IEC62056技术文档-通信架构与协议

1、.：.；IEC62056 技术文档通讯架构与协议深圳市航天泰瑞捷电子修订记录版本日期作者备注范围：本文就IEC62056系列规范中涉及的通讯框架与协议进展阐明，便于协助开发工程师阅读、了解DLMS/COSEM通讯框架和协议。目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc12801 1 前言 PAGEREF _Toc12801 7 HYPERLINK l _Toc1916 1.1术语、定义与缩写 PAGEREF _Toc1916 7 HYPERLINK l _Toc30246 2范围 PAGEREF _Toc30246 9 HYPERLINK l _Toc28357 3

2、 简介 PAGEREF _Toc28357 10 HYPERLINK l _Toc16706 3.1 COSEM 通讯框架 PAGEREF _Toc16706 10 HYPERLINK l _Toc69 3.1.1 C/S 类型的操作，通讯协议集 PAGEREF _Toc69 10 HYPERLINK l _Toc28148 3.1.2 面向衔接(结合)的操作 PAGEREF _Toc28148 11 HYPERLINK l _Toc12284 3.2 COSEM 中的互操作性与互连性 PAGEREF _Toc12284 11 HYPERLINK l _Toc26365 3.3 互连性的保证：

3、协议识别效力 PAGEREF _Toc26365 12 HYPERLINK l _Toc24347 4仪表数据交换架构 PAGEREF _Toc24347 13 HYPERLINK l _Toc8719 4.1 引言 PAGEREF _Toc8719 13 HYPERLINK l _Toc3898 4.2 运用模型 PAGEREF _Toc3898 13 HYPERLINK l _Toc15824 4.3 通讯模型 PAGEREF _Toc15824 13 HYPERLINK l _Toc18233 4.4 DLMS/COSEM 效力器模型 PAGEREF _Toc18233 15 HYPER

4、LINK l _Toc17711 4.5 DLMS/COSEM 客户机模型 PAGEREF _Toc17711 16 HYPERLINK l _Toc12204 4.6 DLMS/COSEM 数据采集系统模型 PAGEREF _Toc12204 17 HYPERLINK l _Toc27207 4.7 访问需求 PAGEREF _Toc27207 18 HYPERLINK l _Toc5813 4.8 系统集成和表计安装 PAGEREF _Toc5813 19 HYPERLINK l _Toc23897 4.9 系统的移植过渡 PAGEREF _Toc23897 19 HYPERLINK l

5、_Toc17298 5用于面向衔接异步数据交换的物理层效力和规程 PAGEREF _Toc17298 20 HYPERLINK l _Toc18605 5.1 引言 PAGEREF _Toc18605 20 HYPERLINK l _Toc8062 5.2 效力 PAGEREF _Toc8062 20 HYPERLINK l _Toc83 5.2.1 效力清单 PAGEREF _Toc83 20 HYPERLINK l _Toc9959 5.2.2 效力的运用 PAGEREF _Toc9959 21 HYPERLINK l _Toc11553 5.2.3 效力定义 PAGEREF _Toc11

6、553 21 HYPERLINK l _Toc27908 5.3 协议 PAGEREF _Toc27908 23 HYPERLINK l _Toc13403 5.3.1 物理层协议数据单元 PAGEREF _Toc13403 23 HYPERLINK l _Toc3396 5.3.2 传输次序与特性 PAGEREF _Toc3396 23 HYPERLINK l _Toc27116 5.3.3 物理层操作规程描画 PAGEREF _Toc27116 23 HYPERLINK l _Toc319 5.4 举例：物理层效力原语和 Hayes 命令 PAGEREF _Toc319 28 HYPERL

7、INK l _Toc18712 6直接本地衔接 PAGEREF _Toc18712 32 HYPERLINK l _Toc18178 7用于 IP 网络的 COSEM 传输层 PAGEREF _Toc18178 34 HYPERLINK l _Toc4113 8 运用 HDLC 协议的数据链路层 PAGEREF _Toc4113 35 HYPERLINK l _Toc25330 8.1 Overview PAGEREF _Toc25330 35 HYPERLINK l _Toc15569 8.2 数据链路层规范概述 PAGEREF _Toc15569 35 HYPERLINK l _Toc24

8、991 8.2.1 LLC 子层 PAGEREF _Toc24991 35 HYPERLINK l _Toc7718 8.2.2 MAC 子层 PAGEREF _Toc7718 35 HYPERLINK l _Toc24881 8.2.3 描画方法 PAGEREF _Toc24881 35 HYPERLINK l _Toc477 8.3 LLC 子层 PAGEREF _Toc477 36 HYPERLINK l _Toc10082 8.3.1 LLC 子层的作用 PAGEREF _Toc10082 36 HYPERLINK l _Toc4451 8.3.3 LLC 子层的协议描画 PAGERE

