集中器与Router通信模块间的扩展通信协议_V1.4

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Router通信模块扩展通信协议

拟制：		日期：	2010.03.16
审核：		日期：
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青岛东软电脑技术有限公司

1概述

本协议是对国家电网公司《用电信息采集系统集中器与下行通信模块本地接口通信

协议376.2》的扩展部分，用于替代以上协议中有路由部分的协议，即主要替代以上协

议中功能码AFN>6的部分。

协议框架376.2，帧格式：

命名	SOP	L	C	UD	CS	EOP
描述	起始字符	帧长度	控制域	用户数据	校验和	结束字符
长度	1 Byte	2 Bytes	1 Byte	（L-5）Bytes	1 Byte	1 Byte

图1.1 协议376.2 帧格式框架

其中：

SOP=68H

EOP=16H

控制域 C 格式如下：

	D7		D6		D5~D0
传输方向位 DIR		启动标志位 PRM		通信方式

图1.2 协议376.2 帧的控制域 C的格式

路由器仅支持C.CW（通信方式）=1、7 两种情况。前者由集中器负责路由信息管理和路径指定，后者由Router负责路由信息。

2C.CW（通信方式）=1： 集中器路由协议

执行集中器路由协议，路由局限于集中式机制，通信限于应答模式，体系限于单任务系统。此时，集中器 承担管理维护路由信息的责任，执行376.2。

2.1路由标识

 路由标识固定为0，有路由模式。

2.2“否认”报文

——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，9为任务启动失败，255-其它，10~254备用。

3C.CW（通信方式）=7： Router路由协议

控制域C的通信方式 CW=7时，由路由器Router确定路由策略，集中器不需指定路径信息。路由器根据集中器发出的不同任务、不同时机、不同环境，自行择优选取合适的路由机制，包括集中式、分布式、并发式、洪泛式。

此时，控制域C.DIR 仍然标志报文方向（上、下行），标志报文来自主动方还是从动方的 C.PRM 位继续使用。

3.1用户数据区格式

用户数据区UD由信息域、地址域、功能码、和应用数据域四部分组成，格式定义见图3.1：

命名	R	A	AFN	AD
描述	信息域	地址域	应用功能码	应用数据
长度	6 Bytes	0 or 12 Bytes	1 Byte	n Bytes

图 3.1 用户数据UD区组成（C.通信方式=7时）

其中应用数据 AD 的内容、格式、和含义随信息域 R和功能码 AFN 而变。

3.2信息域R

3.2.1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

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

0

冲突检测

通信模块标识

附属节点标识

后续帧标志

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

纠错编码标识

信道标识

预计应答字节数

BIN

1

D15

D14-D0

BS

2

速率单位标识

通信速率

D7~D0

BS

1

预留

——通信模块标识： 

     0：后面的地址域空，用于集中器与Router间本地通信；

     1：后面的地址域含报文帧的源节点和目的节点，用于集中器与载波从节点通信模块间通信。

——后续帧标志TBC (To Be Continued) 

     0：无后续帧，

     1：还有后续帧。

 后续帧标志用于报文的从动站应答时用，不能用于启动站。

——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。

——冲突检测：0表示不进行冲突检测，1表示要进行冲突检测。

——信道标识：取值0~15，0表示不分信道、1~15依次表示第1~15信道。

——纠错编码标识：取值范围0~15，0表示信道未编码，1表示RS编码，2~15保留。

——预计应答字节数：取值0~255，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。

3.2.2上行报文

上行报文的定义如表 5：

表 1

数据内容

数据格式

字节数

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

中继深度

0

通信模块标识

0

后续帧标志

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

0

信道标识

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

电表通道特征

实测相线标识

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

末级应答信号品质

末级命令信号品质

D15~D0

BS

2

预留

——通信模块标识：

     0：后面的地址域空，用于集中器与Router间本地通信；

     1：后面的地址域含报文帧的源节点和目的节点，用于集中器与载波从节点通信模块间通信。

——信道标识：取值0~15，0表示不分信道、1~15依次表示第1~15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，1~3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0~15，0保留，1为载波物理信道为单相供电，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0~15，0表示无信号品质，1表示最低品质。

