GB T 19897.3-2005 自动抄表系统低层通信协议 第3部分;面向连接的异步数据交换的物理层服务进程.pdf

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1、ICS 35.100.10 N 22 GB 标准家国国春日.:H: -、民华人中G/T 19897.3一2005/IEC62056-42: 2002 自动抄表系统低层通信协议第3部分:面向连接的异步数据交换的物理层服务进程Automatic meter reading system lower layer communication protocol一Part 3: Physical layer services and procedures for connection oriented asynchronous data exchange CIEC 62056-42: 2002 , Ele

2、ctricity metering Data exchange for meter reading, tariff and load control-Part 42: Physical layer services and procedures for connection oriented asynchronous data exchange, IDT) 2005-09-09发布中华人民共租国国家质量监督检验检瘦总局中国国家标准化管理委员会2006-04-01实施发布G/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42:2002 目次前言II 范围.2 规范性引用文件. 3 术语、定

3、义和缩略语4 概述5 服务规范.35.1 服务列表.5.2 物理层服务的使用 . 3 5.3 服务定义. 3 6 协议规范. . . . 6 6. 1 物理层协议数据单元。HPDU). . 6 6. 2 传输顺序和特性.66.3 物理层操作过程描述. . . . . . . . . . . . 6 附录A(资料性附录举例:PH层服务原语和Hayes命令集. 12 A.1 概述.12 A.2 物理层服务和相关信息交换. 12 附录B(资料性附录)数据模型和协议.17 参考文献.18 GB/T 19897.32005/IEC 62056-42 ,2002 前富GBjT 19897(自动抄表系统低层

4、通信协议分为4个部分:一一雪白l部分，J交钱本地做撇交换;2部分1号辈子双绞线被彼f青占去的同域网使用:一一第3部分，0可向i主拨的异步数据交拨的物理层服务进程;第4部分z基于HDLC协议的数据链路层。本部分为GB/T19897的第3部分。本部分等同采用IEC62056-42，2002 自动抄表系统国家标准的预计结构及其对应的国际标准如下-a) 自动性我系统总则b) 自动抄表系统抄表系统第1部分z低压电力线载波抄表系统2部分2光线通信抄表系统3部分，子IP闷络的抄袭系统c) 白动抄袭系统成网F;!数据交换协议一一第l部分z对象标i只系统OBIS第2部分2接口3位第3部分，COSEM d) 自动

5、抄表系统低层通信协议第1部分2直接本地数据交换2部分:J辈子汉是完全是然盖宽育惨的占有在或阅它在Itl3部分z而向主要接的异步数攒交换的物王理陈服务放权第4部分z基于HDLC协议的数掠链胳层;丰部分的附法A和附没日为资料性附录。本部分由中E司机械工放联命会银胁。本部分由全国电工仪器仪表标哥主化技术委员会归口。本部分起草单位2天津新巨升电子公司、山东电力衍究院、河筒恩达高科技股份有限公筒、华立集团、宁波东哗然附有限公泊、充州立，;1科技开发公词、深圳|成功咆然然阴、深圳1:为f草公筒、哈尔滨咆二E仪表研究所。本部分主姿起1fL人:高洁、徐氏、王延波、吴建华、陈明才、费宇航、徐涛、徐瑞斌、郭纬彰、

6、杨网胜.徐人悦1 GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42 ,2002 自动抄表系统低层通信协议1 范围第3部分:面向连接的异步数据交换的物理层服务进程GB/T 19897的本部分规定了在电能仪表的配套规范(COSEM)三层协议中，物理层服务和面向连接的异步数据交换的物理层服务进程。本文件没有对物理层信号和机械方面的内容给出规定，也没有对局部执行过程中的具体问题做出规定。在附录A中，给出一个实例来说明物理层如何能够被用于数据交换，它是使用Hayes智能调制解调器并通过公共交换电话网络(PSTN)来运行的。在GB/T19897.1-2005中规定使用一个光学接口或电流环物理

7、接口来应用这个物理层，以实现直接的本地数据交换。在附录B中，对数据模型的作用和关于电表数据交换的协议做出了解释。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T19897的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单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/T 19897. 1一2005自动抄表系统低层通信协议第1部分:直接本地数据交换(!EC62056-21: 2002 , Electricity metering-Data exchange for meter

8、 reading , tariff and load control-Part 21: Di rect local data exchange, MOD) GB/T 19897.4-2005 自动抄表系统低层通信协议第4部分2基于HDLC协议的数据链路层(lEC 62056-46 , 2002 , Electricity metering一Dataexchange for meter reading , tariff and load con trol-Part 46 , Data link layer using HDLC protocol,IDT) IEC/TR 62051 , 1999

