集中器与下行通信模块本地接口.docx

1、集中器与下行通信模块本地接口集中器与下行通信模块本地接口-作者：-日期：国家电网公司企业标准Q/GDW XXX-200X 电力用户用电信息采集系统通信协议集中器与下行通信模块本地接口power user elecro energy data acquire systemcommunication protocol local interface of concentrator downward and down communication module（2009年3月） 200X-XX-XX发布 200X-XX-XX实施中华人民共和国国家电网公司 发布目 次前言随着电力用户用电信息采集系统建设

2、的推进，各种类型的采集终端在国家电网公司范围内得到大量的应用。为了满足电力用户用电信息采集系统的大规模建设、运行、维护的需要，有必要制订采集终端的通信接口规范，统一通信接口协议。本标准规定了集中器与下行通信模块的本地接口协议，主要内容包括：明确了接口协议的帧结构；统一了接口协议的帧格式；定义了集中器与通信模块间的物理接口；考虑了系统对不同的本地通信信道的适应性，便于扩展新的通信方式和技术。本标准制订时参考了国家电网公司发布的电力用户用电信息采集系统功能规范、Q/GDW1302005电力负荷管理系统数据传输规约和DL/T 698-200X电能信息采集与管理系统以及其它相关行业标准和国家标准。制订

3、过程中多次召集科研、电力部门和生产单位的有经验专家共同讨论，广泛征求意见。本标准由国家电网公司营销部提出；本标准由国家电网公司科技部归口。本标准起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力公司、本标准主要起草人： 电力用户用电信息采集系统通信协议-集中器与下行通信模块本地接口1范围本部分规定了电力用户用电信息采集系统中集中器与下行通信模块接口间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。本部分适用于采用低压电力线载波、微功率无线通信、以太网传输通道的本地通信组网方式，适用于集中器与下行通信模块间数据交换。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后

4、所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB 23121980 信息交换用汉字编码字符集 基本集；GB 2260-91 中华人民共和国行政区划代码；GB 180302000 信息技术 信息交换用汉字编码字符集 基本集的扩充；GB/T18657.1-2002 远动设备及系统 第5部分 传输规约 第1篇 传输帧格式；GB/T18657.2-2002 远动设备及系统 第5部分 传输规约 第2篇 链路传输规则；GB/T18657.3-2002 远动设备及系统 第5部分

5、传输规约 第3篇 应用数据的一般结构；GB/T 15148-2XXX 电力负荷管理系统技术规范；DL/T 533-2007 电力负荷管理终端；DL/T 698.2-200X 电能信息采集与管理系统 第1部分 主站技术规范；DL/T 698.31-200X 电能信息采集与管理系统第3-1部分 电能信息采集终端技术规范通用要求；DL/T645-1997 多功能电能表通信规约；DL/T645-2007 多功能电能表通信规约。3术语、定义和缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1.1载波主节点集中器所在的载波节点。3.1.2载波从节点采集器或计量点（电能表）所在的载波节点。3.1.3载

6、波从节点附属节点指与载波从节点具有绑定关系的附加载波设备，简称附属节点。3.1.4相别对应于节点信道时序物理相线，取值为1，2，3。3.1.5信道标识载波通信报文传输相别。3.1.6信号品质表达节点对载波信号质量的量化值，取值范围115。3.1.7源地址传输数据帧的起始发送方的节点MAC地址。3.1.8中继地址传输数据帧时进行中继传送的节点MAC地址。3.1.9目的地址传输数据帧的最终接收方的节点MAC地址。3.1.10中继器载波组网中提供中继的载波节点。3.1.11路由器路由器负责启动载波中继数据包来实现电力线网络互连。3.2符号和缩略语本部分中所使用到的符号和缩略语见表 1。表 1符号和缩

7、略语表示A地址域A1源地址A2中继地址A3目的地址AFN应用功能码R信息域BCD二-十进制编码BIN二进制编码BS独立位组合C控制域CS帧校验和DIR传输方向位PRM启动标志位Fn信息类标识码L长度L1用户数据长度4帧结构4.1参考模型基于GB/T18657.3-2002规定的三层参考模型“增强性能体系结构”。4.2字节格式帧的基本单元为8位字节。链路层传输顺序为低位在前，高位在后；低字节在前，高字节在后。字节传输按异步方式进行，通信速率9600bps或以上 ，默认为9600bps，它包含8个数据位、1个起始位“0”、1个偶校验位P和1个停止位“1”，定义见图 1：0D0D1D2D3D4D5D

