比特位一直为“0”;

　　PRM— 来自主站(发起)时为“1”;来自从站(响应)时为“0”。

　　FCB、FCV 和 ACD、DFC 的值应遵循 GB/T 18657 . 2 的规则。

　　可用的功能码在表 24 和表 25 给出。 主站和从站的定义见 GB/T 18657 . 2 。

　　表 24 主站发出的消息中 C域的功能码

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　表 25 从站发出的消息中 C域的功能码

　　1 1 . 5 . 5 制造商 ID(M-域)

　　第一块的第三和第四个字节为仪表的唯一用户/制造商标识 ID。 按照 GB/T 26831 . 3—2012 中5 . 5的规定，这两个字节的低 15 比特位由 ISO 646 代码(A~Z) 的三字母组成。 三字母代码由国家相关机构管理。

　　如果用户/制造商 ID 的这两个字节的最高比特位是零，则地址 A是唯一的仪表制造商 6 字节地址(硬代码)。每个制造商对这 6 字节的全球唯一性负责。 只要这个 ID 是唯一的，任何类型的编码或编号，包括类型/版本/日期都可以使用。

　　如果用户/制造商 ID 的这两个字节的最高比特位非零，则地址 A 的 6 字节地址至少在系统最大发送范围内应是唯一的(软地址)。这个地址通常在安装时分配给该设备。 只要满足上述的地址唯一性要求，剩余的字节可以用来满足用户的特殊需要。

　　注：本地址可用于后勤部门来识别仪表的不确定的通信接口 。然而制造商需确保不单是无线仪表且所有生产的仪表地址是唯一的。

　　1 1 . 5 . 6 地址(A-域)

　　不同于 GB/T 18657 . 2 ,地址 A 总是包含有发送方地址。 上传时指的是带有无线模块的仪表地址或支持不带有无线模块仪表的无线适配器的地址，下发时指的是其他设备的地址。 接收器地址(用于下发)应跟随在扩展数据链路层内(见 12 . 2),或跟随在传输层内(见 12 . 3) 。地址应为唯一(见 11 . 5 . 5) 。 每个用户/制造商均应保证这个地址的唯一性。 若本协议与 GB/T 26831 . 3—2012 的传输层或应用层 一同使用，则应如 GB/T 26831 . 3—2012 的 5 . 4、5 . 6 和 5 . 7 中规定的那样，采用下述地址结构：A域将由 ID号、版本号和设备类型信息串接，参见附录 C 中的例子。

　　注：如仪表地址不同于发送方地址，仪表地址将于 CI域后发送，并采用长传输层。 见 12 . 3 与GB/T 26831 . 3—2012 。

　　1 1 . 5 . 7 CRC校验域

　　循环冗余校验码是根据前面块中的信息计算而得，按照 GB/T 18657 . 1 中 FT3 级计算生成，其多项式计算公式如下：

　　狓16 + 狓13 + 狓12 + 狓11 + 狓10 + 狓8 + 狓6 + 狓5 + 狓2 + 1

　　初始值为 0,最终的 CRC值为补码值。

　　1 1 . 5 . 8 控制信息(CI)域

　　第二块第一字节是控制信息域。 该域规定协议类型，也就规定了其后信息的特点。 CI-域可指派应用层、传输层、网络层或扩展链路层。 CI-域定义见 12 . 1 。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　1 1 . 6 时序

　　1 1 . 6 . 1 安装消息的时序

　　仪表可支持附加的安装消息。 安装消息经手动触发启动(例如按一个按钮)。安装消息应在其后立即启动。

　　为防止安装消息错失，安装消息(SND-IR)应在 30 s~60 s 内至少发送 6 次 。 收到手动触发命令后应在 60 min 内停止发送安装消息。

　　如果其他设备接收到一个安装消息(SND-IR) 并最终注册该仪表为恒久接收，应给仪表本身和可选的服务工具回复一个表明成功注册的确认安装消息(CNF-IR) 。如果仪表收到此消息，可以停止安装消息的重复发送。 服务工具可以利用此消息给服务人员一个关于仪表安装成功的反馈。

