低压电力线宽带载波通信规约 第6部分:应用层通信协议.pdf
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1、 Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准中国南方电网有限责任公司企业标准 Q/XXX 低压电力线宽带载波通信规约第 6 部分:应用层通信协议(报批稿)20XXXXXX 发布 20XXXXXX 实施 中国南方电网有限责任公司 发 布 Q/CSGXXXXXXX-2021Q/XXX 1 目 次 前 言.2 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义和缩略语.1 4 缩略语.1 5 概述.2 6 通用报文结构.2 7 业务扩展域.4 8 确认/否认.5 9 数据转发.5 10 命令业务.7 11 主动上报.23 12 抄控器协议.25 13 广播命令业务.26 14 数据订阅业务.26
2、 编制说明.28 设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置
3、了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体设置了格式设置了格式设置了格式:设置了格式:字体:(国际)宋体Q/XXXQ/CSGXXXXXXX-2021 2 前 言 为全面规范南方电网公司低压电力线宽带载波通信协议应用层要求,包括应用层概述、通用报文结构、确认/否认、数据转发、命令业务、主动上报、
4、抄控器协议、广播命令业务、数据订阅业务等内容,制定本部分。低压电力线宽带载波通信规约标准分为 6 个部分:第 1 部分:总则;第 2 部分:技术要求;第 3 部分:检验方法;第 4 部分:物理层通信协议;第 5 部分:数据链路层通信协议;第 6 部分:应用层通信协议。本标准是低压电力线宽带载波通信规约第 6 部分。本标准由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口管理并负责解释。本部分标准主编单位:广东电网有限责任公司、南方电网公司市场营销部、中国南方电网电力调度控制中心、南方电网科学研究院有限责任公司。本部分标准起草人:张思建、施展、肖勇、付佳佳、黄博阳、潘城、杨劲锋、曾瑛、黄友朋、王秀竹
5、、时岩岩、卢建刚、招景明、陈宝仁、王力、朱海龙、张正峰,其中第 1-34 章节由卢建刚、招景明编写,第 45-14 章节由张思建、施展、肖勇、付佳佳、黄博阳、潘城、杨劲锋、曾瑛、黄友朋、王秀竹、时岩岩编写,编制说明由陈宝仁、王力、朱海龙、张正峰编写 本标准为首次发布。Q/XXXQ/CSGXXXXXXX-2021 1 低压电力线宽带载波通信规约 第 6 部分:应用层通信协议 1 范围 本标准规定了低压电力线宽带载波通信网络的应用层层层通信协议,包括通用报文结构、业务扩展域、确认/否认、数据转发、命令业务、主动上报、抄控器协议、广播命令业务、数据订阅业务等技术。本标准适用于低压电力线宽带载波通信单
6、元制造、性能检测、数据交换、运行维护和验收。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。DL/T 645-2007 多功能电能表通信协议 DL/T 645-1997 多功能电能表通信协议 CJ/T188-2018 户用计量仪表数据传输技术条件 3 术语和定义和缩略语 下列术语和定义适用于本文件。3.1 宽带载波通信网络 宽带载波通信网络是以低压电力线为通信媒介,实现低压电力用户用电信息汇聚、传输、交互通信网络的功能,其主要采用正交频分复
7、用技术,频率范围(0.712)MHz。3.2 中央协调器 通信网络中的主节点角色,负责完成组网控制、网络维护管理等功能,其对应的设备实体为集中器本地通信单元。3.3 代理协调器 为中央协调器与站点或者站点与站点之间进行数据中继转发的站点,简称代理。3.4 站点 通信网络中的从节点角色,其对应的设备实体为通信单元,包括电能表载波模块、I 型采集器载波模块或 II 型采集器。3.5 数据订阅路由 电力线通信网络中建立和维护经中央协调器转发的某个站点至另一个站点的传输路径的过程。应用于同一个宽带载波网络中,集中器与传感器、智能分布式开关等其他非计量自动化业务电气设备数据转发场景。3.6 路由 电力线