8、6D7P1起始位8个数据位偶校验位停止位图 14.3帧格式4.3.1帧格式定义本部分采用GB/T18657.1的6.2.4 FT1.2异步式传输帧格式，定义见图 2：起始字符（68H）固定报文头长度L控制域C控制域用户数据用户数据区校验和CS帧校验和结束字符（16H）图 24.3.2传输规则a）线路空闲状态为二进制1。b）帧的字符之间无线路空闲间隔。c）如按d）检出了差错，两帧之间的线路空闲间隔最少需33位。d）接收方校验：1）对于每个字符：校验起动位、停止位、偶校验位。2）对于每帧：检验帧的固定报文头中的起始字符；识别1个长度L；每帧接收的字符数为用户数据长度L1+5；帧校验和；结束字符；校

9、验出一个差错时，校验按c）的线路空闲间隔。若这些校验有一个失败，舍弃此帧；若无差错，则此帧数据有效。4.3.3长度L长度L是指帧数据的总长度，由1字节组成，BIN格式，包括用户数据长度L1和5个字节的固定长度（起始字符、长度、控制域、校验和、结束字符）。长度L不大于255。4.3.4控制域C控制域C表示报文的传输方向、启动标志和通信模块的通信方式类型信息，由1字节组成，定义见图 3：D7D6D5D0下行方向传输方向位DIR启动标志位PRM通信方式上行方向图 34.3.4.1传输方向位DIR DIR=0：表示此帧报文是由集中器发出的下行报文；DIR=1：表示此帧报文是由通信模块发出的上行报文。4

10、.3.4.2启动标志位PRMPRM =1：表示此帧报文来自启动站；PRM =0：表示此帧报文来自从动站。4.3.4.3通信方式通信方式是指集中器下行的通信模块所采用的通信方式类型，不同的通信方式决定用户数据区中的数据构成和格式，本标准根据不同的通信方式分别定义和描述用户数据区的内容，具体见后续章节。通信模块的通信方式定义见表 2：表 2值通信方式说明0保留1集中式路由载波通信指采用集中式路由方案的电力线窄带载波通信2分布式路由载波通信指采用分布式路由方案的电力线窄带载波通信39备用10微功率无线通信指采用微功率无线组网的通信1119备用20以太网通信指基于TCP/IP协议的以太网方式的通信21

11、63备用4.3.5用户数据不同通信方式的用户数据的内容各不相同，具体定义参见对应通信方式的用户数据结构部分。4.3.6帧校验和帧校验和是控制域和用户数据区所有字节的八位位组算术和，不考虑溢出位。4.4链路传输4.4.1传输服务类别传输服务类别见表 3：表 3类别功能用途S1发送无回答启动站发送传输，从动站不回答。S2发送确认启动站发送复位命令，从动站回答确认。S3请求响应启动站请求从动站的响应，从动站作确认、否认或数据响应。4.4.2平衡传输过程4.4.2.1适用信道全双工接口可采用平衡传输规则。4.4.2.2发送无回答启动站允许建立一个通信服务，由启动站进行数据流控制。4.4.2.3发送确认

12、启动站允许建立一个通信服务，由启动站进行数据流控制。当从动站正确收到启动站报文时，并能执行启动站报文的命令，则发送确认帧；否则发送否认帧。4.4.2.4请求响应启动站允许建立一个通信服务，由启动站进行数据流控制。从动站响应新的请求服务之前，必须完成前一个请求服务的响应。4.5物理接口4.5.1串行通信传输接口TTL电平异步通信串行口。4.5.2信号定义集中器与通信模块间的详细物理接口信号定义见集中器型式规范。5集中式路由载波通信的用户数据结构5.1用户数据区格式用户数据区的帧格式定义见图 4：信息域R信息域地址域A地址域应用功能码AFN应用数据域应用数据图 4说明：用户数据区中所有预留部分均用

13、0填充。5.2信息域R5.2.1下行报文下行报文的定义如表 4：表 4数据内容数据格式字节数D7D6D5D4D3D2D1D0BS1中继级别冲突检测通信模块标识附属节点标识路由标识D7D6D5D4D3D2D1D0BS1纠错编码标识信道标识预计应答字节数BIN1D15D14-D0BS2速率单位标识通信速率D7D6D5D4D3D2D1D0BS1预留路由标识：0表示通信模块带路由或工作在路由模式，1表示通信模块不带路由或工作在旁路模式。附属节点标识：指载波从节点附属节点标识，0表示无附加节点，1表示有附加节点。通信模块标识：0表示对集中器的通信模块操作，1表示对载波表的通信模块操作。冲突检测：0表示不