　　如果其他设备接收到一个安装消息(SND-IR) 可以给一个服务工具发送一 个 反 馈 消 息(SND- NKE) 。为了避免与另一个设备发送的反馈消息(SND-NKE)碰撞，接收到仪表安装消息后应随机延迟5 s~25 s 发送。发送的反馈消息(SND-NKE) 独立于确认安装消息(CNF-IR) 的传输或接收。 参见附录 B。

　　1 1 . 6 . 2 仪表消息的同步发送

　　为了保证电池效率，其他设备(数据集中器，中继器等)只在预定的短时间窗口打开接收器，仪表应遵循严格的传输时序。 使用同步传输方法是可选的。

　　仪表应在标称发送时间间隔(即平均值)内发送同步消息，见表 26 。

　　表 26 标定传输间隔 tNOM的最大值

　　同步消息应是 SND-NR、ACC-DMD 或 ACC-NR(C 域 44 h、48 h 或 47 h)形式之 一。因为接入号

　　是必需的，同步消息应包含一个长或短的包头或范围从 8Ch 到 8Fh 的 CI 域(见表 28) 。ACC-NR 消息可只用于保持同步。 SND-NR, ACC-DMD 和 ACC-NR 消息可以混合。

　　同步消息应在下式给定的单个发送时间间隔(从消息开始到下一消息开始的时间间隔)内发送：

　　tACC= [1+ ( | nACC - 128 | -64)/2 048] ×tNOM

　　tNOM = n× 2 s

　　式中：

　　tACC —从带有接入号 nACC的消息到下一个消息的单个发送时间间隔;

　　nACC —接入号的值(从 0 到 255) ;

　　tNOM —在表 26 给定范围内的标称发送间隔;

　　n —一个确定的正整数。

　　接入号 nACC 由下述方式决定：

　　— 当帧的 CI-域不在 8Ch 到 8Fh 范围时，见 GB/T 26831.3—2012 中 5.9 ;

　　— 当帧的 CI-域在 8Ch 到 8Fh 范围时，见 12.2.3。

　　当且仅当每一次同步发送后，接入号 nACC增 1(模 256) 。

　　确切的标称发送时间间隔 tNOM容差应满足以下要求：

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　— 0 × 10- 6 s, 当仪表工作在- 15 ℃ ~+65 ℃温度范围;

　　— 0 × 10 - 6 s,其他温度范围。

　　由于离散时间量化引起的标称发送间隔的非积累性抖动是允许的，其范围为：

　　—tNOM <300 s 时，应小于 ±1 ms;

　　—tNOM ≥300 s 时，应小于 ±3 ms。

　　对于 CI-域中不包含从 8Ch 到 8Fh 的消息，所有的同步消息应通过在传输层的配置域设置同步位而被标记。 配置域参见 GB/T 26831 . 3—2012 中 5 . 12 。

　　对于 CI-域中从 8Ch 到 8Fh 的消息，所有的同步消息应通过在通信控制域中设置同步子域而被标记 。通信控制域参见 12 . 2 . 2 。

　　根据本部分的定时原则，附加的非同步消息可以被发送(例如双向通信)。非同步消息应通过各自同步子域清除同步位而被标记。

　　采用 S1 和 S2 模式的仪表应一直发送带长前同步码的同步消息，以支持电池供电通信设备。

　　为避免系统碰撞，强烈建议仪表制造商采用宽分布随机数初始化不同仪表的接入号和内置发送定时器。

　　若有高优先级的任务(例如有一不能延后的运算算法)需要立即实施在发送序列中，仪表可以忽略同步数据。 出现忽略同步消息的概率每天不超过 6 . 25%。 若所有发送同步都处理完，接入号 nACC应加 1 。