9、F _Toc4451 43 HYPERLINK l _Toc12321 8.4 MAC 子层 PAGEREF _Toc12321 45 HYPERLINK l _Toc14427 8.4.1 本规范对 HDLC 所做的选择 PAGEREF _Toc14427 45 HYPERLINK l _Toc16962 8.4.2 MAC 子层的效力描画 PAGEREF _Toc16962 45 HYPERLINK l _Toc3321 8.4.3 MAC 子层所用的物理层效力 PAGEREF _Toc3321 51 HYPERLINK l _Toc17151 8.4.4 MAC 子层的协议描画 PAGE

10、REF _Toc17151 53 HYPERLINK l _Toc12323 MAC PDU和HDLC协议帧 PAGEREF _Toc12323 53 HYPERLINK l _Toc1541 MAC寻址 PAGEREF _Toc1541 54 HYPERLINK l _Toc2980 命令和呼应帧 PAGEREF _Toc2980 56 HYPERLINK l _Toc1891 规程的一些根本知识 PAGEREF _Toc1891 58 HYPERLINK l _Toc18172 8.5 FCS 的计算 PAGEREF _Toc18172 71 HYPERLINK l _Toc9637 8.

11、5.1 用于 FCS 计算的测试序列 29 PAGEREF _Toc9637 71 HYPERLINK l _Toc20356 8.5.2 快速 FCS 的实现 PAGEREF _Toc20356 71 HYPERLINK l _Toc26054 8.5.3 16-bit FCS 的计算方法 PAGEREF _Toc26054 71 HYPERLINK l _Toc30479 8.5.4 FCS 表发生器 PAGEREF _Toc30479 75 HYPERLINK l _Toc22519 8.6 数据链路层管理效力 PAGEREF _Toc22519 77 HYPERLINK l _Toc1

12、065 8.6.1 Overview PAGEREF _Toc1065 77 HYPERLINK l _Toc11074 8.6.2 数据链路层管理效力的定义 PAGEREF _Toc11074 79 HYPERLINK l _Toc10651 9 COSEM 运用层 PAGEREF _Toc10651 81 HYPERLINK l _Toc12174 9.1 简介 PAGEREF _Toc12174 81 HYPERLINK l _Toc18157 9.1.1 描画方法 PAGEREF _Toc18157 81 HYPERLINK l _Toc16538 9.1.2 运用层构造 PAGERE

13、F _Toc16538 81 HYPERLINK l _Toc8683 9.1.3 效力描画 PAGEREF _Toc8683 82 HYPERLINK l _Toc10718 9.1.4 协议层管理效力 PAGEREF _Toc10718 84 HYPERLINK l _Toc2438 9.1.5 协议描画 PAGEREF _Toc2438 84 HYPERLINK l _Toc21114 9.2 COSEM 运用层 效力定义 PAGEREF _Toc21114 85 HYPERLINK l _Toc5253 9.2.1 全部效力 PAGEREF _Toc5253 85 HYPERLINK

14、l _Toc14749 9.2.2 AA 建立与释放 PAGEREF _Toc14749 85 HYPERLINK l _Toc731 9.2.3 特殊的 AA PAGEREF _Toc731 86 HYPERLINK l _Toc20224 9.2.4 数据通讯 PAGEREF _Toc20224 86 HYPERLINK l _Toc16037 9.2.5 客户机 COSEM 运用层效力 PAGEREF _Toc16037 87 HYPERLINK l _Toc20591 9.2.6 效力器 COSEM 运用层效力 PAGEREF _Toc20591 101 HYPERLINK l _To

15、c8727 9.2.7 COSEM 运用层效力和效力参数总结 PAGEREF _Toc8727 108 HYPERLINK l _Toc23674 9.3 COSEM 运用层协议描画 PAGEREF _Toc23674 111 HYPERLINK l _Toc4585 9.3.1 客户机端控制功能 CF 的形状定义 PAGEREF _Toc4585 112 HYPERLINK l _Toc11201 9.3.2 效力器端 CF 的形状定义 PAGEREF _Toc11201 113 HYPERLINK l _Toc14332 9.3.3 用于 AA 建立/释放的协议 PAGEREF _Toc1

16、4332 114 HYPERLINK l _Toc11634 特殊AA的建立 PAGEREF _Toc11634 116 HYPERLINK l _Toc18510 AARQ和AARE APDUs PAGEREF _Toc18510 116 HYPERLINK l _Toc26869 组织用于AA建立的参数 PAGEREF _Toc26869 118 HYPERLINK l _Toc19067 反复的COSEM-OPEN.request效力调用 PAGEREF _Toc19067 119 HYPERLINK l _Toc21992 AA的释放 PAGEREF _Toc21992 119 HYP