14、进行冲突检测，1表示要进行冲突检测。中继级别：取值范围015，0表示无中继。信道标识：取值015，0表示不分信道、115依次表示第115信道。纠错编码标识：取值范围015，0表示信道未编码，1表示RS编码，215保留。预计应答字节数：取值0255，用于计算延时等待时间；为0时，延时等待时间为默认时间。通信速率：表示通信波特率，BIN格式，0表示默认通信速率。速率单位标识：0表示bps，1表示kbps。5.2.2上行报文上行报文的定义如表 5：表 5数据内容数据格式字节数D7D6D5D4D3D2D1D0BS1中继级别0通信模块标识0路由标识D7D6D5D4D3D2D1D0BS10信道标识D7D6

15、D5D4D3D2D1D0BS1电表通道特征实测相线标识D7D6D5D4D3D2D1D0BS1末级应答信号品质末级命令信号品质预留2路由标识：D0=0表示通信模块带路由或工作在路由模式，D0=1表示通信模块不带路由或工作在旁路模式。通信模块标识：0表示对集中器的通信模块操作，1表示对载波表的通信模块操作。中继级别：取值范围015，0表示无中继。信道标识：取值015，0表示不分信道、115依次表示第115信道。实测相线标识：实测从节点逻辑主信道所在电源相别，0为不确定，13依次表示相别为第1相、第2相、第3相。电表通道特征：描述目的节点电表通道的特征，取值范围015，0保留，1为载波物理信道为单相

16、供电，逻辑信道为单信道；2为载波物理信道为单相供电，逻辑信道为两信道；3为载波物理信道为单相供电，逻辑信道为三信道；4为载波物理信道为三相供电，逻辑信道为三信道。信号品质：分为15级，取值范围015，0表示无信号品质，1表示最低品质。5.3地址域A5.3.1地址域格式地址域由源地址A1、中继地址A2、目的地址A3组成，格式见表 6：表 6地址域数据格式字节数源地址A1BCD6中继地址A2BCD6*中继级别目的地址A3BCD6当信息域的“通信模块标识”为0时，无地址域A；当信息域的“通信模块标识”为1时，载波主节点下行时，源地址A1是指载波主节点的MAC地址，中继地址A2和目的地址A3是指载波从

17、节点的MAC地址；载波从节点上行时，源地址A1是指载波从节点的MAC地址，无中继地址A2，目的地址A3是指载波主节点的MAC地址。当为广播命令时，目的地址A3为广播地址999999999999H。5.4应用数据域5.4.1应用数据域格式应用数据域格式定义见图 5：应用功能码AFN数据单元标识数据单元图 55.4.2应用功能码AFN应用层功能码AFN由一字节组成，采用二进制编码表示，具体定义见表 7：表 7应用功能码AFN应用功能定义具体项目有路由无路由通信模块标识00H确认否认F1：确认0F2：否认001H初始化F1：硬件初始化0F2：参数区初始化0F3：数据区初始化002H数据转发F1：转发

18、命令103H查询数据F1：厂商代码和版本信息0、1F2：噪声值0、1F3：载波从节点侦听信息1F4：载波主节点地址0F5：载波主节点状态字和载波速率0F6：载波主节点干扰状态004H链路接口检测F1：发送测试0F2：载波从节点点名105H控制命令F1：设置载波主节点地址0F2：允许载波从节点上报有路由0,无路由1F3：启动广播有路由0,无路由106H主动上报F1：上报载波从节点信息有路由0,无路由1F2：上报抄读数据有路由0,无路由107H0FH备用10H路由查询F1：载波从节点数量0F2：载波从节点信息0F3：指定载波从节点的上一级中继路由信息0F4：路由运行状态0F5：未抄读成功的载波从节

19、点信息0F6：主动注册的载波从节点信息011H路由设置F1：添加载波从节点0F2：删除载波从节点0F3：设置载波从节点固定中继路径0F4：设置工作模式0F5：激活载波从节点主动注册012H路由控制F1：重启0F2：暂停0F3：恢复013H路由数据转发F1：监控载波从节点114H路由数据抄读F1：路由请求抄读内容015HEFH备用F0H内部调试F1HFFH备用5.4.3数据单元标识5.4.3.1数据单元标识定义数据单元标识由信息类标识DT组成，表示信息类型，格式见图 6：信息类DTDT1D7D6D5D4D3D2D1D0DT2D7D6D5D4D3D2D1D0图 65.4.3.2信息类DT信息类DT