　　附录 C是一个同步发送时间的预测示例。

　　1 1 . 6 . 3 接入时序

　　1 1 . 6 . 3 . 1 概述

　　在其他设备已成功接入到仪表的条件下，本节描述了其通信时序。

　　1 1 . 6 . 3 . 2 模式 R、s、T、C、N 和 F 下对仪表的访问

　　仅当仪表准备好接收时，R、S、T、C、N 和 F模式下的其他设备可以接入到 R2、S2、T2、C2、N2 和 F2模式下的仪表。

　　在每一次发送时，R、S、T、C、N 和 F模式的仪表以两种方式之一表明其可访问性：传输层的配置字(见 GB/T 26831 . 3—2012),或扩展链路层的通信控制域(见 12 . 2 . 2) 。其他设备向仪表发送消息前，应在先前从仪表接收的帧中检查该仪表的可访问性。 见表 27 。

　　表 27 R、s、T、C、N、F模式下仪表的可访问性

　　示例：

　　无访问—单向通信仪表(模式 S1 、T1、C1 或 N1)从来不接入。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　暂时无访问—若双向通信仪表因为耗电限制/占空比限制或其他原因不准备响应，应定义为暂时无访问。

　　限制访问—电池供电的仪表对功耗限制通常很严格，仅在发送后立即提供短时间访问。 在这个时间间隙中其他设备(主)可以发起一次通信到仪表(从)。这样的时隙起始和结束的响应延迟 tRO见表 5、表 8、表 12、表 15 和表 19 。

　　无限制访问—市电供电仪表没有能耗限制可长时间保持接收状态。 因此，其他设备在任何时间都可以发送一个命令或要求，但它是占空比限制。 甚至电池供电的设备有可能暂时的无限制访问，只要接收器不断准备接收。

　　1 1 . 6 . 3 . 3 频繁访问周期

　　其他设备可发送/请求若干消息到/来自仪表。 如果消息序列中有一消息出错将中断通信。 其他设备须等到仪表的常规消息发送出方可继续之前的消息序列。 若双向仪表支持可选的频繁访问周期，数据交换将更可靠。

　　若仪表收到一个对其地址的命令或请求，将切换到频繁访问周期。 在频繁访问周期内，仪表应以tTxD(FAC发送延迟)的周期地转发最后一条消息，直至接收到下一个请求或命令。 即使在丢失消息的情况下，它提供其他设备对仪表的快速访问。 在仪表最终成功接收到来自同一通信对象(其他设备)的命令或请求之后，频繁访问周期持续到 FAC 超时(tTO) 。在通信结束时通过向仪表发送一个 SND- NKE 消息，其他设备可以提前停止仪表的频繁访问周期。 频繁访问周期的时序见附录 B。

　　注：传输延迟需考虑介于其他设备和仪表本身之外的无线网络情况。 这样的网络延迟了仪表消息及其他设备的下一个请求。 还要注意，在短时间内可有许多读出会话同时进行。 为避免不同仪表消息之间发送碰撞，需要考虑传输之间的空档时间。

　　1 1 . 7 转发或重复消息

　　使用简单转发器可能导致接收重复消息。 来自转发器的消息由跳转计数比特标记，并依赖于重复的类型和重复访问比特。 这些位来自扩展链路层或传输层配置字。 详见 GB/T 26831 . 5 。仪表(特别是具有固定接收器的仪表)和其他设备应能够识别和丢弃重复的消息。

　　12 与更高协议层的连接

　　12 . 1 控制信息域(CI-域)

　　控制信息域(CI-域)表明了下一更高协议层的结构。 CI-域是数据链路层后的首字节，消息的其余部分取决于所选的层和所使用的应用协议。

　　对于本无线通信标准应用层信息的传输，应使用短或长报头的传输层。 两种传输层均包含有接入号和配置字。 作为替代，可使用扩展链路层。

　　CI-域的值应如表 28 中规定。

　　表 28 控制信息域

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　表 28(续)

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　表 28(续)