17、ERLINK l _Toc29787 注册的COSEM名 PAGEREF _Toc29787 122 HYPERLINK l _Toc9408 9.3.4 数据通讯协议 PAGEREF _Toc9408 126 HYPERLINK l _Toc18049 9.4 COSEM 数据类型定义 PAGEREF _Toc18049 HYPERLINK l _Toc1502 9.4.1 COSEM APDUs PAGEREF _Toc1502 HYPERLINK l _Toc24988 9.4.2 ACSE APDUs PAGEREF _Toc24988 140 HYPERLINK l _Toc1070

18、5 9.4.3 有用的类型 PAGEREF _Toc10705 143 HYPERLINK l _Toc1043 9.4.4 xDLMS-Initiate.request/response/ConfirmedServiceError PDUs PAGEREF _Toc1043 150 HYPERLINK l _Toc19738 9.4.5 一致性块 PAGEREF _Toc19738 151 HYPERLINK l _Toc22866 9.4.6 用于数据通讯的 APDUs 的定义 PAGEREF _Toc22866 153 HYPERLINK l _Toc29364 9.5 xDLMS 运用

19、效力元素 ASE PAGEREF _Toc29364 160 HYPERLINK l _Toc20637 9.5.1 引言 PAGEREF _Toc20637 160 HYPERLINK l _Toc19495 9.5.2 DLMS 一致性 PAGEREF _Toc19495 160 HYPERLINK l _Toc8041 9.5.3 用于 COSEM 的 DLMS 扩展 PAGEREF _Toc8041 160 HYPERLINK l _Toc757 9.6 在不同的通讯协议集中运用 COSEM 运用层 PAGEREF _Toc757 162 HYPERLINK l _Toc29575 9

20、.6.1 通讯协议集特定的元素 PAGEREF _Toc29575 162 HYPERLINK l _Toc30365 9.6.2 三层面向衔接基于 HDLC 的通讯协议集 PAGEREF _Toc30365 164 HYPERLINK l _Toc15274 9.7 AARQ 和 AARE 编码举例 PAGEREF _Toc15274 171 HYPERLINK l _Toc23432 AARQ-apdu:= APPLICATION 0 IMPLICIT SEQUENCE PAGEREF _Toc23432 171 HYPERLINK l _Toc24842 9.7.1 xDLMS-Init

21、iate.request PDU 编码举例 PAGEREF _Toc24842 172 HYPERLINK l _Toc19106 9.7.2 未运用 ACSE 平安机制的 AARQ APDU 编码举例 PAGEREF _Toc19106 173 HYPERLINK l _Toc25394 9.7.3 运用低级别认证的 AARQ APDU 的编码举例 PAGEREF _Toc25394 175 HYPERLINK l _Toc3688 9.7.4 运用高级别认证的 AARQ APDU 的编码举例 PAGEREF _Toc3688 176 HYPERLINK l _Toc3906 9.7.5 A

22、ARE APDU 的编码举例(胜利的情况) PAGEREF _Toc3906 177 HYPERLINK l _Toc8625 9.7.6 xDLMS-Initiate.response PDU 的编码举例 PAGEREF _Toc8625 177 HYPERLINK l _Toc5667 9.7.7 未运用平安或运用低级别平安的 AARE APDU 的编码举例 PAGEREF _Toc5667 179 HYPERLINK l _Toc95 9.7.8 运用高级别平安的 AARE APDU 的编码举例 PAGEREF _Toc95 181 HYPERLINK l _Toc8580 9.7.9

23、AARE APDU 编码举例(失败情况 1) PAGEREF _Toc8580 183 HYPERLINK l _Toc32410 9.7.10 AARE APDU 编码举例(失败情况 2) PAGEREF _Toc32410 185 PAGE 194前言1.1术语、定义与缩写AbbreviationExplanationAA运用结合Application AssociationAARE运用结合呼应Application Association ResponseAARQ运用结合恳求Application Association RequestACSE运用控制效力元素Application Co

24、ntrol Service ElementAE运用实体Application EntityAP运用进程Application ProcessAPDU运用层协议数据单元Application Layer Protocol Data UnitAPI运用编程接口Application Programming InterfaceARP地址解析协议Address Resolution ProtocolASE运用效力元素Application Service ElementASO运用效力对象Application Service ObjectATM异步传输方式Asynchronous Transfer M

