低压电力线载波自动抄表系统 通信协议.docx

《低压电力线载波自动抄表系统 通信协议.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低压电力线载波自动抄表系统 通信协议.docx（24页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、广西电网公司低压电力用户集中抄表系统基于北京福星晓程载波通讯技术的数据链路层通信协议（送审稿）2007年月日发布2007年月日实施广西电网公司发布I范围I2引用标准13术语、定义和缗略语23. 1术i否和定义23.2缩略语24概述3.11.1.C子层34. 2介旗访问层34. 3规范方法35逻辑链路子层41.1 1.1.C子层的作用41.2 1.1.C子层的服务规范46 1.1.C子层的协议规范77 MAC子层87.1 MAC千层的服务规范87.2 数据通讯87.3KAC子层所用的物理层服务117.4C子层协议规范12附录A17附录B19基于北京福星晓程载波通讯技术的数据链路层通信协议1范围本

2、部分应用范围是通过配电网进行电力或我波通信.为保证面时连接和无连接两种操作方式具有一样的数据链路层服务规范，将数据链路层分成两个子层：逻辑依路限制于层(1.1.Csub1.ayer)和介质访问限制子层(MACsub1.ayer).本部分支持下面的通信环境： 非平衡点时多点或点对点锥路结构： 支持无连接的确认响应操作模式： 华双工交替数据传输：同步通讯方式传箱,6个FFH为帧起始,09HAFH同步顿头,数据位为8bit.2引用标准卜例标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文。IHC62056-46:2002电表-抄表、费率和负荷限制数据交换第46部分：运用IID1.C协议的数据钺跖

3、层IEC6205651:2002电表抄表、费率和负荷限制数据交换第51部分：应用层协议IEC62056-53:2002电式-抄表、费率和负荷限制数据交换第53部分：COSEM应用层IEC62056-61:2002电表-抄表、费率和负荷限制数据交换第61部分：OBIS对象识别系统D1./Z790.432:2001采纳配电线载波的配电自动化第432部分：数据通信协议,数据链路层一逻辑钺跖限制D1./Z790.433:2005枭纳配电线载波的配电自动化第4-33部分：数据通信访议，数据推路层一面对连接协议D1./Z790.41:2002采纳配电战载波的配电自动化第4部分：数据通信协议，第】篇：通信系

4、统蛰考模型D1./Z790.442:20(M采纳配电线我波的配电自动化第1-42部分：数据通俗协议，应用协议一应用层D1./Z790.1.51:2001京纳配电城我波的配电自动化笫I部分：数据通信协议DMZ790.54:2004果纳限电线救波的配HI自动化第5-4部分：低层协议集.多数波调制（MO1.）协议GB/Z20177.1:2006限制网络1.ew1.roRKS技术规范：第1部分：办议规范GB/Z20177.2:2006限制网络U）W1.ORKS技术规范：第2都分；电力战信道规范3术语、定义和缩略语3.1 术语和定义IEC60350-300和IEC/TR262051界定的术语适用于本部分

5、，同步通讯：通讯时将帧访I练字头、同步帧头、数据体等很多字符组成一个信息组.字符按依次逐字节传怆：在每组信息（称为帧或报文的起先要加上同步字符,同步传输字符间不允许有间隙.3.2 缩略语ApD1.JApp1.ication1.ayerProtoco1.DataUnit应用层协议数据总元COSEMCOiiipdnionSpecificationforEnergyMetering能源计电配套规范DDestinationAddressD1.Data1.inkDMDisconnectModeDPD1.JData1inkProtoco1.DataUnitDSAPData1.inkServiceAcces

6、sPointDSD1.Data1inkServiceDataUnitFCSFraBeCheckSequenceHCSHeaderCheckSequenceHD1.CHigh-1.eve1.Data1.inkContro1.IInformationIFCInfonna1.ionFie1.dContro1.1.1.C1.ogic1.inkContro1.1.SAP1.1.Cs1.-1.ayerAccessPoint1.PD1.1.1.1.CProtoco1.DataUnit目的地址数据链断开方式（HD1.C帧的一种类型）数据随路协议数据单元数据链路服务接入点数据链路极务数据单元帧校险序列头校脸序列