8、通信网络中中继路由和数据订阅路由。3.7 业务报文 通信网络中建立和维护从中央协调器到各个站点的传输路径以及从各个站点至中央协调器的传输路径的过程。3.8 网关 中央协调器(CCO)的载体设备,具备汇聚、远程回传功能。3.9 终端 站点(STA)的载体设备。4 缩略语 以下缩略语适用于本文件。CCO Central:中央协调器(Coordinator)CRC Cyclic:循环冗余校验(Redundancy Check)Q/XXXQ/CSGXXXXXXX-2021 2 MAC Media:媒介访问控制(Access Control)MPDU MAC:层协议数据单元(Protocol Data
9、Unit MAC)MSDU MAC:层服务数据单元(Service Data Unit MAC)NTB:网络基准时间(Network Time Base)OSTEI:原始源终端设备标识(Original Source Terminal Equipment Identifier)SNID:短网络标识符(Short Network Identifier)SNR:信噪比(Signal-to-Noise Ratio)SOF:帧起始(Start of Frame)STA:站点(Station)TEI:终端设备标识 Terminal Equipment Identifier)5 概述 应用层定义了 CCO
10、 与 STA 之间各种业务的数据交互过程,包括交互的报文格式和交互流程。包括的具体业务有:数据转发业务(含数据订阅业务)、命令业务、广播业务和主动上报业务等。6 通用报文结构 应用层报文需遵循通用报文结构,如表 1 所示。表 1 通用报文格式 字节:1 2 1 变长 L 报文端口号 报文标识符 保留 应用层业务报文 通道控制信息 应用层数据 6.1 报文端口号 报文端口号是 1 字节的字段,指 CCO 与 STA 之间进行交互时,应用层报文传输中的端口号。对于需要通信模块转发的报文,取值为 0 x11;对于发送给通信模块以及通信模块主动发送的报文,取值为 0 x13。一般而言,0 x11 报文
11、对应于业务报文,0 x13 报文对应于管理报文。各类报文的端口号取值见 6.3.2。6.2 报文标识符 报文标识符是 2 字节的字段,指 CCO 与 STA、抄控器之间传输的应用层报文标识符,应用层报文固定为 0 x0101。注:默认为 CCO 与 STA 之间的应用层报文,除非特别描述为 CCO 和抄控器之间的报文。6.3 应用层业务报文 应用层业务报文包括数据转发报文、命令报文和主动上报报文等,其格式如表 2 所示。表 2 应用层业务报文 字节数:2 1 1 2 2 变长 L0 变长 L1 控制域 业务标识 应用版本号 帧序号 帧长 业务数据单元 扩展域数据区长度 厂家编码 扩展数据区载荷
12、 业务报文头 业务报文域 业务扩展域 6.3.1 控制域 控制域包括定义帧类型域、业务扩展域等内容,长度为 16 比特。具体帧控制域内容格式如表 3 所示。表 3 控制域 D15 D14 D13 D12 D11D4 D3D0 传输方向位 启动标志位 响应标识位 业务扩展域标识位 保留 帧类型域 6.3.1.1 帧类型域 帧类型域规定了帧所属类型,不同帧类型域内容不同,表时的帧类型不同。本规范帧类型分为数据转发帧、命令帧、广播帧和主动上报帧四种,帧类型域长度为 4 比特,数据内容如表 4 所示。表 4 帧类型域 帧类型域 D3 D2 D1 D0 帧类型名称 应用类型条目 0000 确认/否认 8
13、 0001 数据转发帧 9 带格式表格带格式表格带格式表格带格式表格Q/XXXQ/CSGXXXXXXX-2021 3 0010 命令帧 10 0011 主动上报帧 11 0100 抄控器相关协议 12 0101 广播命令帧 13 0110 数据订阅路由帧 14 1110 厂家调试 备用 其它 保留 6.3.1.2 业务扩展域标识位 业务扩展域标识位取值决定数据帧中业务扩展域是否存在,长度为 1 比特。业务扩展标识位内容如表 5 所示。表 5 业务扩展域标识位 业务扩展域标识位 D12 含义 0 无业务扩展域 1 有业务扩展域 6.3.1.3 响应标识位 响应标识位是 1 比特的字段,用来描述该
14、报文是否需要目标设备应答,其内容如表 6 所示。表 6 响应标识位 响应标识位 D13 含义 0 不需要应答 1 需要应答 6.3.1.4 启动标志位 启动标志位是 1 比特的字段,用来区分此报文是自从动站还是来自启动站,其内容如表 7 所示。表 7 启动标志位 启动标志位 D14 含义 0 此帧报文来自从动站 1 此帧报文来自启动站 6.3.1.5 传输方向位 传输方向位是 1 比特的字段,用来区分上下行通信数据报文,其内容如表 8 所示。由 CCO 发送给STA 数据报文的方向为下行方向,STA 上报给 CCO 数据报文的方向为上行方向。由抄控器发送给 CCO/STA 数据报文的方向为下行