25、odeA-XDR调整的扩展数据表示Adapted Extended Data Representationbase_name基名，对应于COSEM对象第一个属性(“逻辑名)的短名BER根本编码规那么Basic Encoding RulesCF控制功能Control Functionclass_id类标识Class identification codeclient恳求效力的站，通常为主站A station, asking for services. Normally the master stationf.confirm效力原语CO面向衔接的Connection-orientedCOSEM能源

26、计量配套规范Companion Specification for Energy MeteringCOSEMInterfaceObjectCOSEM接口对象，是COSEM接口类的一个实例An instance of a COSEM Interface ClassCOSEM_on_IP基于TCP-UDP/IP的COSEM通讯协议集The TCP-UDP/IP based COSEM communication profileDCE数据通讯设备( 通讯接口或modem)Data Communication Equipment (communications interface ormodem)DC

27、S数据采集系统Data Collection SystemDISCDisconnect (a HDLC frame type)DLMS设备言语报文规范Device Language Message SpecificationDM断开方式(一个HDLC帧类型)Disconnected Mode (a HDLC frame type)DPDU数据链路协议数据单元Data Link Protocol Data UnitDSAP数据链路效力接入点Data Link Service Access PointDSDU数据链路效力数据单元Data Link Service Data UnitDTE数据终端设

28、备(计算机、终端或打印机)Data Terminal Equipment (computers, terminals or printers)FCS帧校验序列Frame Check SequenceFDDI光纤分布式数据接口Fibre Distributed Data InterfaceFRMR帧回绝(一个HDLC帧类型)Frame Reject (a HDLC frame type)FTP文件传输协议File Transfer ProtocolGMTGreenwich Mean TimeGSMGlobal System for Mobile communicationsHCS头校验序列Hea

29、der Check SequenceHDLC高级数据链路控制High-level Data Link ControlHHU手持单元 Hand Held UnitHLS高级别平安 High Level Security超文本传输协议 Hypertext Transfer ProtocolI信息(一个 HDLC 帧类型)Information (a HDLC frame type)IC接口类 Interface ClassIETFInternet Engineering Task Force.ind.indication 效力原语IP互联网协议 Internet ProtocolLAN局域网 Lo

30、cal Area NetworkLLC逻辑链路控制(子层)Logical Link Control (Sub-layer)LLS低级别平安 Low Level SecurityLSAPLLC 子层效力接入点LPDULLC 协议数据单元LSB最低有效位 Least Significant BitLSDULLC 效力数据单元m强迫 mandatory, used in conjunction with attribute and method definitionsMAC媒介访问控制(子层)Medium Access Control (sub-layer)masterCentral station

31、 - station which takes the initiative and controls the data flowMIB管理信息库 Management Information BaseMSAPMAC 子层效力接入点(这里等同于 HDLC 地址)MSB最高有效位 Most Significant BitMSC音讯序列图 Message Sequence ChartMSDUMAC 效力数据单元 Service Data UnitNDM正常断开方式 Normal Disconnected ModeNRM正常呼应方式 Normal Response ModeN(R)接纳序列号 Rece

32、ive sequence NumberN(S)发送序列号 Send sequence Numbero可选项 optional, used in conjunction with attribute and method definitionsOBIS对象标识系统 Object Identification SystemOSI开放系统互联 Open System InterconnectionPARPositive Acknowledgement with RetransmissionPDU协议数据单元 Protocol data unitP/F查询/终了 Poll/FinalPH物理层 Phy

33、sical LayerPHPDUPH PDUPHSDUPH SDUPSDU物理层效力数据单元 Physical layer Service Data UnitPSTNPublic Switched Telephone NetworkPPP点对点协议 Point-to-Point ProtocolRARP反向地址解析协议 Reverse Address Resolution Protocol.req.request 效力原语.res.response 效力原语RLRE运用结合释放呼应Application Association Release ResponseRLRQ运用结合释放恳求Appli

34、cation Association Release RequestRNR接纳未就绪(一个HDLC帧类型)Receive Not Ready (a HDLC frame type)RR接纳就绪(一个HDLC帧类型)Receive Ready (a HDLC frame type)SAP效力接入点Service Access PointSDU效力数据单元Service Data UnitSNMP简单网络管理协议Simple Network Management ProtocolSNRM置正常呼应方式(一个HDLC帧类型)Set Normal Response Mode (a HDLC frame

35、 type)serverA station, delivering services. The tariff device (meter) is normally the server, delivering the requestedvalues or executing the requested tasks.slaveStation responding to requests of a master station. The tariff device (meter) is normally a slave station.TCP传输控制协议Transmission Control P