3.3地址域A 说明

地址域由源地址A1、目的地址A2组成，格式见表 2：

表 2

地址域	数据格式	字节数
源地址A1	BCD	6
目的地址A2	BCD	6

——当信息域的通信模块标识为0时，无地址域A；

——当信息域的地址域标识为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，目的地址A2是指载波从节点的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，目的地址A2是指载波主节点的MAC地址。

——当为广播命令时，目的地址A2为广播地址999999999999H。

3.4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 3：

表 3

应用功能码AFN	应用功能定义	具体项目	通信模块标识	必须
01H	控制命令	F1：集中器中继转发	0	×
		F2：启动收集载波从节点任务	0	√
		F3：路由抄读、控制、设置电表（点抄）	1	√
		F4: 启动例行抄表任务	0	√
		F5: 启动广播抄读任务	0	×
		F6: 设置时间	0	×
		F7: 设置路由运行模式	0	√
02H	数据查询	F1: 集中器ID（载波主节点地址）	0	√
		F2: 未抄读成功电表	0	√
		F3: 电表待抄读数据项	0	√
		F4: 查询时间	0	×
		F5: 查询路由运行模式	0	√

 

注：必须列中有√标记的是必须实现的功能。未标记√的为可选择实现的功能。可选功能不影响系统功能的完备性。

    确认/否认报文依然按照C.CW（通信方式）=1的格式发送；

3.5应用数据域

3.5.1应用数据域格式

应用数据域格式定义见图 1：

应用功能码AFN

数据单元标识

数据单元

图 1

3.5.2数据单元标识

3.5.2.1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 2：

信息类DT	DT1	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
	DT2	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0

图 2

3.5.2.2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），格式见图 3：

信息类组DT2	信息类元D T1
D7~D0	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
0	F8	F7	F6	F5	F4	F3	F2	F1
1	F16	F15	F14	F13	F12	F11	F10	F9
2	F24	F23	F22	F21	F20	F19	F18	F17
……	……	……	……	……	……	……	……	……
30	F248	F247	F246	F245	F244	F243	F242	F241
……	未定义
255

图 3

3.5.3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。

数据单元中出现的所有节点 ID 都是 6 字节的 BCD 格式。

3.6应用数据报文结构

应用数据报文结构是对应用功能码及其对应的数据单元进行详细的定义和说明。

3.6.1控制命令（AFN=01H）

3.6.1.1Fn定义

Fn	名称及说明
F1	F1：集中器中继转发
F2	F2：启动收集载波从节点任务
F3	F3：路由抄读、控制、设置电表（点抄）
F4	F4: 启动例行抄表任务
F5	F5: 启动广播抄读任务
F6	F6: 设置时间
F7	F7: 设置路由运行模式
F8~F248	备用

3.6.1.2F1：集中器中继转发

数据单元内容为主站与路由器之间的报文，下行报文中的数据单元内容应为路由器可以识别的完整报文内容。数据管理器集中器仅在主站与路由器之间起中继转发的作用，并不理解其内容。例如，主站通过集中器转发给路由器的报文，或者路由器通过集中器转发给主站的报文。集中器收到路由器发来的中继转发上行报文时，应将报文中数据单元内容透传给主站。

用途：调试

3.6.1.3F2启动收集载波从节点任务

在给定的任务时间内，搜集距离集中器15 跳范围内的电表 ID （不一定是属于所辖台区的电表）。该任务过时自动停止，也可能因为提前完成任务而停，但不能被叫停，但可以在执行该任务期间启动其它任务。

