农机专用物联网终端

一、概述

物联网终端用于采集GPS 数据和主机设备总线数据，并通过 2G、3G、4G 网络发送到远程服务器中心。同时，物联网终端可接收远程服务器中心发来的指令并将命令通过总线发送给控制器。

二、硬件配置及外观要求

2. 1 主机硬件及接口线束

备注：天线及接口规范等要求详见附件一。

2.2 外观要求

2.2.1 终端外观尺寸见《附二：终端外形尺寸图》（开孔尺寸须符合）。

2.2.2 文字和标志

外壳上须有终端型号、电压等级(9V—36V)、终端编号、版本号；

2.2.3 终端 ID 编号为 16 位（其中，前 13 位为终端实际编号，最后 3 位为物联网终端的版本号）。

ID 编号规则：

厂家标识（3 位）+终端类型（2 位）+生产批号（4 位，生产年月 YYMM） +唯一编号（4

位）+版本号（3 位）；

终端 ID 编号中，除“终端类型 ”可使用字母外，其他由阿拉伯数字组成；

2.2.4 指示灯：

如终端外观图所示，终端要有三个指示灯（黄、绿、红）和 8 段数码管。

其中三灯分别表示不同状态，描述如下：

备注：数码管定义详见附件。

三、技术指标：（至少要满足以下要求，但不限于以下要求）

3.1 电气性能

3.1.1 电源电压适应性

终端的主电源为农机电源，终端内应具有备用电池。只有主电源欠压时才启动备用电池。

要求终端自动识别所安装农机电源电压。

12V 电源农机：

标称直流电源电压主电欠压报警电源电压波动范围极性反接试验电压过电压

12 11.5±0.5 9-36 28±0.2 36

24V 电源农机：

标称直流电源电压

24

主电欠压报警

22.5±0.5

电源电压波动范围

9-36

极性反接试验电压

28±0.2

过电压

36

3.1.2 耐电源极性反接

终端在进行极性反接试验时，应能承受 1min 的极性反接试验。试验后，终端各项功能均应正常。

3.1.3 耐电源过电压性

在上表的过压下，终端应能承受 1min 的电源过电压试验。试验后，终端各项功能均应正常。

3.1.4 低电压保护性能

在车载蓄电池电池电压低于截断电压时，终端应停止从汽车蓄电池取电,并上报主电欠压报警。当车载蓄电池电压超过截断电压时，终端应从备用电池切换回从车载蓄电池取电，并上报欠压

消除报警。

3.2 环境适应性

3.2.1 工作温度至少： -20℃—70℃, 储存温度至少： -40℃—85℃。

3.2.2 主机防护等级： IP65 或以上。

3.2.3 抗振动能力：

终端在承受振动试验后，应无永久性结构变形，无零件部件损坏，无电气故障，无紧固部件松脱现象，无插头、通信口等接插件脱落或接触不良现象，其各项功能等应保持正常，无实验前

存储的信息丢失现象。

振动试验条件：

3.3 技术要求

要求物联网终端在通讯方式、功耗、输入/输出接口等方面符合下列要求。

3.3.1 无线通讯方式：支持 2G 、 3G 、4G 通信方式。

3.3.2 数据传输方式：TCP，SMS。

3.3.3 定位性能：

应具备北斗独立定位，兼容 GNSS，能够存储或向监控中心上报定位结果及卫星定位模块的详细

定位数据；

北斗/GNSS 接收频率：北斗 B1，或 B1 、 B2，或 B1 、 B2 、 B3；

支持差分定位；

水平定位精度≤2 米（2RMS），高程定位精度不大于 4 米，速度定位精度不大于 2 米/秒；

灵敏度：跟踪-147dBm，捕获-137dBm；

定位上报要求：

--定时报送：在行驶状态下（移动速度大于 2km/小时），最大报送时间间隔不大于 1s；

--定距报送：在行驶状态下（移动速度大于 2km/小时），最大报送距离不大于 2m；

--静止状态：在静止状态下，上报时间间隔按终端参数执行；

--记录时间精度要求在 24h 内累计时间允许误差在±5s 以内。

3.3.4 终端外壳必需与主板、GSM 天线接头、6Pin 头各引脚完全隔离。

3.3.5 总线接口： 1 路

一路 CAN 通讯接口（含通信接口地），与外部电源隔离，总线两端并接 120Ω电阻；（终端

电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射，建议通讯线采用双绞屏蔽线）

3.3.6 输入接口： 1 路

1 路高电平检测信号线；

3.3.7 内置备用电池：

备用电池续航能力至少 90 天。

3.3.8 功耗：

物联网终端在 12V 供电系统下，备电进入深度休眠模式下额定电流≤5mA。

物联网终端在 24V 供电系统下，备电进入深度休眠模式下额定电流≤5mA。

注：省电休眠模式要求详见 4.8 电源管理。

3.3.9 振动检测：

终端具备振动检测功能，当检测到振动时立即上报振动报警，当持续 1 分钟无振动时，报警解除。在休眠状态下检测到设备在振动时，立即唤醒，若此时检测到移动速度大于 2km/小时持续