36、rotocolTWA双向交替Two Way AlternateUA无编号确认(一个HDLC帧类型)Unnumbered Acknowledge (a HDLC frame type)UDP用户数据报协议User Datagram ProtocolUI无编号信息(一个HDLC帧类型)Unnumbered Information (a HDLC frame type)UNC不平衡任务正常呼应方式类Unbalanced operation Normal response mode ClassUSS无编号发送形状Unnumbered Send StatusVAA虚拟运用结合Virtual Applic

37、ation AssociationV(R)接纳形状变量Receive state VariableV(S)发送形状变量Send state VariableWPDU封装协议数据单元Wrapper Protocol Data UnitxDLMS-ASE扩展的DLMS运用效力元素Extended DLMS Application Service Element2范围IEC62056 由相对独立的 2 个部分组成：数据模型和通讯协议。 数据模型(COSEM 对象和数据标识)运用通用构件(COSEM 接口类)来定义计量设备的复杂功能，它所定 义的是计量仪表呈如今通讯接口上的功能。这个模型 并不涉及仪表

38、内部与详细实现相关的内容。通讯协议规定如何访问数据和进展数据交换。COSEM 规范遵照如图 1所示的三步方案：1：仪表建模 - 仪表模型和数据标识(数据模型)；2： 音讯映射 - 将模型映射为协议数据单元 PDU；3：通讯传输 - 将数据字节串经过信道传输。计量领域特定的接口对象由COSEM规范定义(IEC62056-62C)； ,d ,d 辑名(OBIS 代码，IEC62056-61)来标识 COSEM 对象。可以经过 运用层的 音讯效力 来访问和 运用 COSEM 对象的属性和方法；协议的低层(数据链路层、传输层和物理层)传输信 息；运用层、数据链路层、传输层和物理层在本文中 描画；符合性

39、测试：参见 DLMS UA 1001-1 规范“COSEM符合性测试过程；术语解释见“IEC62056 术语定义与缩写。图1COSEM的三步方案：仪表建模 - 音讯映射 - 通讯传输3简介3.1 COSEM 通讯框架3.1.1 C/S 类型的操作，通讯协议集运用 COSEM 接口对象模型与计量设备进展的通讯基于客户机/效力器(C/S)架构。通常计 量设备作为效力器，呼应客户机的恳求，提供各种被恳求的效力；数据采集主机为客户机， 可以是手持单元 HHU 和各种抄表与管理运用系统主机等，向效力器恳求需求的效力。这些效力是经过客户机和效力器运用进程(AP)间的音讯交换(SERVICE.request

40、/.responses)提供的，如图 2所示。客户机运用SERVICE.requestSERVICE.response效力器运用(COSEM 设备)图 2 COSEM 中的客户机/效力器(C/S)通讯架构由于客户机和效力器的运用进程处于不同的设备中，它们之间的音讯交换需求依托通讯 协议的支持来完成。如图 3 所示。图 3 经过通讯协议进展音讯交换 通讯协议通常是分层构造的，客户机和效力器的 COSEM 运用运用最高协议层即运用层的效力，因此运用层是独一包含COSEM专属元素的协议层。这种COSEM专属元素称作 xDLMS_ASE 。一切与 COSEM 接口对象相关的效力 xDLMS 运用协议，

41、均由xDLMS_ASE 提供。其它协议层独立于COSEM 模型，因此COSEM 运用层可以置于各种低层协议栈的顶部，如图 4。图 4 各种低层协议栈顶部的 COSEM 运用层一个完好的协议栈，包括运用层、物理层和介于其间的一切协议层，称作一个通讯协议 集(communication profile)。一个通讯协议集由其所包含的协议层、它们的参数、以及包含于运用层中的 ACSE的类型(面向衔接的，或无衔接的)来表征。3.1.2 面向衔接(结合)的操作xDLMS 运用协议是一个面向衔接的协议，也就是说，客户机和效力器的运用进程只需在 曾经结合(运用结合可以以为是运用层次上的衔接)的情况下才干运用

42、xDLMS_ASE 的效力。因 此，一个通讯会话由三个阶段组成：建立衔接、数据通讯、释放衔接。如图 5 所示。客户机运用效力器运用阶段 1：建立衔接阶段 2： 数据通讯阶段 3： 释放衔接图 5 面向衔接的环境中的一次完好的通讯会话在DLMS/COSEM 环境中，经过运用规范ACSE的结合恳求/呼应效力来建立运用结合 (AA)。而对于一些很简单的设备、单向通讯设备、以及多播和广播，也允许预先建立运用结合，对于这样的结合当然无需运用 ACSE效力：完好的通讯会话仅包含数据通讯阶段(可以以为“建立衔接阶段已在过去某个时候完成)。3.2 COSEM 中的互操作性与互连性IEC62056 试图以一个规

