接口類—IEC62056針對(duì)儀表部件和通信接口單元引進(jìn)了類的概念,每個(gè)分類號(hào)都對(duì)應(yīng)于一類接口對(duì)象,每個(gè)對(duì)象包括屬性和方法,根據(jù)這些屬性和方法,可以構(gòu)成該對(duì)象的參考模型,在對(duì)象模型中不用考慮對(duì)象接口的生產(chǎn)制造廠家。目前,在IEC62056-62中規(guī)定了電能表中主要的接口類包括:寄存器、時(shí)鐘、曲線類、特殊日類、以太網(wǎng)設(shè)置類等。

本電能表根據(jù)需要設(shè)計(jì)了如圖3所示的儀表模型。物理設(shè)備為本電表,考慮到電能表的功能可以整合在一個(gè)功能子集中，也為了節(jié)約資源,本電能表只構(gòu)建了一個(gè)邏輯設(shè)備,用邏輯設(shè)備名LDN來標(biāo)識(shí)。組成該電能表的對(duì)象有:包含有功、無功電量等的寄存器對(duì)象、包含需量數(shù)據(jù)的需量寄存器對(duì)象、實(shí)現(xiàn)多費(fèi)率功能的日歷表、時(shí)間表、特殊日、時(shí)鐘以及腳本對(duì)象、用于連接功能的SAP和LN/SN對(duì)象以及實(shí)現(xiàn)失壓斷相等事件記錄的寄存器監(jiān)視對(duì)象等。電能表就通過這一系列接口類對(duì)象的相互配合構(gòu)成一個(gè)完整的電能表模型。

以下舉例說明接口對(duì)象的程序?qū)崿F(xiàn),考慮單片機(jī)編譯器只支持C語言編程,故設(shè)計(jì)用函數(shù)指針來實(shí)現(xiàn)類和對(duì)象。以有功電能接口對(duì)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(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)

通信協(xié)議棧包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層。

(1)物理層的任務(wù)比較簡單,包括連接管理、數(shù)據(jù)收發(fā)和與數(shù)據(jù)鏈路層接口三部分。它對(duì)應(yīng)于通信系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)部分。

(2)數(shù)據(jù)鏈路層包括提供鏈路傳輸服務(wù)的LLC子層和負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的MAC子層。鏈路層采用HDLC協(xié)議,它是一種透明數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。在DLMS/COSEM協(xié)議模型中,鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸可靠性,應(yīng)用層處理用戶數(shù)據(jù)信息。鏈路層程序流程圖如圖4所示。

(3)DLMS/COSEM應(yīng)用層用一種抽象語法語言來描述。這樣做極大的提高了協(xié)議的抽象性和通用性,有利于程序移植。應(yīng)用層規(guī)定用抽象語法記法ASN.1來描述應(yīng)用層數(shù)據(jù)幀,而應(yīng)用層的APDU(應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元)用編碼規(guī)則BER和A-XDR來實(shí)現(xiàn)ASN.1語法。應(yīng)用層作為協(xié)議棧的最上層,負(fù)責(zé)向COSEM應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù),包括建立應(yīng)用連接服務(wù)和接口對(duì)象用戶數(shù)據(jù)信息服務(wù),并使用低層支撐協(xié)議提供的服務(wù)。應(yīng)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(bào)文即可通過信道進(jìn)行傳輸了。本電能表配置的是抄表系統(tǒng)常用的485總線和紅外口。

5結(jié)論

利用本方法設(shè)計(jì)的電能表采用DLMS UA工作組提供的專用測(cè)試工具CTT進(jìn)行符合性測(cè)試,結(jié)果顯示其符合DLMS/COSEM協(xié)議要求,因此獲得了DLMS UA工作組的認(rèn)證,這也是國內(nèi)第一塊獲得該認(rèn)證的三相電能表。基于DLMS/COSEM的電能表的實(shí)現(xiàn),改變了現(xiàn)階段國內(nèi)計(jì)量儀表不具有互操作性的缺點(diǎn),必將推動(dòng)國內(nèi)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn):根據(jù)當(dāng)前電能表要求設(shè)計(jì)了儀表模型,程序上利用C語言函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)類和對(duì)象;利用分層方式實(shí)現(xiàn)了通信協(xié)議棧,產(chǎn)品通過了DLMS測(cè)試認(rèn)證。

項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益(200萬)。