15、方向,CCO/STA 发送给抄控器数据报文的方向为上行方向。表 8 传输方向位 传输方向位 D15 含义 0 下行方向 1 上行方向 6.3.2 业务标识 业务标识是 8 比特的字段,是应用层报文的具体标识符,具体内容和取值如表 9 所示。表 9 业务标识 帧类型 报文端口号 业务标识 描述 确认/否认 0 x11 0 x00 确认 0 x11 0 x01 否认 0 x020 xFF 保留 数据转发 0 x11 0 x00 数据透传至设备 0 x13 0 x01 数据透传至模块 0 x020 xFF 保留 Q/XXXQ/CSGXXXXXXX-2021 4 命令 功能性业务 0 x11 0 x0
16、2 文件传输 0 x11 0 x03 允许/禁止从节点事件 其他 保留 通信管理业务 0 x11 0 x00 查询终端搜索结果 0 x11 0 x01 下发搜索终端列表 0 x11 0 x04 从节点重启 0 x11 0 x05 从节点信息查询 0 x11 0 x06 下发通信地址映射表列表 0 x13 0 x07 查询从节点运行状态信息 0 x13 0 x08 查询从节点信道信息 0 x11 0 x10 台区户变关系/相位识别 0 x11 0 xF0 测试帧 其它 保留 主动上报 0 x11 0 x00 电表事件主动上报 0 x13 0 x01 停上电事件上报 0 x11 0 x02 设备事
17、件主动上报 0 x13 通信模块事件上报 0 x030 xFF 保留 抄控器协议 0 x11 0 x00 抄控器-CCO 协议 0 x11 0 x01 数据透传串口转发 0 x02-0 xFF 保留 广播命令 0 x11 0 x04 从节点重启 0 x11 0 x05 从节点信息查询 0 x13 0 x07 查询从节点运行状态信息 0 x13 0 x08 查询从节点信道信息 数据订阅业务 0 x11 0 x00 数据订阅业务 0 x010 xFF 保留 6.3.3 应用版本号 应用版本号是 1 字节的字段,指从 CCO 发送给 STA 的应用层数据的版本号。考虑兼容性,本版本取值固定为 1。应
18、用帧结构发生变化时,对应的应用版本号需增加。6.3.4 帧序号 帧序号有效取值范围为 0 x00000 xFFFF,在每次传输新的应用层帧后加 1,0 xFFFF 后返回 0 x0000。响应帧序号与启动帧序号相同。重发请求报文的帧序号不增加。6.3.5 帧长 帧长包括业务报文域 L0(业务数据单元)和业务扩展域 L1(扩展域数据区长度、厂家编码和扩展数据区载荷)总字节数。6.3.6 业务报文域 业务报文域包括业务数据单元,其具体内容根据业务标识有不同的内容。7 业务扩展域 业务扩展域包含于应用层帧头部分,属于可选项。帧头是否包含业务扩展域取决于控制域中业务扩展域标志位内容。业务扩展域提供了功
19、能扩展空间,用户可根据自身需求,对业务扩展域内容进行定制。业务扩展域包括扩展域数据区长度、厂家编码和扩展数据部分,其中扩展域数据区长度部分占 1 字节,用于标识厂家编码和扩展数据区长度,厂家编码部分占 2 字节,格式为 ASCII 码,用于标识本帧业务扩展域属于哪个厂商。厂家标识和扩展域数据区内具体功能的管理建议使用备案制。表 10 业务扩展域 Q/XXXQ/CSGXXXXXXX-2021 5 字节数:1 2 变长 L 扩展域数据区长度 厂家编码 扩展域数据区 8 确认/否认 a)0 x00:确认 无业务报文载荷。b)0 x01:否认 否认报文格式如表 11 所示。表 11 否认格式 字节数:
20、1 原因码 业务数据单元 原因码:0 为通信超时,1 表示业务标识不支持,2 表示 CCO 忙,3 表示终端层无应答,4 表示格式错误,FFH 其他;9 数据转发 9.1 0 x00:数据透传至设备 CCO 将需要转发的数据内容传输至 STA,STA 从报文中提取出转发数据内容并传送给 STA 所连接的终端(例如电能表、采集器等)。9.1.1 下行业务报文格式 CCO 向 STA 发送的数据透传下行业务报文载荷格式如表 12 所示。表 12 数据透传至设备业务报文载荷格式 字节数:6 6 1 1 2 变长 L 源地址 目的地址 设备超时时间 保留 转发数据长度 转发数据内容 业务数据单元 9.