43、范满足一切电能仪表与相关系统的运用要求，将兼容性、独立性、扩展性作为其实现目的。兼容性：要求不同厂商的产品可以相互兼容，新开发的产品与现存产品库存产品和在运用产品兼容；独立性：要求产品与通讯介质和制造厂商无关，这就 要求在各种运用、各种介质的通讯系统中不同厂商的产品都能和客户端系统进展互操作；扩 展性：要求可以对现存系统很容易地进展扩展，这就要求产品具备即插即用特性，从而降低 投资减少系统配置开销。在 COSEM 环境中，效力器与客户机运用进程之间的互操作性和互连性是仪表数据交换的 根底也是产品兼容性、独立性、可扩展性的保证。互操作性是针对运用层面而言的，而互连 性那么是针对协议层面而言的。为

44、了使一个效力器和客户机之间具有互操作性，必需保证双方处于一样的运用结合环境 中，可以运用 COSEM 运用层中规范的面向衔接的 ACSE 效力协商建立运用结合，一旦运用 结合建立以后双方即在商定好的结合环境中进展数据交换。商定的结合环境包括认证机制、 可用的 xDLMS 效力以及其它参数等。一个客户机可以和一个效力器建立运用结合，也可以和 多个具有不同运用上下文环境即具有不同的认证机制、不完全一样的 xDLMS 效力等的不同服 务器建立运用结合，例如一个客户机可以与一个具有短名SN援用的 xDLMS 环境的效力 器建立运用结合，同时与另一个具有逻辑名LN援用的 xDLMS 环境的效力器建立运用

45、联 结，这两个效力器均可以与客户机进展互操作。为了可以进展数据交换，效力器与客户机的运用进程之间还要可以互连并处于互连形状。 在建立运用结合之前，效力器与客户机的运用进程之间必需曾经互连，这要求需求衔接的各 个对等的协议层之间均处于衔接形状。原理上，只需双方运用同样的通讯协议集就可以实现 互连，在 COSEM 中，提供了协议识别效力来保证这种互连性的实现。3.3 互连性的保证：协议识别效力效力器与客户机之间的运用结合总是由客户机发起建立，但有时客户机运用进程并不知 道某个未知效力器所运用的通讯协议集，例如在系统中新安装了一个仪表，这时客户机必需 获得关于该仪表效力器所实现的通讯协议集的信息。C

46、OSEM 运用层协议识别效力提供了 实现这一目的的手段，这是一个可选的运用层效力，它可以使客户机在建立物理衔接之后获 得相应效力器中所实现的协议集的有关信息。协议识别效力直接运用物理层的数据通讯效力， 而旁路掉协议的其他部分，这是协议识别效力可以得以实现的前提条件。 协议识别效力是一个可选效力，不是必需的。识别效力应是物理衔接建立后的第一个效力。只能由抄表主站发起。本系统中采用的协议识别恳求为一个字节0 x20，集中器的呼应为4 个字节0 x00 0 x04 0 x01 0 x00。效力端在物理衔接建立之后，假设接纳到的第一段数据长度小于3，那么进入协议识别检测形状，假设该数据长度为1，且为0

47、 x20，那么以为该段数据为协议识别数据。假设长度为2，且第一个字节为0 x20，那么丢弃数据，依然停留在物理衔接建立后的初始阶段，对下一段数据依然进展协议识别检测。假设长度大于3，跳过协议识别阶段。协议识别效力后其后就不再对其进展协议识别，进入数据通讯阶段。4仪表数据交换架构4.1 引言该部分引见基于 DLMS/COSEM 的计量设备和数据采集系统(DCS)的简化模型，并简要介 绍运用基于 DLMS/COSEM 的系统如何满足市场在数据交换方面的需求。4.2 运用模型DLMS/COSEM 将计量设备模型化为一个物理设备中的一系列逻辑设备，每个逻辑设备包 含该计量设备呈如今通讯接口上的一个功能

48、子集，而各种功能那么用 COSEM 接口对象来建模。数据采集系统被模型化为一系列的运用进程，每个运用进程能够具有不同的功能角色和 访问权限由计量设备授予的。注：各运用进程可以运转于一个或几个物理设备中计量设备：效力器逻辑设备 #01 管理逻辑设备 COSEM 对象逻辑设备 #02COSEM 对象逻辑设备 #03COSEM 对象数据采集系统：客户机运用进程#01公共客户机运用进程#02运用进程#03图 6 数据采集系统和计量设备的 DLMS/COSEM 运用模型上图中，公共客户机运用进程和管理逻辑设备具有特殊作用，它们是必需的，而其它的 运用进程和逻辑设备那么可以根据详细实现情况选用。4.3 通