5 分钟，则上报转场报警信息，并进入正常工作模式。此时，若检测到无振动且移动速度小于

2km/小时持续 5 分钟，则上报转场报警解除。

进入正常工作模式后，根据 4.8 电源管理决定休眠/唤醒状态转变。

四、功能要求

4. 1 数据传输（上传、下传）

所有命令都应能通过 2G/3G/4G 、短信两种方式上传、下传；

当平台采用短信方式下发各种命令时，若物联网终端能正常登陆网络，此时应以网络方式回传各种相关命令的应答；若物联网终端不能正常登陆网络，则应以短信方式回传各种相关命令的应答，

任何情况下以网络方式优先；

支持断点续传，如网络信号不好，支持网络恢复时，续传未上传数据

4.2 参数设置功能

中心能对物联网终端参数进行远程读取和修改（SMS 和网络方式均可）。

4.3 定位和自动上报位置信息

首次定位时间要求：冷启动≤50S，热启动≤5S，重捕获≤5S；

物联网终端登陆后，以 2G/3G/4G 方式将监控目标的时间、位置等信息上传到监控中心；

定位：当中心下发定位指令时，终端应能按要求返回位置及状态信息；

自动上报位置信息：当设定自动上报时长为 T 秒，则终端以每间隔 T 秒时间上报一次位置信息。

（默认为 T =240 秒）

4.4 I/O 控制

表 1：输入信号检测（高电平检测）

备注：上图仅做示意。

4.5 自动报警

物联网终端可进行 ACC 上电/断电报警、开盖报警、主电源欠压报警、主电源断电报警、备用电池断

电报警、备用电池欠压报警（主电断开时）、SIM 卡被更换报警、总线故障报警、休眠报警等自动报警。

4.6 防拆功能

物联网终端应使用 Y 型螺丝替代普通螺丝，并在端子侧使用防拆挡板；

物联网终端应具备防止终端开盖、拔卡、换卡、等操作的基本功能；

对开盖、换 SIM 卡、做计数存储，定期上报；

物联网终端上电后（或复位重启后）检测 SIM 卡的 IMSI 号，若所使用的 IMSI 号与物联网终端内部已保存的 IMSI 号不一致，则重新登录后上报一条 SIM 卡被更换的报警（同时换 SIM 卡计数值

加一），发送 SIM 卡更换报警后，接着使用短信方式上报一次 SIM 卡更换报警；

总线故障报警：当物联网终端检测到 ACC ON 时，而物联网终端每连续 12 分钟没有收到任何总线数据的情况下，则上报总线故障告警（注意需要同时置状态位）。只要收到工况数据，则自动清

除报警（注意需同时更新状态位）。

每次 ACC OFF 再次 ON 后，时间重新计算。

4.7 状态自检

物联网终端要求在运行过程中能检测自身运行的相关参数，并按时上报。

终端要求检测的模拟量包含：主电源电压、备用电池电压、内部温度（推荐具备）、主电休眠上报间隔时长、备电休眠上报间隔、终端总通电时间、ACC ON 持续时间、开盖次数、拔 SIM 卡次数

等；

终端要求检测的开关量包含：开盖、振动；

终端检测自身副参数，要求物联网终端每次上电时上报一次副参数，通主电时，每间隔 2h 都上报

一次，休眠模式下，一旦唤醒则都要上报 1 次。每次通电则重新计时。

4.8 电源管理

正常情况下，物联网终端从主电源车载蓄电池取电，主电源电压高于 12.5V（ 12V 电源）或 24.5V（ 24V

电源）值时（针对蓄电池作为主电源的产品），主电源对备用电池充电。

当 ACC OFF 后（即设备断电不工作），要求终端能进入省电休眠状态，以减少对车载蓄电池的损耗，当主电源截断或者欠压时，要求终端停止从主电取电，以延长蓄电池使用寿命，此时要求物联网终端能使