　　12 . 2 扩展链路层的 CI域

　　12 . 2 . 1 概述

　　扩展链路层特别为无线通信提供了附加的控制域。 表 28 列出的附加层(不含值为 8Ch 到 8Fh 的CI域)跟随在扩展链路层之后。

　　在扩展链路层中，CI域规定了扩展部分的长度和结构。 每种类型的扩展链路层提供不同的服务。多字节域传输时，应低字节在前。 扩展链路层的长度和结构如表 29 所示。

　　表 29 扩展链路层的 CI-域

　　不同结构的扩展块示例如附录 D所示。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　12 . 2 . 2 通信控制域( CC域)

　　12 . 2 . 2 . 1 概述

　　本域(见图 9)由双向子域、响应延迟子域、同步子域、跳转数子域、优先级子域、可访问性子域、转发访问子域组成。 Bit0 保留供将来使用。

　　图 9 通信控制域

　　12 . 2 . 2 . 2 双向子域(B域)

　　CC域的 Bit7 是双向子域。B 为 0 表示本帧是单向帧。B 为 1 表明本帧是双向帧，即仪表将要在 一个响应延迟后准备接收一个响应。 该比特须与 A-域共同使用。 该比特的用法与表 27 中的 BitB相同。

　　12 . 2 . 2 . 3 响应延迟子域(D域)

　　CC域的 Bit6 位是响应延迟位。 D 为 1 表明响应单元应在一个快速响应延迟后应答。 D 为 0 表示使用慢速响应延迟应答。

　　若仪表接收到 D 为 0 的帧，则在从仪表到其他设备下一帧中，应指定 D 为 0 。该机制使得其他设备控制通信的速度，从而占有通道。

　　在没有要求快速响应时间要求的确定网络中，建议从其他设备到仪表的传输帧中，采用 D 为 0 。 而在所有其他网络中，建议采用 D 为 1 。其时序图见附录 B。

　　12 . 2 . 2 . 4 同步子域(s-域)

　　CC域的 Bit5 为同步子域。 S 为 1 表明本帧按照 11 . 6 . 2 的规定同步。

　　12 . 2 . 2 . 5 跳转计数子域(H域)

　　CC域的 Bit4 为跳转计数子域。 若 H 为 0,本帧的直接源是仪表或者其他设备。 若 H 为 1,本帧已被转发器中继，本域为使用转发消息而保留，见 GB/T 26831 . 5 。仪表应始终用 H=0 发送。

　　12 . 2 . 2 . 6 优先级子域(P-域)

　　CC域的 Bit3 为优先级子域。 若 P 为 0 ,本帧包含的数据按正常方式处理。 若 P 为 1,则本帧数据是优先的，即数据应被尽快转发，且必要时，延迟系统中的其他帧。 只有包含告警和不常出现数据的帧应利用该比特。

　　12 . 2 . 2 . 7 可访问性子域(A域)

　　CC域的 Bit2 为可访问子域。 A 为 0 表示对仪表仅有受限的访问。 A 为 1 表示至少到仪表的下 一次发送前，访问是无限制的。 本比特应与 B域共同使用，其用法与表 27 中 BitA 的用法相同。

　　12 . 2 . 2 . 8 转发访问子域(R-域)

　　CC域的 Bit1 为转发访问子域。 本域保留给转发消息使用，见 GB/T 26831 . 5 。 仪表应总是置R 为 0并在接收时忽略本比特。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　12.2.3 接入号域(ACC域)

　　ACC域是接 入 号 域。 本 域 用 于 识 别和 同 步 来 自 仪 表 的 发 送，见 11 . 6 . 2 。 更 多 的 规 定 参 见GB/T 26831 . 5 。

　　12.2.4 制造商 ID 2(M2 域)

　　本帧中的 M2 域应包含目的地的唯一用户/制造商 ID。 M2 域的格式应参照 10 . 5 . 5 规定的 M域。 M2 域和 A2 域共同组成唯一的地址。

　　12 . 2 . 5 地址 2(A2 域)