49、讯模型数据采集系统与计量设备间的数据交换是基于 C/S 方式的，客户机向效力器恳求需求的 效力，效力器那么提供其具备的各种效力。一个客户机可以与一个或多个效力器同时交换数据； 一个效力器也可以与一个或多个客户机同时交换数据。效力器之间不能相互交换数据。 注：一个物理设备中的逻辑设备之间也答应以进展数据交换，同样地，一个客户机的运用进程间或不同客户机的运用进程间的数据交换也是能够的，但这些数据交换不属于本规范所要讨论的范围。图 7 DLMS/COSEM 中的通讯协议集模型DLMS/COSEM 采用分层通讯协议，每层都为其上层提供效力并运用其支撑层的效力。分 层的数目和类型那么因所用的通讯媒介而异

50、。顶层是 COSEM 运用层，向 COSEM 运用进程(AP)提供效力。给定一套协议层，用 COSEM 运用层作顶层，就组成了一个 COSEM 通讯协议集。一个设备可以支持多个通讯协议集，使得利用各种媒介进展数据交换成为能够，至于要用哪个通讯协议集那么由客户端 AP 决议。目前规范了以下通讯协议集：3层面向衔接的基于 HDLC 的通讯协议集。包括 COSEM 运用层、基于 HDLC 的数据链路层和用于面向衔接的异步数据交换的物理层。它支持遵照 IEC62056-21 的光端口或电端口本 地数据交换、租用线路、PSTN 或 GSM 网络。基于 TCP-UDP/IP 的通讯协议集。这些通讯协议集支

51、持基于各种物理媒介的互联网数据交换，如以太网、ISDN、GPRS、PSTN 或运用 PPP 的 GSM 等等。在这些通讯协议集中，COSEM 运用层由 COSEM传输层支持，包括协议封装和互联网 TCP 或 UDP 协议。低层协议可以根据 所用媒介来选择，由于 TCP-UDP 层会隐藏它们的特殊性。可以很容易的开发出支持其它媒介的通讯协议集，如：(1)双绞线：a)采用基带信号方式(MBus、prEN 57-2)；b)采用载波信号方式(EURIDIS、IEC 62056-31)。(2)电力线载波(PLC)。在 DLMS/COSEM 中，运用层的数据交换总是面向衔接的：为了可以进展运用数据交换，必

52、需在客户机 AP 与效力器逻辑设备间建立一个运用层的衔接，称作运用结合(AA)。这是运用层中面向衔接的 ACSE 的义务。在发起建立一个 AA 之前，客户机和效力器端协议栈的对等物理层之间必需曾经衔接，而中间协议层那么不一定，每个需求衔接的协议层可以支持一个或同时支持多个衔接。一旦需求的 AA 曾经建立，就可以进展运用数据交换了，数据交换是经过访问 COSEM 接口对象的属性和方法来进展的，这是 xDLMS-ASE 的义务。数据交换终了后，必需释放 AA。4.4 DLMS/COSEM 效力器模型图 8 中左边的计量设备包含 n个逻辑设备，运用 3层面向衔接的基于 HDLC 的通讯协议 集。CO

53、SEM 运用层由基于 HDLC 的数据链路层支持，其主要作用是提供对等层间的可靠数据传输，同时提供对逻辑设备的寻址，详细的寻址方式是：每个逻辑设备绑定到一个 HDLC地 址，而管理逻辑设备总是绑定到 HDLC 地址 0 x01。为了允许创建 LAN 以便位于给定计量站点的几个计量设备可以经过一个接入点来访问，数据链路层还提供了另一个地址：物理地址。 逻辑设备地址也称作高 HDLC 地址，而物理设备地址也称作低 HDLC 地址。支持数据链路层的物理层提供客户机和效力器物理设备间的串行比特流传送，允许运用各种接口，如 RS232、 RS485、20mA 电流环等等，经过 PSTN 和 GSM 网络

54、等传送数据。图 8 中右边的计量设备包含 m个逻辑设备，运用基于 TCP-UDP/IP 的通讯协议集，COSEM 运用层由 COSEM 传输层支持，包括互联网 TCP 或 UDP 层和一个协议封装单元。协议封装单 元的主要作用是将 COSEM 运用层提供的 OSI 类型的效力集变换为 TCP 和 UDP 功能调用，或 反之将 TCP 和 UDP 功能调用变换为 OSI 类型的效力集提供应 COSEM 运用层。它还提供逻辑 设备的寻址，将它们绑定到一个效力接入点(SAP)，称作协议封装端口，而管理逻辑设备总是被绑定到协议封装端口 0 x01。协议封装单元还提供关于传送的 APDU长度信息，以便对