用备电进行休眠。

省电/休眠模式定义

ACC OFF 后（即设备断电不工作），终端可进入休眠模式。休眠模式为物联网终端的一种省电休眠状态，表现为：关闭 GPS 模块、CAN/RS485 总线模块、停止各路输出，断开网络链接，仅将 GSM

模块处于可接收短信的待机状态。

休眠模式的设置

休眠模式可通过远程设置“开启 ”和“关闭 ”。若设置为“关闭 ”则从不进入休眠模式，若设置

为“开启 ”，则物联网终端在符合条件下可进入休眠模式。

进入休眠的条件

当“省电/休眠模式 ”开启后，在 ACC OFF 之后 10 分钟(同时主电源电压低于 12.1V（ 12V 电源）或电源电压低于 24. 1V（ 24V 电源） )内，未收到监控中心（网络/短信）下发的任何命令，同时未检

测到振动，则进入物联网终端进入休眠模式。

主电休眠模式

物联网终端在主电供电情况下进入休眠，称为主电休眠状态。

在主电休眠模式下，为了避免 GPS 位置更新不及时，每 120 分钟开启 GPS 模块，连接网络，更

新 GPS 导航数据，同时通过网络方式上报一条（0xAA）报警信息，即每 2 小时（120 分钟参数可在厂商发货时改变，范围 1-72 小时）自动唤醒，上传 1 次该报警信息。上报完 AA 报警以后，接着上报一次副参数。上报完成后继续休眠。唤醒后如若无法通过网络与服务器连接成功（未收到中心应答），