7、高级数据链路限制信息（HD1.C帧的一种类型）信息域限制逻辑处路限制（子层UX子层服务接入点1.1.C处议数据的元1.SB1.eastSignificantBit最低有效位ISOU1.I.CServiceDataUnit1.1.C服务数据单元MACMediumAccessContro1.介质访问限制（子层MSBMostSignificantBit最高有效位MSDUMACServiceDataUnitYAC服务数匏单元C/RCo11三and/Response吩咐/响应PD1.iProtoco1.DataUnit协议数据单元PHPHsica1.1.ayer物理层PSDUPhisic1.1.ayer

8、ServiceDataUnit物理层服务数据单元RNRReceiveNotReady接收未就绪（HD1.C帧的一种类型）RPARepeaterAddress中继地址SASourceAddress源地址SAPServiceAccessPoint服务接入点SDUServiceDataUnit服务数据单元4概述4.1 1.1.C子层在面对连接的协议集中,1.1.C子层唯一的作用是保证一样的数据鞋路序址.1.1.C子层通过面对连接的YAC子层供应标准的无连接数掘取芬得1.1.C子层向服务运用层供应数据能路的连接/断开服务，用电C子层服务去实施这线限务“4.2 介质访W层MAC子层，数据链路层规范的主要

9、部分，以关于高级数据链跖限制过程为基础。本部分和原来的数据集路限制相比在寻址、差出爱护方面进行了简化：以满意对电能测量应用的要求,4.3 规箱方法数据流跖层子层用服务与协议规定。服务规范包含道捌接口旁边特定的子层与相邻的运用面对连接的程序的其他干层或层要求的眼芬服务是规定协议层之间通信的标准途径.服务供应者利用四种处理即服务保语（思求，指示，响应和确认），在用户间协调和管理通信，服务原语是一种抽象的UJ独立执行处理协议层之间定义的方法.5逻辑链路子层5.1 1.1.C子层的作用UX子层用作种协议选择案,立正的数据钺跖层连接是由MAC子层保证的。为了能筋建立数据琏路连接，1.1.C子层向服务用户

10、协议层供应透亮的MAC连接/断开眼务.5.2 1.1.C子层的服务规范定义了运用面对连接程序的用于用户服务设辑接口的1.1.C子层和MC子层的服务恩求,服务用户层把U.C千层服务看作数捌林路层服芬.本部分将这些服务称为数据混路层服务，并以前级“D1.”表示这些服务被运用.5.3 数据通信概述：图1所示为数据链路层向限务用户层供应的交换数据的数据通佶服务。主站/客户端服务应用层BqM,-JOWJ1.VIa数据连接层g-1.qQ10PUVi-54J,q物理层1.1.C子层MAC予层从站/服务器端图1数据琏路层向服务用户层供应的交换数据的数据通信服务除两个标准的恳求和指示服务外，限务器端还供应D1.

11、-RATA确认服务。5. 3.1D1.DATA,request功能当数据须要传送到对等层实体时.眼务用户层就要调用该原谱.服务介效原语的语义如下：D1.-DATA.request（Destination,1.SAP,（目的）Source_1.SAP,（源）DestinationMSAP,（目的）Source_MSAI（源）FrameJype,（Wi类型）Data（数据）Source1.SRP和DeStinatiOn1.SAP参数指定数据通信所涉及的本地和远程1.SAP；SOUrCeJdSAP和DestinationJISAP参数指定数据单元传给所涉及的本地和远程MSAP,远程MSAP可以是一个

12、独立地址或广播搀址。Fr;une_type参数向数据链路层指示应发送的FrnmC_type.客户机端的FraHetype变册是UI.服务器那有效的FraBejyPe变量是ICOMP1.ETE,和UkDaIa叁数包括被传送到对等层的眼务用户层办议数据单元（MSDU）4运用服务用户层实体调用D1.DATA,恳求原谱来恩求发送一个协议数据单元到一个对等应用实体：该原语的接收会给被接收到的1.SDU,并传遢给MAC子层通过调用MA-DATR恳求原语）6. 3.2D1.-DATA.indication功能这个原语用来将被接收到的数据从数据链路层输送到它的服务用户层。服务数一语的语义如下:D1.-DAT.