9、电气测量术语汇编IEC 62056-53 , 2002 电气测量抄表、费率及负荷控制的数据交换第53部分COSEM应用层IEC 62056-61 , 2002 电气测量抄表、费率及负荷控制的数据交换第61部分:对象标识系统IEC 62056-62 , 2002 电气测量抄表、费率及负荷控制的数据交换第62部分:接口类NEMA C12. 21: 1999 关于电话调制解调器通讯的协议规范。3 术语、定义和缩赂语3. 1 术语和定义本部分遵循IEC60050-300和IEC/TR62051以及下列定义。3. 1. 1 客户机client 一个要求服务的工作站，通常是指主站。3. 1. 2 主站ma

10、ster 中心控制站，该站采取主动方式对数据流进行控制。3. 1. 3 服务器serv盯提供服务的工作站，该费率装置(仪表)通常是一台服务器，它可以传递要求的数值或执行要求的 GB/T 19897. 3-2005/1EC 62056-42: 2002 任务。3. 1. 4 从站slave 从站是对主站的要求作出反应的工作站。费率装置(仪表)通常是一个从属工作姑3.2 缩路语COSEM 电能仪表的配套规范DCE 数据通信设备(通信接口或调制解调器)DTE 数据终端设备(计算机、终端或打印机)MSC 信息次序图表PDU 协议数据单元PH 物理层PHPDU 物理层协议数据单元PHSDU 物理层服务数

11、据单元SDU 服务数据单元4 概述从外部观点分析，物理层提供了在数据终端设备 , 2) std-protocol-id Unsigned8元符号8，2)std-protocol-ver Unsigned8元符号8，1)stcl-protocol-rev Unsigned8元符号8，2)注:发送响应的最大延迟时间不超过1500 mso 下列符合ANSIC12.21的代码将被使用-success-code OXOO std-protocol-id 0 X04 1)为保证与现存执行过程的致性.ASCJI码中的字符(OX49)也可以用于作为Identify-Request-IDo D如NEMAC12.

12、 21中所规定。GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42: 2002 std-protocal-ver OXOl std-protocal-rev oXoo 如果接收到的识别信息有问题，收到的信息将被放弃并且将不发出响应，反之，响应的内容包括成功代码, , ) 在物理连接建立以后，COSEM服务物理层进入连接的宏状态并且等待接收Indetify.request 信息的第一字节。此识别请求信息包含1个或3个字节。为了衔接，它将采用数据链路层的定时限制(字符间和等待响应的超时)。当这第一个字符被接收时，此物理层进入识别正在进行状态，以等待更多的字节或帧的超时，它表示信息的结束

13、。如果在接收多于3个字节之前检测到信息结束，则物理层认为接收到的信息是一个识别请求信息。它使用PH-DATA.indication服务将接收到的字节传送至物理连接管理应用程序，并且在解决了可能发生的错误以后返回到等待接收状态。另一方面，如果在接收到第4个进入的字节之前没有检测到信息结束的条件，此物理层则认为识别过程已经结束，并且将进入数据通信状态。使用PH-DAT A. indication服务功能把输入的字节传送至上级的服务使用者协议层。在3层，面向连接基于HDLC的CSEM分布就是MAC子层。在这个连接中，物理层不能返回至识别阶段。9 GB/T 19897. 3-2005/IEC 6205

14、6-42 ,2002 10 需要/检测到的物理断开图6COSEM服务器侧的识别服务的处理连接注1，对状态设备的基本考虑是对于任何高层协议数据单元(PDU.此处是一个MPDU)都长于3个字符。注2在图6中对状态设备的表示是不完全的.例如，它没有显示Nbof received_Char层参数在何处被设置为最初的数值;数据通信状态的退出条件和转换也都没有表示。注3.这项识别服务的定义可以保证与客户机系统的向后相容性，该系统没有使用可选坝、另rJ服务。如果客户机的第一个信息不是一个(INDENTIFY.request)信息，但是长于3个字符，那么它将被传给数据链路层并且识别阶段结束。客户机侧物理层的部

15、分状态设备表示在图7中。PH-CONNECfcnf (错误PH-ABORT.ind 连接圄7客户机侧物理层的部分设备GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42:2002 客P机侧物理层使用一个Destination-process层参数来决定将接收到的数据传送到哪里。此层参数将层管理应用程序管理。当这个参数没有被设置时(零)，物理层将向(物理连接管理器)应用程序传送PH-DATA.indicationso当识别状态结束时，用户应用程序将设置Destination-process参数，其方向指向下个协议钱高层CMAC子层)，从此时刻起PH-DATA.indicationsC在