55、等层识别 APDU 的终了，TCP 的流特性使得这一点显得很必要。经过这个协议封装单元，COSEM运用层被绑定到一个 TCP 或 UDP 端口号，它将用于 DLMS/COSEM 协议和运用。TCP 和 UDP 层的运用使得集成其它的互联网运用(如 FTP 或 ) 成为能够，只需分别绑定到各自的规范端口就行了。TCP 层由 IP 层支持，而 IP 层那么可以由恣意的低层协议集提供支持，这依所用的通讯媒介 而定(例如：以太网、PPP、IEEE802 等等)。图 8DLMS/COSEM 效力器模型显然，在一个效力器中可以实现几个通讯协议集，由不同的低层协议集来对共同的 COSEM 运用层提供支持。这

56、就允许效力器经过各种不同的通讯媒介与不同运用结合的客户机交换数据，其构造与下面引见的 DLMS/COSEM客户机模型类似。4.5 DLMS/COSEM 客户机模型在这个模型中，COSEM 运用层要么由基于 HDLC 的数据链路层提供支持，要么由 COSEM 传输层提供支持，由 AP 决议。与效力器端不同的是，HDLC 层只提供一级寻址，即每个 AP 的 SAP。 客户机 AP和效力器的逻辑设备均由它们的 SAP 来标识，因此，客户机和效力器 AP间的AA 可以由一对 SAP(客户机 SAP 和效力器 SAP)来标识。 COSEM 运用层有能够支持一个或同时支持多个运用结合。同样，低层有能够支持

57、与对等层间的多个衔接。这意味着客户机和效力器间可以同时经由不同的端口和通讯媒介进展数据交换。图 9 运用多协议栈的 DLMS/COSEM 客户机模型4.6 DLMS/COSEM 数据采集系统模型图 10 中的计量站点 1 的计量设备运用基于 TCP-UDP/IP 的通讯协议集，并且衔接到以太 局域网 LAN，另外还安装了一个本地数据采集系统(DCS)。每个物理设备有本人的 IP地址， 计量站点的入口与 LAN的入口一样。可以经过互联网远程访问仪表，也可以经过本地 DCS 或 HHU 在本地访问仪表。在光口上，计量设备可以运用 3 层面向衔接的基于 HDLC 的通讯协 议集或采用 PPP 的基于

58、 TCP-UDP/IP 的通讯协议集来通讯。在计量站点 2 的计量设备运用 3 层 CO 基于 HDLC 的通讯协议集。为了可以经过一个 WAN 接入点来访问仪表，它们衔接至一个总线如 RS485。LAN 中物理设备的地址由其低 HDLC 地 址提供。由于 RS485 没有提供处置总线碰撞的协议，客户机只能一个一个地与 LAN 中的效力 器交换数据，也即总线仲裁的义务由客户机执行。LAN 的接入点是一个具有 RS485 接口的调 制解调器，其地址由 WAN提供(可以是 PSTN 或 GSM 网)。对于本地数据交换，可以使 用一个便携 DCS 直接衔接到 RS485 总线上。这种情况下，在本地数

59、据采集通讯期间，不能进展远程访问。与计量站点 1 一样，可以用 HHU 进展直接本地数据交换。也可以采用其它的 LAN 类型，如：MBus(prEN 57-2)、Euridis(IEC 62056-31)、PLC。 图中的 2个远程采集系统是一致的，它们都可以经由互联网或 PSTN/GSM WAN 访问 2个计量站点。运转客户机 AP 的物理设备的地址由 WAN 提供。AP地址仅标识客户机类型，例如，地址 0 x10 是每个 DCS 中公共客户机的地址。图 10 DLMS/COSEM 仪表数据采集系统模型虽然在 C/S 环境中的数据交换通常由客户机发起，但 DLMS/COSEM 扩展了一种非

60、C/S 方式的通讯效力：“突发事件报告效力。其目的是为了使仪表效力器可以在未被恳求的 情况下自动向主站客户机上报突发事件，如新安装仪表、电源缺点及各种报警信息等。4.7 访问需求DLMS/COSEM 满足以下数据交换的访问需求：允许多方(多个数据采集系统 DCSs)访问计量数据；允许与一个计量站点的一个或多个计量设备交换数据；在一个计量站点有多个计量设备的情况下，可以运用一个接入点；可以与计量设备进展远程或本地数据交换；根据计量设备的资源情况(资源允许的话)，本地和远程数据交换可以互不干扰地同时进 行；可以在 LAN 和 WAN 中运用各种通讯媒介；提供了认证机制来控制对数据的访问，这些机制由