13、indication（DestinationISAP,（目的Source1.SAP,（源）Destination_MSAP,目的Source_MSAP,（源）FranIJtype,（帧类型Data（数据）DestinationISAP,Source1.SAP、DestinationMSAP,SourceMSAPFrametype、Data参数见.2。运用D1.DATA指示原语被用来向极务用户层实体指示从对等层实体接收到协议数据单元.接收到本地MAC子层发放的X1.bDATA.指示服务后，该原语就会生成.首先，I.1.C子层检查1.IjC地it.假如正确,它应从械接收的1.PD1.J中移走1.1

14、.C特殊域,并且在D1.-DATA指示服务原语的帮助下.将剩下的、适当格式化的1.SDU传递给服务用户协议层否则被接收的1.PD1.将被丢弃.7. 3.3R1.DATA.confirm功能该服务原语仅由服务器端供应，当该息求服务被调用，数据链路层生成此原语来向服务用户层指示从前被接收的D1.-DATA恳求驰务的结果。服务参数原语的语义如E：D1.DTA.confirmDestination_1.SAP,（目的）Source_1.SAP,（源）DestinationJISAP,（目的Source_MSAP,（源）Framejype,W1.类型Resu1.t（结果）地址参数跟D1.-DATA恳求明

15、务原语中的一样。FranIe_type参数指示所确认帧的类型.RCSUIt参数的值指示被接收的1.SDU的传输结果，该值可能是OK和NOK.期U1.i务器决的U.C子层利用该原语来向服务用户层指示接收到耿-I）ATA确认区语.8. 1.1.C子层的协议规范8.1EC子层规程是以UX类1为基础的，由班低协议困难度的数据就路供应数据道路无连接方式限务。1.1.C子层被用作一种协议选择器，而真正的数据链路层功能由MAC子层保证。标准U.C帧格K展示在图2中.目的（运端）1.SAP源（本地）1.SAP限制信息8bits8bits8或16bitsN8bits图2协议数据单元格式1.1.C子层应在服务用户

16、层与MAC子层之间透亮地传输信息域，当接收到来自服务用户协议层的DATA恳求服务调用时,假如有必要,1.1.C子层会把1.1.C特殊域添加到1.SDU.当米什MAC丁层的MAT）ATA指示服务时用被接收，它将检查并从被接收的I-PIH.去拣这些1.1.C特殊域,8.2 1.1.C协议数据单元（1.PDU）结构1.1.C子层唯一的作用就是选择眼务用户层协议，该选择是在DesIina1.ion_1.SAP地址基础上完成的.在COSEV模型中，由于UCQua1.ity参数置为0,保留为扩充目的,在此将其省略.1.PMJ格式见图3所示。U.C孙议数据单元说明如下：目的（远端）1.SP1.1.C-H层P

17、DU8bitsN8bits图3运用的1.1.C协议数据单元格式8.3 1.1.C子层的状态转换表出于1.1.C子层的角色仅限于仍议选择，其状态咕换图表非常简洁：初始化之后1.1.C子层进入自己唯一的稳定状态一一ID1.E状态.在经过任何可能发生的事务后应返回此状态。转换去略。9. MAC子层MAC子层，类似于1.1.C子层，供应了与U.C子层的接1.MAC子层的典型功能是将协议数据单元装配成帧，并供应同步和错误检查功能：KAC子层通过帧中维转发机制来解决电力或数据传输的问媪9.1 MAC子层的服务规范规定了XAC子层在与服务用户和物理层接口处供应的服务或所需的极务（运用无连接的规程）.采纳面时