16、物理连接程序中断情况下是一个PH-ABORT.indication的复制文件)将被传送至高协议层。6.3.4 数据通信一旦COSEM物理层从识别阶段退出，它将进入数据通信阶段，在那里PH-DAT A. request和PHDATA. indication服务功能被高一级的协议层专用，该层是IEC6205646数据链路层。物理层对于任何数据流的控制功能不负责任z接收的与PH-DATA.request有关的数据或被立即传递，或者当一个物理数据的控制被执行时，将重写上述内容而不传输字节。PHDAT A. request服务既不会被本地确认也不会被远程确认，在后一种情况下，不会有错误信号发出。6.3.

17、5 物理连接断开不论客户机或是服务器都可以启动一个当前物理连接的断开，此过程是由物理连接管理应用程序调用PH-ABORT.request功能进行的，正如在图3中表示的那样。COSEM物理层试图断开当前的物理连接并向要求装置通知执行PH-ABRT.confirrn服务功能的结果。PH-ABORT. request服务总是被本地确认g远程装置不接收任何信息，它只不过对物理信道的异常情况进行检测(例如，载波不再可用)。当客户机或者服务器检测到一个物理连接断开信息时，它可能是远程工作站由于线路错误调用一个PH-ABORT.request服务功能的结果，物理层将使用PH-ABRT.request服务原语

18、指出这个事件。这项服务原语功能不仅被传送到物理连接管理应用程序而且还被传送到下一个更高的协议层。在物理通道出现异常情况后，这个信息对于较高层正确地断开它们的连接是必要的。11 GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42:2002 附录A(资料性附录)举例:PH层服务原语和Hayes命令集A.1概述本附录的目的是描述在CSEM物理层接口下使用智能调制解调器的原理。它的意义并不是给出个关于Hayes命令集全部的参考内容，或者给出由物理层提供的可能性。Hayes命令集主要被用于PSTN调制解调器的运行环境，在命令方式与数据传递方式之间存在有差异。在命令方式中所有的命令被发出时都带

19、有一个引导AT，这使调制解调器能够自动地适应波特率和DTEj DCE侧的线路参数。在数据传递方式中，所有的数据被传送至远程DCEo如果一个附加的数据校正或压缩方式被使能，则数据被缓冲。A.2 物理层服务和相关信息交换在下列各条中使用实例和信息顺序表对各种命令的使用进行解释。A.2. 1 PH-CONNECT. requ田tDTE请求功能通过传递拨号命令与电话号码给DCE(ATDjPhoneNumber)与远程DTE建立一个物理连接。举例:ATD049515101188使用缺省拨号方式拨通电话号码0495151011880呼叫DTE(物理连接管理器)PH-CONNECT. request PhC

20、onnType= PSTN PhConnReqParams DTE COSEM 物理层面 Af004951510118a 固A.l物理连接请求的MSC呼叫DCE如图A.1所示，物理层从PhConnReqParams服务参数中提取电话号码，并且将它编写成ASCll码字符串，以ATD开头的Hayes命令识别符送至DCEo在物理层中没有更多的动作被要求，如摘机、拨号和分析结果这些工作将由DCE以种自动的方式完成(这就是为什么这种类型的调制解调器被称为智能型勺。物理层只负责等待命令执行的结果它将由DCE以一个Hayes信息的形式送回。如图A.2所示。12 GB/T 19897. 3-2005/IEC

21、62056-42:2002 A. 2. 2 PH-CONNECT. confirm 当DCE处于ASClI方式时.tE试则拨出以前接收到的电访号码以后，它将产生下列信息中的一个苦息:CONNECT:表示连接己绞被成功地建交，当发出连接传息以后.DCE将接遇到数据传送方式。ERROR:寻捷尔一个普通的错误或者一个无效的拨给命令。NO DIAL TONE:表示夜给定的暂停期间内没有拨号音被检测到。NOCARRIER:我承迎接还没有被辈辈妃，因为没有份测到来自远程。c区的辈辈波。BUSY:表示连接还没有被建立，网为远稳DCE处于占线状态。当物理应接收到任何这些费俄息时，它将产生一个带有纠lE服务委F

22、数的PH-CONNECT.confirm 服务原语信息，并被传送?服务使用者物理连孩管现成用程序。因A.2运坚浴在EIllt功地建立了物理且在钱情况下，呼叫工作业由党整的俗息传送顺序。呼叫DTE嘀螺法接管现辍序)DTE COSEM 物理隧呼叫DCEP阴阳CONNECT.request(PhConnlpe=PSTN phConnReqParams) . ATD049515101188 机号接摘提海PHCONNELl.Confirm 结息。KPhConnParams) 因A.2优于呼叫工作捕的物珊连接的建:tJ:.A.2.3 PH唰CONNECTindicationDCE 通过向DTE发出RING