3.6.1.3.1下行报文

3.6.1.3.1.1报文格式

启动收集表号任务下行报文中的数据单元格式见下表：

数据内容	数据格式	字节数
任务时间(M)：>0，单位:分钟	BIN	2

3.6.1.3.2上行报文

如载波主节点启动任务失败，则返回否认帧，否则先返回确认帧表示任务启动成功。

随后再把收集到的从节点信息依次返回给上位机；

收集到的载波从节点上报帧的数据单元格式为：

数据内容	数据格式	字节数
载波从节点地址	BIN	6

  集中器对载波从节点上行报文的确认：

  如果上行报文中的表号是本台区表，则集中器应回应确认帧，如果不是本台区表，集中器应回应否认帧（错误字=7表号不存在），以便让Router判断某只表是否属于本台区内的表。

3.6.1.4F3：路由抄读、控制、设置电表（点抄）

该报文可用于集中器请求路由器：

 点名抄读某一电表的数据；

 点名控制某一电表状态（例如通、断电）；

3.6.1.4.1下行报文格式

数据单元格式见下表：

数据内容	数据格式	字节数
规约类型	BIN	1
报文长度L	BIN	1
报文内容	BIN	L

其中，

——规约类型：00H为透明传输，01H为 DL/T5-1997，02H为 DL/T5-2007；

——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。

3.6.1.4.2上行报文

如果点抄任务失败，载波从节点返回报文长度L为0的上行帧；

如果点抄成功，载波主节点会把命令的执行结果上行帧报告给上位机。

点抄成功或失败后后，载波从节点上报帧的数据单元格式为：

数据内容	数据格式	字节数
规约类型	BIN	1
报文长度L	BIN	1
报文内容	BIN	L

  

3.6.1.5F4: 启动例行抄表任务

仅下行，通知Router开始启动日常抄表工作。

下行报文格式：

数据单元格式见下表：

数据内容	数据格式	字节数
任务执行时间M	BIN	2
待抄读项类型	BIN	1

其中，

——任务执行时间M：M是集中器路由器执行该任务最大时间，以分钟为单位（M>0）。

 在确定的时间 M内，路由器抄读距离集中器15 跳范围内的所有可达电表的例行抄读数据项，并不断地将抄读到的内容以上行帧的形式报送集中器。 

 由该功能抄到的电表可能未在集中器登记为所辖电表，所以该功能同时完成例行抄表和自动收集载波从节点任务。

 可以在执行该任务期间同时启动其它任务。

 该任务过时会自动停止，也可能因为提前完成任务而停止而转出例行抄读状态，但不能被叫停。

 电表隐含的例行抄读数据项为DL/T5 1997的901F；

 在例行抄读状态，Router 会向集中器 询问未抄成功的表号及数据项（数据查询指令F2: 未抄读成功电表和F3: 电表待抄读数据项），集中器 回答的数据项会被设置为电表的例行数据项。

——待抄读项类型：说明本次抄读的数据项类型，只使用该字节的低4位（高4位置0），每个类型下可以设置多个数据项，详见“数据查询：F3: 电表待抄读数据项”。

待抄读项类型为0表示不启用广播抄读功能，直接启动集中式抄读。

待抄读项类型采用按位设置方式，可多选，例如b’0000 0001’表示抄读第1个类型的数据项，b’0000 0011’表示同时抄读第1个类型和第2个类型的数据项等等。

上行报文：

Router收到启动例行抄读任务的下行报文后，如果任务启动成功，则立即回应确认帧。

如果任务启动失败，则回应否认帧。

任务启动成功后，Router会把每只电表的成功抄读结果逐个上报给集中器，其上行报文格式：

Fn=F4：例行抄读任务应答帧；

数据单元格式为：

数据内容	数据格式	字节数
规约类型	BIN	1
报文长度L	BIN	1
报文内容	BIN	L

报文内容：报文的原始内容；

集中器对上行报文的确认：如果上行报文中的表号是本台区表，则集中器应回应确认帧，如果不是本台区表，集中器应回应否认帧（错误字=7表号不存在），以便让Router判断某只表是否属于本台区内的表。