18、连接过程所要求的服务.由于客户机端和服务器端的MAC子层是不同的，所以两端都要对各自的服务进行说明，9.2 数据通讯概述图4所示为MAC子层用I帧向服务用户层供应的与对等层进行数据交换的数据通信服务.范本上，对于数据交换服务，齐户机端和服务器端供应相同的服务集.然而除了两个标准的恳求和指示服务外，服务器端还供应一种MA-DATA确认册务,主站/客户跳WJ1QSp.GHe是不同的，客户机跳的彳i效Frame_IyPe有1COMP1.ETE,服务器端的彳i效Frametype有1.COMP1.ETE和UI.ata参数包括要被传输到对等层的协议数据单元，颗当有数据须要被传输到一个对等实体或多个对等实

19、体时,MA-DATA总来限分原语都可以被服务用户层实体调用.MA-DATA.indication功能这个原语用来符接收到的数据从MACf层传递给它的眼务用户层.JK务）效原语的语义如下：MDATA,indication（DestiriationJIS.AP,（目的）Source.MSI,.源）Framejype（帧类型）DaIa（数据）DestinationMSP,SourceMSAP参数规定数据单元传给所涉及的本地远程MSAP.FramejyPe参数向服务用户层指示接收到IID1.C帧的类型，在客户机端和魔务器端福有效的FrameJye有：1.COMP1.ETE和UKData参数包括接收自对

20、等层的服务用户层协议数据单元（MSDU）.运用DATA指示板从gC子层实体传递到服务用户层实体.MA-D.TA.confirm功能该服务假语仅在服务器端供应，限务器端MAC子层生成这个原语是为了指示用户服务层调用MA-DATNrcpues1.限务的结果；当从附恳求的MSDU被胜利发送给对等MAC子层.UVDATA.confime服务原语就会生成.服务”教原语的沿义如下：MADATA.confim（DestinationJISAP,（In的SoUrCe_MSAP.（源）Framejype（W1.类型）Resu1.t（结果）Ek-StinationMSAP和S。UrCeMSRP参数规定数据单元传输

21、所涉及的本地远程MSAP”ReSU1.t参数的值指出被接收的MSIHJ的传输结果,该值可能是OK和XOK.运用当MA-DATA型求服务被喝用，MAC子层指示从前被接收的MA-DATA思求服务的结果，7.3IiAC子层所用的物理层服务概述图5所示为物理层向MAC子层供应的服务，客户机端和服务器端都运川相同的JIU务集,MAC子层EJa08HdWGKQHdbn1.T615定义标准帧的简化形式1645：简化方式为省略D1./T615帧格式定义的“第一个帧起始字符68H”、D1./T645帧的“校验码CS,结束符1611h具体定义见下图说明:说明标准645帧定义简化1645帧起始符68H无地址域DAA

22、OAOA1.A1.A2A2A3A3A4A4A5A5帧起始符68H68H限制码CC数据长度域1.1.数据域DATADATA校验码CS无结束符16H无图12：对D1./T&45定义标准帧的简化1615信息域.9帧校验序列(FCS)域FCS域的长度是两个字节，用来计算除了前导符和FCS本身外的完整的幅长度，传输时低字节在前、拓字节在后.FCS的计算方法参照附录B.7.4.2YAC寻址.I地址结构助C地址采纳D1./T645定义,扩展为固定6字节地址：每个地址低字节在前.MAc地址的6字节地址结构见图13：地址字节1地址字节2地址字节3地址字节4地址字节5地址字节6图13:MAC地址的6字节地址结构.

