基于DLMS/COSEM协议的智能电表设计

以下举例说明接口对象的程序实现,考虑单片机编译器只支持C语言编程,故设计用函数指针来实现类和对象。以有功电能接口对象为例,在图3所示的仪表模型中,有功电能用寄存器类封装,OBIS码就是寄存器类中的属性1:逻辑名。

4.2.2通信协议栈的实现

通信协议栈包括物理层、数据链路层和应用层三层。

(1)物理层的任务比较简单,包括连接管理、数据收发和与数据链路层接口三部分。它对应于通信系统的底层驱动部分。

(2)数据链路层包括提供链路传输服务的LLC子层和负责数据传输可靠性的MAC子层。链路层采用HDLC协议,它是一种透明数据传输协议。在DLMS/COSEM协议模型中,链路层负责数据传输可靠性,应用层处理用户数据信息。链路层程序流程图如图4所示。

(3)DLMS/COSEM应用层用一种抽象语法语言来描述。这样做极大的提高了协议的抽象性和通用性,有利于程序移植。应用层规定用抽象语法记法ASN.1来描述应用层数据帧,而应用层的APDU(应用协议数据单元)用编码规则BER和A-XDR来实现ASN.1语法。应用层作为协议栈的最上层,负责向COSEM应用进程提供服务,包括建立应用连接服务和接口对象用户数据信息服务,并使用低层支撑协议提供的服务。应用层程序流程图如图5所示。

通过以上的处理,在完成信息编码后形成的报文即可通过信道进行传输了。本电能表配置的是抄表系统常用的485总线和红外口。

5结论

利用本方法设计的电能表采用DLMSUA工作组提供的专用测试工具CTT进行符合性测试,结果显示其符合DLMS/COSEM协议要求,因此获得了DLMS UA工作组的认证,这也是国内第一块获得该认证的三相电能表。基于DLMS/COSEM的电能表的实现,改变了现阶段国内计量仪表不具有互操作性的缺点,必将推动国内自动抄表系统的进一步发展。

本文作者创新点:根据当前电能表要求设计了仪表模型,程序上利用C语言函数指针实现类和对象;利用分层方式实现了通信协议栈,产品通过了DLMS测试认证。

项目经济效益(200万)。