电力用户用电信息采集系统通信协议 第一部分学习

本部分规定了电能信息采集与管理系统中主站和终端之间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。本部分适用于点对点、多点共线及一点对多点的通信方式，适用于主站对终端执行主从问答方式以及终端主动上传方式的通信。

终端组地址   terminal group address 

具有某一相同属性的终端群组编码，如属于同一行业、同一变电站、同一线路，响应同一个命令。

测量点   measured point 

指可以测量出唯一的一组电气量值的测量装置与终端的顺序电气连接点，当物理上相同的一个电气连接点被多个装置所测量，或者被一个装置所测量但通过多种方式被传递到终端时，按照多个测量点计，每个测量点具有唯一的逻辑定位编码，是该装置在终端的参数配置、数据应用的唯一对象标识。

数据单元标识   Data unit identify 

用于表示一个或一组信息点的一种或一组信息类型的标识。

信息点   information point 

表示参数或数据的对象信息，如测量点、总加组、控制轮次、直流模拟量分路等。 

信息类  information type 

表示参数或数据的分类信息，一个信息类可以是一种参数或数据，也可以是一组参数或数据的集合。

通信流量   communication flow 

指由终端以本数据传输协议完整报文帧为基础统计的，与主站间的接收与发送报文帧的累计字节数。

基于 GB/T 18657.3—2002规定的三层参考模型“增强性能体系结构”，运动系统在有限的传输带宽下要求反应时间特别短，因此设计了增强性能结构（EPA）。这种体系结构的帧仅用三层，即物理层、链路层和应用层。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。

帧格式：

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；两帧之间的线路空闲间隔最少需 33 位。 

c）  如按 e）检出了差错，两帧之间的线路空闲间隔最少需 33 位。 

d）  帧校验和（CS）是用户数据区的八位位组的算术和，不考虑进位位。 

e）  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开头和结束所规定的字符以及协议.标识位

             识别2 个长度 L； 

             每帧接收的字符数为用户数据长度 L1+8； 

             帧校验和； 

             结束字符； 

             校验出一个差错时，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。

链路层：

---|长度L

---|控制域C

---|地址域A

---|帧校验和

长度L包括协议标识和用户数据长度。

D0=0、D1=1：为本协议使用

用户数据长度 L1：由 D2～D15 组成，采用 BIN编码，是控制域、地址域、链路用户数据（应用层）的字节总数。 

——采用专用无线数传信道，长度 L1 不大于255； 

——采用网络传输，长度 L1 不大于 16383。

控制域 C 表示报文传输方向和所提供的传输服务类型的信息。

传输方向位 DIR

DIR=0：表示此帧报文是由主站发出的下行报文； 

DIR=1：表示此帧报文是由终端发出的上行报文。

启动标志位 PRM

PRM =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。

帧计数有效位 FCV

FCV=1：表示 FCB 位有效；

FCV=0：表示 FCB位无效。

帧计数位 FCB

当帧计数有效位 FCV=1 时，FCB 表示每个站连续的发送/确认或者请求/响应服务的变化位。

复位命令中的 FCB=0，从动站接收复位命令后将 FCB 置“0”。

FCB位用来防止信息传输的丢失和重复。 

启动站向同一从动站传输新的发送/确认或请求/响应传输服务时，将 FCB 取相反值。启动站保存每一个从动站 FCB 值，若超时未收到从动站的报文，或接收出现差错，则启动站不改变 FCB 的状态，重复原来的发送/确认或者请求/响应服务。