23、2保刷特殊HD1.C地址地址OXBBBBBBBBBBBB被保留为集中器地址。信息传送吩咐和响应信息帧的功能是用于信息交换的目的,每一帧都含有信息字段.依据实现的功能划分,信息使可分为:正常吩咐帧、中维转发帧、响应帔。.1正常吩咐帧NCF与正常应答帧NRF正常吩咐帧是最底本的吩咐帧.主站主站向从站发送正常吩咐帧的目的是四求从站一个确认响应.当主站发送正常吩咐帧(NCF)完成时，井等待从站的应答帧，性如在定时时间(TOWAI1.RESP)内： 接收到XRF正常应答帧，将结束本次传输过程： 超时未接收到正常应答帧.结束本次传怆过程.从站假如从站正确接收到NCF正常吩咐帧后,向主站发送NRF正常应答帧

24、作为其晌应.当从站正确接收到NCF正常吩咐帧后，假如从站没有定义恳求的响应帧，则从站丢弃.2中继转发吩咐帧中继转发机制是解决电力战介质对信号传输特性影响的有效解决方案, 主站主站发送中继转发吩对帧的目的是通过路由节点向从站国求一个确认响应.当主站发送中继转发吩时帧(RFCF)完成时，启动型时定时器(Ti三eu1.Timer),并等待第一级路由节点的应答帧。假如在定时时间T0WIT.RESP)内：1)接收到NRF正常应答帧，将结束本次传输过程：2)超时未接收到正常应答帧，将结束本次传输过程， 从站假如从站正班接收到NCF正常吩咐帧后，向主站发送NRF正常应答帧作为其响应.当从站正确接收到NCF正

25、常吩时帧后，假如从站没有定义恳求的响应帧则从站丢弃. 中继转发路由节点行为中继转发路由节点行为有下行和上行帧转发两个过程.a)下行行为实现时主站或上一级路由节点发送的中继转发吩咐帧进行帧转发，并启动超时定时器TieOut_Timer),同时，等待从站或下一级跖由节点的正常响应恢：b)上行行为实现将接收到的从站或卜一级路由节点的正常响应帧向主站或上一级路由节点进行帧转发、并宓原其中继级数.说明；附录A：当“信息”域限制位B5:IFC=O时，即信息域为D1/T645定义标准帧的简化形式1645时，中继跖由转发过程示例,WA本附录为扩展中继后的吩时帧、响应帧格式（即集中器与致波MODEM间的通讯数据

26、格式）.当信息城运用D1./T645现约.经过集中内的“中维路由模块”处理后得到的“吩咐帧”（集中器通过中【I与我波MODEM通讯的）数据格式：“响应帧为我波XOm：Y通过小I】上传“集中者”的数据格式。其中各域的具体定义见“7.4MAC子层协议规范”，FCS校验的具体计算方式见附录B.A.1信思域为D1./T615的荷化形式1615时的中维路由转发流程（具有源地址的中维转发流程见如下图示说明RW为一的09Am帕中大城IIOIoo触K度27*1.I海掩见6BBH中中皤由曲RKI,RPAkRPwRPA2俏总城164，1.)A,.D6SHC1.1.1.DI1校依域HSI说明代码值等城WAFH帕格大

27、殴IIOI1.0B箱长收21MJ源地MRPA1.RBXU中淮蹄也弃RPAURPAn伯理域1645DA1.DA6BKC1.1.1.1.ATI校公酸E&町W侑8城WAFH“格式煌IIO1.IOC)BIStfiRPA%.RPA鼠例且域IM5DA.DA.M1.1.C1.1.1.DATAI依“城KSJ主站一级中堆站二级中级财H的站（发起站）RPAIRP2DA吩对帧下行呼应帧上行说明代码仪导域WAFH帕格式感IIOIOOIOB帧K度1X1.2MM：6BBH伯总艘IM5DMDNMHC21.2DATA2校於城FCS6MJ代“m9域09AFH帔吗大城IIOiaOOIB一度I5H.2漕HI加RPAI.,.RPAI

28、5由。域IM5D,DA.6KHC21.2DATA2校内域FCS5说明代码ttMWAFHM格式城IIOIOOOOB氏度I5U源地处RPA%Ra2,信电域1645DA4.DA(MiHC1.UDATA?校於0FVSq图AI具有源地址、1645倍总域的中继转发流程示意图A.2信总域为D1./T645的而化形式1645时的中海路由转发流程（省略源地址的中州转发流程见如卜图示）说明代四的分域WAFH鞘格式煌IKK1.101.1.)帧长度2B1.I中用络由丧RPA1.RP.XhRPA21RPA2x由。域IM5DA,DA.GKHC1.IJDATAI汝心城FCSI逆用代码道?MAFMM格我域I100100ib帧