　　A2 域应与 M2 域一起，包含本帧目的地的唯一地址。 A2 域的格式应参照 10 . 5 . 6 规定的 A域。

　　12.2.6 会话号域(SN域)

　　12 . 2 . 6 . 1 概述

　　本域(见图 10) 由加密子域、时间子域和会话子域组成。 会话号规定了与仪表实际的双向通信会话。

　　会话号在仪表初始发送帧中指明(即“SND-NR”或“ACC-NR”帧)。在与仪表的双向通信会话过程中，会话号不变。 会话号域的数值至少应在和仪表每次双向通信会话后改变。 该机制保证了和仪表的每次双向通信会话都使用了唯一的会话号域的数值。

　　在仪表的寿命周期内，会话号永不复用。 这使得像 AES-128 计数器加密模式之类的优化加密模式应用成为可能。

　　图 10 会话号域

　　12 . 2 . 6 . 2 加密子域

　　SN 域的 Bit31~Bit29 是加密子域。 该域指明了加密的算法，见表 30 。

　　表 30 加密

　　当链路层使用加密的时候，数据帧应在传到上一层之前解密。

　　12 . 2 . 6 . 3 时间子域

　　SN 域的 Bit28~Bit4 表示仪表的时间，时间域表示仪表的相对分钟计数。 时间表示的最大值约为64 年 。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　12 . 2 . 6 . 4 会话子域

　　SN 域的 Bit3~Bit0 表示时间域所规定的某一相对分钟内的会话。 在同一分钟内，最多可以有 16个相同的双向会话，每分钟的第一个双向通信会话使用会话子域为 0 。

　　12 . 2 . 6 . 5 会话的规定

　　在仪表发起每一次传输时，即“SND-NR”或“ACC-NR”,仪表都规定了一个新的会话号。 会话号的真实值确定了仪表的时间(以分钟计时)和这一分钟内的实际会话。 若其他设备响应该帧，一个双向的带有实际会话号的通信会话将建立。 在该双向通信会话中，会话号域不变。

　　其他设备到仪表数据帧的会话号域总是和仪表定义的帧初始会话号域相同。

　　自仪表的最后一次发送，若帧载荷未变，则该会话号域的值可以被复用。 会话号域的值至少应每

　　300 s更新一次。

　　12.2.7 AES-128 计数器加密模式

　　12 . 2 . 7 . 1 概述

　　若加密子域 ENC=001b,应采用 AES-128 计数器模式(CTR) 加密算法，见 FIPS PUB 197、NIST

　　SP800-38A 和附录 E。 计数器模式加密不需要被加密数据的长度是 16 字节的整倍数，因此不需要在帧的末尾附加额外的填充字节。

　　加密覆盖从扩展链路层载荷 CRC域(含)到帧其余部分的所有域(不包含链路层 CRC域)。

　　AES-128 计数模式初始计数块由图 11 中的 16 字节组成。

　　初始的计数块按下列方式：在仪表的使用寿命期内，每一个加密块的初始计数块的值都是唯一的。

　　图 1 1 AES-128(CTR)初始计数块

　　12.2.7.2 制造商 ID 域(M 域)

　　该值从数据链路层的首块中提取，见 11 . 5 . 5 。

　　12 . 2 . 7 . 3 地址域(A域)

　　这个值从数据链路层的第一块获得，见 11 . 5 . 6 。

　　注：M位和 A位包含着发送方的地址，而且不同于上面和下面的链接消息。

　　12.2.7.4 通信控制域(CC域)

　　这个数值从扩展链路层获得，见 12 . 2 . 2 。

　　通过中继器处理的通信控制字的这些位(R域和 H 域)，总是在初始计数块置 0 。

　　12.2.7.5 会话号域(SN域)

　　该值从扩展链路层获得，见 12 . 2 . 6 。

　　12 . 2 . 7 . 6 帧序号(FN)