3.6.1.6F5: 启动广播抄读任务

 仅下行，通知Router开始启动广播抄表工作。

下行报文格式：

数据单元格式见下表：

数据内容	数据格式	字节数
任务执行时间M	BIN	2
规约类型	BIN	1
报文长度L	BIN	1
报文内容	BIN	L

其中：

——任务执行时间M：M是集中器路由器执行该任务最大时间，以分钟为单位（M>0）。

 在确定的时间 M内，路由器抄读距离集中器15 跳范围内的所有可达电表的例行抄读数据项，并不断地将抄读到的内容以上行帧的形式报送集中器。 

——规约类型：00H为透明传输，01H为 DL/T5-1997，02H为 DL/T5-2007；

——报文长度L：规约的原始报文数据总长度。

——报文内容：报文的原始内容（如果是5报文，要求5报文的地址全为0x99）；

上行报文格式：

如果任务启动成功，则Router立即回应确认帧。

如果任务启动失败，Router回应否认帧。

任务启动成功后，Router会把每只电表的成功抄读结果逐个上报给集中器，其上行报文格式：

Fn=F5：广播抄读任务应答帧；

数据单元格式为：

数据内容	数据格式	字节数
规约类型	BIN	1
报文长度L	BIN	1
报文内容	BIN	L

——规约类型：00H为透明传输，01H为 DL/T5-1997，02H为 DL/T5-2007；

——报文长度L：规约的原始报文数据总长度。

——报文内容：报文的原始内容；

集中器对上行报文的确认：如果上行报文中的表号是本台区表，则集中器应回应确认帧，如果不是本台区表，集中器应回应否认帧（错误字=7表号不存在），以便让Router判断某只表是否属于本台区内的表。

3.6.1.7F6: 设置时间

用于上位机设置Router的本地时间。

下行报文中数据单元格式见下表：

数据内容	数据格式	字节数
本地时间	BIN	6

本地时间的格式为：YYMMDDHHMMSS（BCD码，发送时倒序）。

上行报文：确认帧。

3.6.1.8F7: 设置路由运行模式

用于集中器设置Router的本地运行模式。

下行报文中数据单元格式见下表：

数据内容	数据格式	字节数
运行模式	BIN	1

——运行模式：

01H表示集中器与通信模块间遵循标准376.2协议，网络层支持V3.5版网络层通信协议；

02H表示集中器与通信模块间遵循扩展的376.2路由协议，并不使用标准376.2协议中有路由部分的协议指令，网络层支持V3.5版网络层通信协议；

03H表示集中器与通信模块间遵循标准的376.2路由协议和RT-III v1.6协议，网络层支持V3版网络层通信协议；

04H~FFH保留；

上行报文：确认帧。

3.6.2数据查询（AFN=02H）

3.6.2.1Fn定义

Fn定义见下表：

Fn	名称及说明
F1	F1: 集中器ID（载波主节点地址）
F2	F2: 未抄读成功电表
F3	F3: 电表待抄读数据项
F4	F4: 查询时间
F5	F5: 查询路由运行模式
F6~F248	备用