29、长度I5*1.IMMhfi我RPA24.RBX2,伯刚域1645DA1.1.s6KHC1.1.1.DTI校心城HS2设明代眄Iw分域09AbH憾格C城I100!OCOfi帧长度91.I%g煌IM5DAnDA.MC1.1.1.DATAI依内城KSJ主站一级中继站二级中缴站目的站K4!i)RPAIRPA2BM长度9心由。坟1615DA,DA,6MI21.2DATA1.3UVFCS4图A2省略源地址、1645估息域的中维转发流程示意图附录B(资料性附录)快速帧校验序列(FCS计算，考虑设备实现的简洁性,选择CRC-16原型为用于NO。HtS总线CRC16计R通过以F方法财所有报文字带计为CRC16初

30、始化CRC(16位寄存器)为16*FFFF.将报攵从第1到最后一个字节循环开始：CRCXOR-CRC循环开始8次将CRC右移位如果输出位=1.WCRCXOR16#Aoo1.-CRC描环结束循环结束所获价的CRC将会被以先抵位后高位的班序发送(与ModRS帧中的武他数据不同).XOR=WA.具体实现算法的方式：算法一：unsignedintca1.ccrc(ucharcrcbuf,uintcrc)(uchari;crc=crccrcbuf：for(i=0;i1.：crc-crcfcx7fff：if(chk=1.)CrC=CrCOxhOO1;crc=crcfcxffff;)returncrc;)u

31、nsignedintchkcrc(uchar*buf,ucharIen)ucharhi,1.o;uinti;uin1.crc;CrC=OXFFFF;for(i-0;i1.en：i+)(crc=caIccrc(*buf,crc);buf+：)hi=crc%256;1.o=crc256:crc=(hi0x01.OxOt,0x01.0x42.QxCH.0x00.(hDataNunberCRC16UdWrdatai:ucharRO=Oxff;ucharR!=0xff:*FirxtDntnAddress,n/return:/SetCRC1.6High/SetCRC1.61.oWR1.=ROCRC_T：W

32、1.EJIi;RD=CRCJABu1.1.；)whi1.e(-n!三0)：returnR0*256R1.);1uchnrcode(：R.OxC1.,0x8h0x40.0x01.OxCO.0x80.OxI1.OxOO.OxC1.0x81.0xOxC1.0x810x40.OxO1.OxCO.OxHO.OxH.0x00.OxC1.OxK1.(h10.0x00.OxC1.0x81.0x40.0x01.OxCO,OxHO.OxI1.,OxOhOxCO.0x80,0x41.0x00.OxC1.,0x81.0x40,0x00.OxCh0x81.0x40OxO1OxCO.0x800x41,OxOO9OxC1.

33、0x81.0x40.OxO1.1.0x00.0x80.0x41.OxO1.aOxCOv0x0.0x41.OXOO,OxC1.OxB1.v0x40.0x00.OxC1.0x81.0x10.OxO1.OxCO,0x80,0x41.0x01.0x00.0x80.0x41.OOO.OxC1.0x81.OxIO.0x01.OxCO.0x80.0x41.0x00.OxC1.0x81,0x40,0x00.OxCJ.0x81.0x10,OxO1.OxCO.0x80,0x41.0x00,OxC1.OxSI.0x!0.0x01.OaCO.0x80.0x11,0x01.OxCO.OxO.0x41,0x00.OxC1.0x81.0x40.0x01.OxCO.0x80.0x41.0x00.OxC1.0x81.0x10,0x00.OxC1.,0x81.0x40,0x01,OxCO.OXW,Ox1.I.0x01.OxCOf0x80.Ox1.1.0x00.(KC1.0x81.OxOxOO.OxC1.0x81