21、1.1.1 源地址 主节点地址,6 字节,默认可以填 0。9.1.1.2 目的地址 实际电表的地址,6 字节。9.1.1.3 设备超时时间 设备超时时间是 8 比特的字段,由 CCO 给定,STA 将其作为与设备之间通信时超时时间,在此时间内,STA 没有收到设备的应答,则放弃本次转发。单位:100 毫秒。值为 0 时,STA 取默认超时时间。9.1.1.4 保留 保留位默认填 0。9.1.1.5 转发数据长度 转发数据长度是 16 比特的字段,指从 CCO 发送给 STA 抄表数据的长度,即实际数据域的长度。9.1.1.6 转发数据内容(DATA)数据(DATA)字节长度可变,指由 CCO
22、下发给 STA 的数据转发报文数据。9.1.2 上行业务报文格式 STA 向 CCO 发送的数据透传的上行业务数据单元如表 13 所示。表 13 数据透传至设备上行业务报文格式 字节数:6 6 2 2 变长 L 源地址 目标地址 保留 转发数据长度 转发数据内容 业务数据单元 9.1.2.1 源地址 电表地址,6 字节。9.1.2.2 目的地址 主节点地址,6 字节,默认可以填 0。9.1.2.3 保留 保留位默认填 0。Q/XXXQ/CSGXXXXXXX-2021 6 9.1.2.4 转发数据长度 转发数据长度是 16 比特的字段,指从 STA 发送给 CCO 抄表结果数据的长度,即实际数据
23、(DATA)域的长度。9.1.2.5 数据(DATA)数据(DATA)字节长度可变,指 STA 收到下接设备(如电能表、采集器)的抄表应答报文。9.2 0 x01:数据透传至模块 CCO 将需要转发的数据内容传输至 STA,STA 从报文中提取出转发数据内容并传送给 STA 本身所属的通信模块(例如电能表、采集器等终端通信模块等)。9.2.1 下行业务报文格式 CCO 向 STA 发送的数据透传下行业务报文载荷格式如表 14 所示。表 14 数据透传至模块下行业务报文载荷格式 字节数:6 6 1 1 2 变长 L 源地址 目的地址 保留 业务代码 数据转发长度 数据内容 业务数据单元 9.2.
24、1.1 源地址 主节点地址,6 字节,默认可以填 0。9.2.1.2 目的地址 实际电表的地址,6 字节。9.2.1.3 保留 保留位默认填 0。9.2.1.4 业务代码 默认填 0,透传 645 报文,1255 保留。9.2.1.5 数据转发长度 数据长度是 16 比特的字段,指从 CCO 发送给 STA 数据的长度,即实际数据域的长度。9.2.1.6 转发数据内容(DATA)数据(DATA)字节长度可变,指由 CCO 下发给 STA 的数据内容。9.2.2 上行业务报文格式 STA 向 CCO 发送的数据透传的上行业务数据单元如表 15 所示。表 15 数据透传至模块上行业务报文载荷格式
25、字节数:6 6 1 1 2 变长 L 源地址 目标地址 保留 业务代码 数据转发长度 数据内容 业务数据单元 9.2.2.1 源地址 电表地址,6 字节。9.2.2.2 目的地址 主节点地址,6 字节,默认可以填 0。9.2.2.3 保留 保留位默认填 0。9.2.2.4 业务代码 默认填 0,透传 645 报文,1255 保留。9.2.2.5 数据转发长度 数据长度是 16 比特的字段,指从 STA 发送给 CCO 应答数据的长度,即实际数据(DATA)域的长度。9.2.2.6 数据(DATA)数据(DATA)字节长度可变,指 STA 应答给 CCO 的报文或数据内容。9.3 数据转发业务传
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- 低压电力线宽带载波通信规约 第6部分:应用层通信协议 低压 电力线 宽带 载波通信 规约 部分 应用 通信协议
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