23、铃庐情息来指示迸人的呼叫f商号，如身边。CEtE员登过程期间被设置为自动成答方式，它将不会发ttlRING信息。但是在检测到规定数攘的振铃俗号以后，它会试阁自动地建立连接辛苦不是设为自动答模式，贝1)PH层实体可以决定疮百使用ATA命令摘机。如果服务帮保持回答电话的时间视窗，这种处理是可行的传?DTE的依息RING:号是添一个进入的呼叫。传?DCE的命令:ATA:回答进入的呼叫。在两种情况小.DCE采用在PH-CONNECT.confirm中讨论过的相同方式发送信号。13 GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42:2002 图A.3中表示当DCE没有以自动应答方式工作时，

24、一个完整的物理连接建立过程中的简化的信息传送顺序。PH-CONNECT. reqllesl (phCODDType=PS四phConnR呵阳町时. ATD1495 15101188 I 摘机摘机因TN连接植建立图A.3建立物理连接的MSCA. 2. 4 PH-DATA. request/. indication 假定在以前与一个远程DCE已经建立连接，并且DCE现在采用数据传送方式，则全部传送到本地DCE的数据将传送到远程DCE，请注意，在实际的数据格式中存在差异:DATA/DATAl)是数据通信的服务参数，DATA.Request/indication在6.1中被规寇为一个字节。DATA/D

25、ATAl)为个包含数据的通讯帧，还带有一些附加的位，以进行异步传送(开始和停止bit)。Data /Datal是在两个DCE间交换的信息，它可包含更多的位，用于对错误的检测与纠正，并且可能为了数据传送而被编码。A. 2. 5 PH-ABORT. request/confirm 在连接可以被终止以前，调制解调器需要首先被切换至本地命令方式，为此，Hayes环境提供一个如下定义的撤换程序。14 1秒空闲状态(无数据传送)。发出3个加号十十十字符。GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42: 2002 圈A.4呼叫工作描与被叫工作站间的鼓据交换再次进入1秒空闲状态。DCE采用一个

26、OK信息对命令方式进行确认(此时连接仍然有效)。现在可以使用挂机命令终止连接。信息传送至DTE，OK:DCE再次处于命令方式。命令传送至DCE:ATH:终止连接(挂机)。如果挂机命令己经成功，则DCE对N-CARRIER信息作出响应，否则将返回一个错误的信息。N(.CARRIER:表示连接己被成功地中止。ERROR:表示挂机命令失败，连接仍然在运行。A. 2. 6 PH-ABORT. indication 如果载波信号丢失，本地的DCE将发出NO-CARRIER信息。DTE不能确定失去载波的原因;此原因之一可能是远程DTE终止了连接。旦物理层已经接受到这个信息，它将使用PH-ABORT.ind

27、ication服务原语来表示该连接的终止。N(.CARRIER:表示连接已经由远程DCE中止或由于一个错误状况而终止。图A.5表示物理连接断开的一个例子。15 GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42 ,2002 PH-ABORT. confirm=OK 囱A.5断开物理连接的MSC16 GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42 ,2002 附录B(资料性附录)数据模型和协议此数据模型使用通用构造模块来定义计量设备的复杂功能，它以接口视角提供了仪表的功能类型。此模型不包括内部的具体执行问题。该通信协议定义了数据如何被访问和交换，下列图形是对它的说明z

28、前问属性和方法的协棋凰费2信息扯理通信协现信息gSetvice ld (口ass_ Id,lnstance _1 d,Attribute _ IdJM ethod _ Id) 自叫m dP 圈B.1 COSEM的三步处理协议-COSEM规范规定了计量领域中具体的接口类，仪表的功能性由这些称之为COSEM接口对象的接口类实例来定义，这些实例在IEC62056-62中定义，标识CSEM接口对象的逻辑名在IEC62056-61中定义; CSEM接口对象的属性和方法可以通过应用层报文服务来访问和使用;.低层通信协议传输这些信息。17 GB/T 19897. 3-2005/IEC 62056-42，22 强声考文献IJ IEC 61334-4-41，1996使用自己电线裁波系统的配电自动化第4部分:数据通信协议第41富=iZffl协议自己咆线报文规范2J IEC 61334-6 , 2000 使用配电线载波系统的配电自动化第6部分，A-XDR编码规范18