3.6.2.2F1: 集中器ID（载波主节点地址）

用于集中器查ID。

数据单元格式：

 来自启动方查询（C.PRM=1）：数据单元为空；

     来自从动方应答（C.PRM=0）：数据单元为集中器ID（BCD，6字节）；

备注：集中器ID不允许是全0或全9；

3.6.2.3F2: 未抄读成功电表

上行查询，下行应答，即只用于路由器查询集中器。

上行：路由器发出查询： C.DIR=1，C.PRM=1，数据单元空

下行：集中器回复应答： C.DIR=0，C.PRM=0，数据单元=电表数量(1B)+电表ID1（6B）+电表ID2（6B）+……。

注：应答帧可能有多个，最后一个应答帧的后续帧标志 TBC=0，发送多个应答帧时中间应有一定时间间隔；

建议每帧帧包含的表数量为1；

如果需要包含多块表时，每帧之间延时计算方式：5ms + （电表数量 – 1） * 2ms，发送过快会导致路由来不及处理。

如所有电表都抄读成功，则集中器返回的数据单元中的电表数量为0。

3.6.2.4F3: 电表待抄读数据项

上行查询，下行应答，即只用于路由器查询集中器。

上行：路由器发出查询， 数据单元=电表ID（6B）；

下行：集中器回复应答， 数据单元=电表ID（6B）+ 规约类型（4b）+待抄读数据项类型（4b）+ 报文内容。

其中：

     ——规约类型：Bit4~7，指明待抄读数据项的规约，0—透明传输，1---DL/T5-1997，2---DL/T5-2007；

 待抄读数据项类型：Bit0~3，指定待抄读数据项的抄读类型，按位设置，可多选。例如，可按月、日、实时等方式分别设置每个数据项的抄读类型。

实时标志指明抄读数据项是否为每日需要例行抄读多次的项，如DLT5_1997的01 90 1F；

     日标志指明抄读数据项是否为每日例行抄读一次的项，如日冻结项；

     月标志指明抄读数据项是否为每月例行抄读一次的项，如月冻结项。

     ——报文内容：如果规约类型是DL/T5，则报文内容是DL/T5的控制字+数据标识(+0x33)；

     如果所查询的电表不存在（非本台区），集中器以否认帧回应，错误字分别为 7。

     如表号存在，但无待抄读数据项，则集中器以确认帧回应Router。

注：本协议也可以用于Router判断某只表是否属于本台区内的表。

3.6.2.5F4: 查询时间

上行查询，下行应答，即只用于路由器查询集中器。

上行报文：数据单元内容为空。

下行报文中数据单元格式见下表：

数据内容	数据格式	字节数
本地时间	BIN	6

本地时间的格式为：YYMMDDHHMMSS（BCD码，发送时倒序）。

3.6.2.6F5: 查询路由运行模式

下行查询，上行应答，即只用于集中器查询路由器的当前运行模式。

下行报文：数据单元内容为空。

上行报文中数据单元格式见下表：

数据内容	数据格式	字节数
路由运行模式	BIN	1

——运行模式：

01H表示集中器与通信模块间遵循标准376.2协议，网络层支持V3.5版网络层通信协议；

02H表示集中器与通信模块间遵循扩展的376.2路由协议，并不使用标准376.2协议中有路由部分的协议指令，网络层支持V3.5版网络层通信协议；

03H表示集中器与通信模块间遵循标准的376.2路由协议和RT-III v1.6协议，网络层支持V3版网络层通信协议；

04H~FFH保留；

上行报文：确认帧。

4路由术语解释和使用含路由器通信模块的集中器建议

●所辖电表：集中器中已经明确为其所管理的电表，通常就是集中器所在台区的电表。

●可达电表：在集中器（包括通过中继）通信范围内的电表。所辖电表应当也是可达电表，但可达电表不一定是所辖电表。

●点名抄表：指定抄读（或设置、控制）某一特定的电表。

●广播通知：发送信息（或设置数据）到集中器所辖的每一个电表。

●例行抄读数据项：电表日常业务所规定的抄读数据项，不同类型的电表例行抄读数据项不同，例如： 普通表只需要抄读其有功总数（冻结量或当前量），分时表还要有分时数，多功能表更复杂一些。另外，例行抄读数据向又可进一步分为日例行项和月例行项等。

●例行抄表：读取每一只电表所有例行抄读数据项。 

●广播例行抄表：读取所有可达电表的例行抄读数据，同时完成表号采集、发现新表的任务。

注意：系统在初始运行时，或者遇到新电表时，集中器以下设备可能不知道某一电表的例行抄读内容。在这种情况下，隐含约定该电表例行抄读项为有功数据块（901FH in DL/T5-1997）。如果该表的例行抄读项比隐含抄读项多，在补充例行抄表阶段会修订并记忆它的实际例行抄读内容。

如果使用的路由器支持广播抄表功能，建议集中器中除了设立一个关于所辖电表的表格，另外设一张表管理登记可达电表。当路由器向上报告（广播）抄读的数据时，如果发现其电表不属于所辖电表，集中器将该电表 ID 等信息登记入可达电表表，寻机上报后台主站系统，或等待主站来取，或发短信通知，以便为最终实现电表在抄表系统中即插即用打好基础。