基于DLMS/COSEM協議的智能電表設計

以下舉例說明接口對象的程序實現,考慮單片機編譯器只支持C語言編程,故設計用函數指針來實現類和對象。以有功電能接口對象為例,在圖3所示的儀表模型中,有功電能用寄存器類封裝,OBIS碼就是寄存器類中的屬性1:邏輯名。

4.2.2通信協議棧的實現

通信協議棧包括物理層、數據鏈路層和應用層三層。

(1)物理層的任務比較簡單,包括連接管理、數據收發和與數據鏈路層接口三部分。它對應于通信系統的底層驅動部分。

(2)數據鏈路層包括提供鏈路傳輸服務的LLC子層和負責數據傳輸可靠性的MAC子層。鏈路層采用HDLC協議,它是一種透明數據傳輸協議。在DLMS/COSEM協議模型中,鏈路層負責數據傳輸可靠性,應用層處理用戶數據信息。鏈路層程序流程圖如圖4所示。

(3)DLMS/COSEM應用層用一種抽象語法語言來描述。這樣做極大的提高了協議的抽象性和通用性,有利于程序移植。應用層規定用抽象語法記法ASN.1來描述應用層數據幀,而應用層的APDU(應用協議數據單元)用編碼規則BER和A-XDR來實現ASN.1語法。應用層作為協議棧的最上層,負責向COSEM應用進程提供服務,包括建立應用連接服務和接口對象用戶數據信息服務,并使用低層支撐協議提供的服務。應用層程序流程圖如圖5所示。

通過以上的處理,在完成信息編碼后形成的報文即可通過信道進行傳輸了。本電能表配置的是抄表系統常用的485總線和紅外口。

5結論

利用本方法設計的電能表采用DLMS UA工作組提供的專用測試工具CTT進行符合性測試,結果顯示其符合DLMS/COSEM協議要求,因此獲得了DLMS UA工作組的認證,這也是國內第一塊獲得該認證的三相電能表。基于DLMS/COSEM的電能表的實現,改變了現階段國內計量儀表不具有互操作性的缺點,必將推動國內自動抄表系統的進一步發展。

本文作者創新點:根據當前電能表要求設計了儀表模型,程序上利用C語言函數指針實現類和對象;利用分層方式實現了通信協議棧,產品通過了DLMS測試認證。

項目經濟效益(200萬)。