20、由信息类元DT1和信息类组DT2两个字节构成。DT2采用二进制编码方式表示信息类组，DT1对位表示某一信息类组的18种信息类型，以此共同构成信息类标识Fn（n=1248），格式见图 7：信息类组DT2信息类元D T1D7D0D7D6D5D4D3D2D1D00F8F7F6F5F4F3F2F11F16F15F14F13F12F11F10F92F24F23F22F21F20F19F18F1730F248F247F246F245F244F243F242F241未定义255图 75.4.4数据单元数据单元为按数据单元标识所组织的数据，包括参数、命令、数据等。5.5应用数据报文结构应用数据报文结构是对应用

21、功能码及其对应的数据单元进行详细的定义和说明。5.5.1确认否认（AFN=00H）5.5.1.1报文格式确认否认命令上行报文格式见图 8：68HLCRAAFN=00H数据单元标识数据单元CS16H图 85.5.1.2Fn定义Fn定义见表 8：表 8Fn名称及说明F1确认F2否认F3F248备用5.5.1.3Fn的数据单元格式5.5.1.3.1F1：确认数据单元格式见表 9：表 9数据内容数据格式字节数D7D6D5D4D3D2D1D0BS27信道状态6信道状态5信道状态4信道状态3信道状态2信道状态1信道状态命令状态0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1

22、：闲0：忙 1：闲0：未处理 1：已处理D15D14D13D12D11D10D9D815信道状态14信道状态13信道状态12信道状态11信道状态10信道状态9信道状态8信道状态0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲0：忙 1：闲等待时间BIN2等待时间：单位s。5.5.1.3.2F2：否认数据单元格式见表 10：表 10数据内容数据格式字节数错误状态字BIN1错误状态字：0为通信超时，1为无效数据单元，2为长度错，3为校验错误，4为信息类不存在，5为格式错误，6为表号重复，7为表号不存在，8为电表应用层无应答，9255备用。5.5.2

23、初始化（AFN=01H）5.5.2.1下行报文5.5.2.1.1报文格式初始化的下行报文格式见图 9：68HLCRAAFN=01H数据单元标识CS16H图 95.5.2.1.2Fn定义Fn定义见表 11：表 11Fn名称及说明F1硬件初始化（复位）F2参数区初始化（恢复至出厂设置）F3数据区初始化（节点侦听信息）F4F248备用5.5.2.2上行报文初始化的上行报文为确认否认报文，详见5.5.1。5.5.3数据转发（AFN=02H）5.5.3.1下行报文5.5.3.1.1报文格式数据转发命令下行报文格式见图 10：68HLCRAAFN=02H数据单元标识数据单元CS16H图 105.5.3.1

24、.2Fn定义Fn定义见表 12：表 12Fn名称及说明F1转发命令：转发特定规约的数据帧F2F248备用5.5.3.1.3Fn的数据单元格式5.5.3.1.3.1 F1：转发命令数据单元格式见表 13：表 13数据内容数据格式字节数规约类型BIN1报文长度LBIN1报文内容L规约类型：00H为透明传输；01H为 DL/T645-1997；02H为 DL/T645-2007；03H-FFH保留。报文长度L：规约的原始报文数据总长度。报文内容：规约的原始报文数据。5.5.3.2上行报文5.5.3.2.1报文格式数据转发命令上行报文格式见图 11：68HLCRAAFN=02H数据单元标识数据单元CS

25、16H图 115.5.3.2.2Fn定义Fn定义见表 14：表 14Fn名称及说明F1转发命令应答F2F248备用5.5.3.2.3Fn的数据单元格式5.5.3.2.3.1 F1：转发命令应答数据单元格式见表 15：表 15数据内容数据格式字节数规约类型BIN1报文长度LBIN1报文内容L规约类型：00H为透明传输；01H为 DL/T645-1997；02H为 DL/T645-2007；03H-FFH=预留协议。报文长度L：规约的原始报文数据总长度。报文内容：规约的原始报文数据。5.5.4查询数据（AFN=03H）5.5.4.1下行报文5.5.4.1.1报文格式查询数据命令下行报文格式见图 12：68HLCRAAFN=03H数据单元标识数据单元