请求访问位 ACD

ACD 位用于上行响应报文中。

ACD=1 表示终端有重要事件等待访问，则附加信息域中带有事件计数器；

ACD=0 表示终端无事件数据等待访问。 

ACD置“1”和置“0”规则： 

——自上次收到报文后发生新的重要事件，ACD 位置“1”； 

——收到主站请求事件报文并执行后，ACD位置“0”。 

功能码    

当启动标志位 PRM =1时：

当启动标志位 PRM =0时：

启动站功能码 10（请求 1 级数据）用于应用层请求确认（CON=1）的链路传输，应用层请求确认标志定义如下：

在所收到的报文中，CON位：

置“1”，表示需要对该帧报文进行确认；

置“0”，表示不需要对该帧报文进行确认。

启动站功能码 11（请求 2 级数据）用于应用层请求数据的链路传输。

地址域由行政区划码 A1、终端地址 A2、主站地址和组地址标志 A3 组成。

终端地址 A2：

终端地址 A2 选址范围为 1～65535。A2=0000H 为无效地址，A2=FFFFH 且 A3 的 D0 位为“1”时表示系统广播地址。

主站地址和组地址标志 A3：

A3 的 D0 位为终端组地址标志，

D0=0 表示终端地址 A2 为单地址；

D0=1 表示终端地址 A2 为组地址；

A3 的 D1～D7 组成0～127 个主站地址 MSA。 

——主站启动的发送帧的 MSA应为非零值，其终端响应帧的 MSA应与主站发送帧的 MSA相同。 

——终端启动发送帧的 MSA应为零，其主站响应帧的 MSA也应为零。

帧校验和：

帧校验和是用户数据区所有字节的八位位组算术和，不考虑溢出位。用户数据区包括控制域、地址域、链路用户数据（应用层）三部分。

应用层（链路用户数据）：

---|应用层功能码AFN

---|帧序列域SEQ

---|数据单元标识

---|数据单元

---|附加信息域AUX

对于应用层需要加密的关键数据，采用对称算法进行数据加解密。加密的数据区包括：应用层功能码、数据单元标识及数据单元部分。通过密码机采用对称密钥算法将明文数据加密成密文，故用户数据长度会相应改变。

应用层功能码 AFN：

应用层功能码 AFN由一字节组成，采用二进制编码表示。

帧序列域 SEQ：

帧序列域 SEQ 为 1 字节，用于描述帧之间的传输序列的变化规则，由于受报文长度，数据无法在一帧内传输，需要分成多帧传输（每帧都应有数据单元标识，都可以作为的报文处理）。

帧时间标签有效位 TpV：

TpV=0：表示在附加信息域中无时间标签 Tp； 

TpV=1：表示在附加信息域中带有时间标签 Tp。

首帧标志 FIR、末帧标志 FIN：

FIR：置“1”，报文的第一帧。 

FIN：置“1”，报文的最后一帧。

请求确认标志位 CON：

在所收到的报文中，CON 位置“1”，表示需要对该帧报文进行确认；置“0”，表示不需要对该帧报文进行确认。

启动帧序号 PSEQ：

PSEQ取自 1 字节的启动帧计数器 PFC 的低4 位计数值 0～15。 

启动帧帧序号计数器 PFC： 

每一对启动站和从动站之间均有 1 个的、由 1 字节构成的计数范围为 0～255 的启动帧帧序号计数器 PFC，用于记录当前启动帧的序号。启动站每发送 1 帧报文，该计数器加 1，从 0～255 循环加 1递增；重发帧则不加 1。

响应帧序号 RSEQ：

响应帧序号 RSEQ以启动报文中的 PSEQ作为第一个响应帧序号，后续响应帧序号在 RSEQ的基础上循环加 1递增，数值范围为 0～15。

帧序号改变规则：

1）  启动站发送报文后，当一个期待的响应在超时规定的时间内没有被收到，如果允许启动站重发，则该重发的启动帧序号 PSEQ 不变。重发次数可设置，最多 3 次；重发次数为 0，则不允许重发。 

2） 当 TpV=0 时，如果从动站连续收到两个具有相同启动帧序号 PSEQ的启动报文，通常意味着报文的响应未被对方站收到。在这种情况下，则重发响应（不必重新处理该报文）。 