　　在实际的会话中，该域表示帧序号。 一个新的会话号复位帧序号。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　对于当前会话中的每一帧，帧序号将增累加计数。

　　由仪表发起的从仪表到其他设备的第一个帧总是以 FN=0 发送。

　　在频繁访问周期内，如果一帧数据重发，帧数位不改变。 见 11 . 6 . 3 . 3 。

　　帧序号用法的例子见附录 B。

　　12 . 2 . 7 . 7 块计数( BC)

　　块计数表示一帧内加密块的数量。 块计数对每一帧的第一个加密块其 BC应为 0,并且对本帧的每一个加密块递增。

　　12 . 2 . 8 有效载荷校验域(载荷 CRC域)

　　扩展块的最后两个字节是 CRC校验位(链路层的 CRC位除外)。

　　CRC 多项式应为 狓16 + 狓13 + 狓12 + 狓11 + 狓10 + 狓8 + 狓6 + 狓5 + 狓2 + 1。

　　初始值应为 0 。

　　最后的 CRC应当被补充。

　　12 . 3 传输层的控制信息域(CI域)

　　12 . 3 . 1 一般要求

　　明文的传输层宜在无应用数据的消息中使用。 否则可使用组合的传输层和应用层。 多字节域应低字节在前传输。

　　12 . 3 . 2 短传输层

　　短传输层(CI=8Ah) 应用于从仪表到其他设备的通信(例如一条消息的 ACK) 。其格式应如图 12所示。

　　图 12 短传输层

　　12 . 3 . 3 长传输层

　　长传输层(它包括应用层地址，ALA)应被应用在从仪表到其他设备的通信(CI=8Bh;例如一条ACK类型的消息)或者从其他设备到仪表的通信 (CI=80h;例如一条 REQ-UD2 类型的消息)。其格式应如图 13 所示。

　　图 13 长传输层

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　频率分配和频段使用

　　A.1 通用无线遥控设备

　　不得用于无线控制玩具：

　　a) 使用频率：314 MHz~316 MHz, 430 MHz~432 MHz, 433.00 MHz~434.79 MHz;

　　发射功率限值：10 mW(erp) ;

　　占用带宽：不大于 400 kHz。

　　b) 使用频率：779 MHz~787 MHz;发射功率限值：10 mW(erp) 。

　　A.2 无线传声器和民用无线电计量仪表等类型设备

　　用于教育、文化部门的视听训练，电影院、音乐厅、会议室等公共场所及残疾人士的听觉辅助使用，在旅游区，作为小型广播设备使用。

　　在满足传输数据时，其发射机工作时间不超过 5 s 的条件下，470 MHz~510 MHz频段可作为民用无线电计量仪表使用频段。

　　若使用频率与当地声音、电视广播电台频率相同时，不得在当地使用;若对当地声音、电视广播接收产生干扰时，应立即停止使用，待消除干扰或调整到无干扰频率后方可重新使用。

　　为避免对生物医学遥测设备产生干扰，在医院内，不得使用无线传声器。 无线传声器生产厂商应在产品说明书中载明这项规定。

　　a) 使用频率及发射功率：

　　1) 使用频率：87 MHz~108 MHz;发射功率限值：3 mW(erp) 。

　　2) 使用频率：75.4 MHz~76.0 MHz, 84 MHz~87 MHz;发射功率限值：10 mW(erp) 。

　　3) 使用频率：189.9 MHz~223.0 MHz;发射功率限值：10 mW(erp) 。

　　4) 使用频率：470 MHz~510 MHz, 630 MHz~787 MHz;发射功率限值：50 mW(erp) 。

　　b ) 占用带宽：不大于 200 kHz;

　　c) 频率容限：100 × 10- 6 。

　　GB/T 2683 1 . 4—20 17

　　附 录 B

　　(资料性附录)时序图

　　接下来的几页显示安装或数据传输的时序图的例子。 图 B. 1 是如何读取时序图的解释。 图 B. 2 ~

　　图 B.1 总体时序