在网络连续发送 3 次不成功后则采用 SMS 模式发送1条短信（0xAA）。

备电休眠模式

当没有外部主电源或者外部主电源被截断时，则启用备用电池休眠。

额定电压为 12V 的物联网终端，主电源截断电压默认为 11.5V 。当主电瓶电压小于截断电压后，

物联网终端切断从主电瓶取电，立即上传主电源欠压报警。

额定电压为 24V 的物联网终端，主电源截断电压默认为 22.5V 。当主电瓶电压小于截断电压后，

物联网终端切断从主电瓶取电，立即上传主电源欠压报警。

此模式下每隔一定时间（默认为 24h）上传一条报警（0xAA）信息和副参数，直至备用电瓶保护

（厂家自定义）。

休眠模式下的状态检测

休眠模式下如果检测到 GPS 天线故障则不发送报警。当检测到主电源欠压则立即唤醒上报，主电

源欠压值由中心设置。

休眠模式下，若检测到开盖、主电源断电操作，则立即唤醒上报一次报警，上报后继续休眠，若

上报不成功，则先存储，待重新上线后再上报。

退出休眠

在休眠模式下，满足以下条件返回到正常工作模式：

（ 1）主电休眠时：当收到监控中心下发的有效短信指令时，将返回短信应答，并退出休眠模式，

连接网络、开启 GPS 模块及 CAN 总线电源，恢复输出，待满足休眠条件时，重新进入休眠模式；

（2）检测到 ACC ON 时，立即退出休眠模式，同时连接网络、开启 GPS 模块及 CAN 总线电源，

恢复输出；

（3）当检测到主电源电压持续 10 分钟高于 12.5V（ 12V 电源）或 24.5V（ 24V 电源）时，立即退

出休眠模式。

（4）当检测到设备在振动时，立即唤醒，若此时移动速度大于 2km/小时持续 5 分钟，则上报转

场信息，并进入正常工作模式。

当物联网终端由休眠模式恢复到正常工作状态时，物联网终端必需上报一条登陆信息给服务器。

4.9 终端重启

当物联网终端检测到自身软件故障时，应能自动重启；

要求物联网终端每 24 小时自动复位重启，重启后保持重启前状态。计时时间是从物联网终端上电

开始计时。上电后，如果不上线则每 10 分钟重新登陆一次,重复三次。

4. 10 远程升级功能

可以通过监控中心对物联网终端进行远程升级操作，且每次远程升级成功后返回一条“升级成功 ”的

信息给监控中心。

远程升级功能可以设置为“开启 ”或“关闭 ”，只有远程升级开关设置为“开启 ”时，才能进行升级，

且远程升级不能影响设备的正常使用，远程升级方案和操作，需和信息化部确认后再执行。

五、通讯说明

5.1 CAN 总线接口通讯

通讯接口带隔离、内置 120Ω电阻；

CAN 总线接口通讯协议采用：J1939；

CAN 总线波特率可设置为 125K/200K/250K/500K/1000K（可远程设置)；

终端能解析 J1939 总线故障报文，并上报故障信息；

上传：物联网终端将专用控制器发送过来的 CAN 数据上传至监控中心；

下传：（ 1）终端接收监控中心下传的数据，发至控制器 CAN 口；

（2）物联网终端可启动定时下传数据至控制器 CAN 口。

六、物联网终端和控制器之间心跳

1) 物联网终端可以定时向控制器发送心跳数据。心跳功能可以通过远程设置“开启 ”或“关闭 ”。

2) 当心跳功能设置为“开启 ”时，按照“受控状态 ”条件的影响，启动物联网终端与控制器之间的心跳输出。当心跳功能开启后，在符合“受控状态 ”的条件下，物联网终端无论检测到是否有移动信号每 60 秒都向控制器发送心跳数据。

3) 物联网终端与控制器之间的心跳输出与定时输出设置的接口一致，即定时输出为 CAN，则心跳输出也走 CAN 总线。

七、短信功能

序号内容备注

1 短信命令所有通过网络链路下发的命令都可以通过短信方式下发。

任何远程监控中心下发的指令（不管是网络方式还是短信方

2 短信回复式），都首先用网络回复。

对于短信命令，若不能通过网络方式回复，则以短信回复。

九、调试功能

十、日志功能

终端应具备记录运行日志的功能。以方便日后问题排查。

附录

附一、物联网终端模块外部接线图

备注：物联网终端电源线如图示直连至蓄电池正负端（中间不要设计开关）；示例图插接件型号仅作为参考，各产品线插接件可能存在差异，具体与技术部门对接。

附二、物联网终端模块外形尺寸 (供参考)

外形尺寸暂按照下图设计，插接件要求设计为可拆卸的，示例图插接件型号仅作为参考，各产品线插接件可能存在

附三、数码管定义（供重机公司参考）

数码管外观如下图所示：一部分为数码管“”，另一部分为小点“”。物联网终端通电或复位

自检，先全部点亮数码管所有段，然后以 500 毫秒亮， 500 毫秒灭的状态闪烁，持续 5 秒，以检测各段数

码管是否能正常显示，完成以后，再显示终端实际状态（即显现实际需要显示的数字）。

数码管各数字详细定义

数字“0-9 ”各表示一种终端状态或一种情况，其中“8 ”一方面表示正常状态（此时，按 1 秒亮 1 秒灭的方式闪烁），另一方面表征数码管处于自检状态（此时，按亮 500 毫秒、灭 500 毫秒为一次闪烁，将闪

烁 2 次）。

当多种情况同时出现时，各种情况代表的数字从小到大顺序显示，每个数字显示 2 秒。显示完一轮后，数字“8”闪烁 2 次，然后再从最小数字开始显示，如此循环。注意有其它数字时，数字“8 ”只表征数码管自检状态，例如：当前无 M 输出、无 X 输出，那么数码管显示为：“0”显示 2 秒->“ 1 ”显示 2 秒->“8 ”

闪烁 2 次（按亮 500 毫秒、灭 500 毫秒为一次闪烁，将闪烁 2 次）->“0 ”显示 2 秒，如此循环显示。

终端进入休眠模式后，将数码管熄灭，而此时建议将小点间隔一定时间点亮一次。

1. 数码管“”，各数字代表含义介绍如下表（注：以下故障代码数字，当条件恢复正常时则不

再显示该代码数字）：

表格 1 故障代码表

数字定义代表含义

1. ACC ON 且已经连续 12 分钟没有收到工况数据；备注：

a) 收到工况数据后，清除该故障码；

b) 该故障码产生和消除，与“总线故障 ”报警变化保持一致；

1. 终端每次通主电后，连续 10S 收到总线报文，但

GPS 高电平检测输 ACC 一直是 OFF 状态；

6

入异常备注：

a) 检测到 ACC ON，则不再显示此数字；

7 无移动网络信号

1. SIM 卡损坏；

2. 终端无法注册移动网络；

3. 无法发出短信；

4. 登录不了网络；

1. 正常状态

8 2. 数码管自检状 1. 无其它故障，且数码管各段能正常显示；

态

灭休眠状态 1. 休眠状态，数码管熄灭。

2. 小点“”闪烁频率不同代表含义不同，介绍如下表：

农机物联网终端