3） 当 TpV=0 时，如果启动站连续收到两个具有相同响应帧序号 RSEQ 的响应帧，则不处理第二个响应。 

4）终端在开始响应第二个请求之前，必须将前一个请求处理结束。终端不能同时处理多个请求。

S1、S2、S3分别表示链路传输服务类别：

正常情况：

异常情况：

时序：

数据单元标识：

数据单元标识由信息点标识 DA和信息类标识 DT 组成，表示信息点和信息类型。

信息点 DA：

信息点 DA由信息点元 DA1 和信息点组 DA2 两个字节构成。 

DA2 采用二进制编码方式表示信息点组，DA1 对位表示某一信息点组的 1～8 个信息点，以此共同构成信息点标识 pn（n=1～2040）。

当 DA1 和 DA2 全为“0”时，表示终端信息点，用 p0 表示； 

信息点标识 pn 对应于不同信息类标识 Fn 可以是测量点号、总加组号、控制轮次、直流模拟量端口号、任务号。

信息类 DT：

信息类 DT 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 1～8 种信息类型，以此共同构成信息类标识 Fn（n=1～248）。

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、命令等。 

数据组织的顺序规则：先按 pn 从小到大、再按 Fn 从小到大的次序，即：完成一个信息点 pi 的所有信息类 Fn的处理后，再进行下一个 pi+1 的处理。 

终端在响应主站对终端的参数或数据请求时，如终端没有所需的某个数据项，则将应答报文中 DT的对应标志位清除；如终端仅是没有某个数据项中的部分内容，则应将该数据项中的所缺部分内容的每个字节填写“EEH”。

附加信息域 AUX 定义

附加信息域可由消息认证码字段 PW、事件计数器 EC 和时间标签 Tp 组成。

消息认证码字段 PW

消息认证码字段 PW用于重要下行报文中，由 16 字节组成，PW是由主站按系统约定的认证算法产生，并在主站发送的报文中下发给终端，由终端进行校验认证，通过则响应主站命令，反之则否认。终端在收到带有 PW的报文，必须在认证通过后，才能响应命令。 

事件计数器 EC

事件计数器用于具有重要事件告警状态需上报的上行报文中（ACD 位置“1”的上行响应报文），EC 由 2 字节组成，分别为重要事件计数器 EC1 和一般事件计数器 EC2。计数范围 0～255，循环加1递增。

每发生 1 个事件，相应的计数器自动加 1。 

时间标签 Tp

时间标签用于允许同时建立多个通信服务的链路传输和信道延时特性较差的传输中。在交换网络通道中，对采用同时建立多个通信服务的传输服务进行辅助判决接收报文的时序和时效性。 

时间标签 Tp由 6 字节组成

时间标签 Tp 由启动站产生，并通过报文传送给从动站，从动站据此判决收到的报文的时序和时效性，如判别有效，从动站发送响应帧，并在响应帧中将时间标签 Tp 返回启动站。

启动帧帧序号计数器 PFC：每一对启动站和从动站之间均有 1 个的、由 1 字节构成的计数范围为 0～255 的启动帧帧序号计数器 PFC，用于记录当前启动帧的序号。启动站每发送 1 帧报文，该计数器加 1，从 0～255 循环加 1递增；重发帧则不加 1。

启动帧发送时标：记录启动帧发送的时间。 

允许发送传输延时时间：指启动帧从开始发送至从动站接收到报文之间启动站所允许的传输延时时间。 

从动站的时效性判断规则： 

——如从动站的当前时间与 Tp 中的启动帧发送时标之间的时间差大于 Tp 中的允许传输延时时间，从动站则舍弃该报文； 

——如时间差不大于 Tp中的允许传输延时时间，则做出响应； 

——如 Tp 中的允许传输延时时间为“0”，则从动站不进行上述两项的判断。

非平衡传输过程和平衡传输过程的区别在于：

1、半双工通道和专用无线通道应采用非平衡传输规则

   全双工通道和数据交换网络通道可采用平衡传输规则

2、非平衡传输过程每次只能有一次通信服务

   平衡传输过程每次允许建立一个或多个通信服务