第三章配電網自動化數據通信課件

15十二月2022第三章配電網自動化數據通信14十二月2022第三章配電網自動化數據通信13.1數據通信系統(tǒng)的基本組成3.2通信系統(tǒng)的性能指標3.2.1有效性指標3.2.2可靠性指標3.3數據傳輸方式和工作方式3.3.1數據傳輸方式3.3.2通信線路的工作方式3.4數據通信的差錯檢測3.4.1差錯控制方式3.4.2常用檢錯碼3.5配電網自動化通信方式3.5.1RS-2323.5.2RS-4853.5.3CAN總線3.5.4電力線載波通信3.5.5光纖通信3.5.6ZigBee無線傳感器網絡3.5.7GPRS通信3.5.8多種通信方式綜合應用3.6配電網自動化常用的通信規(guī)約3.6.1電力負荷管理系統(tǒng)數據傳輸規(guī)約3.6.2IEC60870-5-104規(guī)約第三章配電網自動化數據通信3.1數據通信系統(tǒng)的基本組成第三章配電網自動化數據通信23.1數據通信系統(tǒng)的基本組成數據通信是兩點或多點之間借助某種傳輸介質以二進制形式進行信息交換的過程。將數據準確、及時地傳送到正確的目的地是數據通信系統(tǒng)的基本任務。數據通信系統(tǒng)實際上是一個軟硬件的結合體。電能表公變采集終端協(xié)議報文發(fā)送設備接收設備傳輸介質配電網數據一般指與配電網運行密切相關的數值、狀態(tài)、指令等。開關量、模擬量數據通信技術主要涉及通信協(xié)議、信號編碼、接口、同步、數據交換、安全、通信控制與管理等問題。第三章配電網自動化數據通信3.1數據通信系統(tǒng)的基本組成數據通信是兩點或多點之間借3一、數據通信硬件（1）發(fā)送與接收設備1）各種儀器儀表，如：電能表，低壓用戶抄表采集器，低壓用戶抄表集中器等。2）各種終端單元，如：饋線終端單元FTU，配變終端單元TTU，配電終端單元DTU等。3）主站的前置通信處理機。（2）數據通信傳輸介質配電網自動化數據通信系統(tǒng)可以采用無線傳輸介質，例如電磁波、紅外線等，也可以采用雙絞線、電纜、電力線、光纜等有線介質。第三章配電網自動化數據通信一、數據通信硬件（1）發(fā)送與接收設備第三章配電網自動4二、通信軟件報文與通信協(xié)議都屬于通信系統(tǒng)的軟件。把需要傳送的信息，包括文本、命令、參數值、圖片、聲音等稱為報文，是經過數字化后的信息。通信實體間僅依靠傳送的二進制碼不能相互理解信息的內容，還要有一套事先規(guī)定、共同遵守的規(guī)約。通信設備之間控制數據通信與理解通信數據意義的一組規(guī)則，稱為通信協(xié)議。協(xié)議定義了通信的內容，通信何時進行以及通信如何進行等內容。第三章配電網自動化數據通信二、通信軟件報文與通信協(xié)議都屬于通信系統(tǒng)的軟件。第三章5通信協(xié)議的關鍵要素是語法、語義和時序。語法是指通信中數據的結構、格式及數據表達的順序。例如一個簡單的通信協(xié)議可以定義數據的前8位或16位是發(fā)送者的地址，接著的8位或16位是接收者的地址，后面緊跟著的是要傳送的指令或數據等。語義是指通信幀的位流中的每個部分的含義，收發(fā)雙方是根據語義來理解通信數據的意義。時序包括兩方面的特性：一是數據的發(fā)送時間；二是數據的發(fā)送速率。二、通信軟件第三章配電網自動化數據通信通信協(xié)議的關鍵要素是語法、語義和時序。二、通信軟件第三章63.2通信系統(tǒng)的性能指標一、有效性指標1.數據傳輸速率

在數據通信中常常用時間間隔相同的波形來表示一位二進制數字。這個間隔被稱為碼元長度，而這樣的時間間隔內的信號稱為二進制碼元。同樣n進制的信號也是等長的，并被稱為n進制碼元。通信系統(tǒng)每秒傳輸數據的二進制位數被定義為比特率。單位為bit/s。把每秒傳輸碼元的數目定義為波特率。單位為baud。第三章配電網自動化數據通信3.2通信系統(tǒng)的性能指標一、有效性指標1.數據傳輸速率71.數據傳輸速率

若單比特信號的傳輸速率為9600bit/s，則其波特率為9600baud，它意味著每秒可傳輸9600個二進制位。如果每個碼元由2個二進制位組成，當傳輸速率為9600bit/s時，則其波特率只有4800baud。在討論信道特性，特別是傳輸頻帶寬度時，通常采用波特率；在涉及系統(tǒng)實際的數據傳輸能力時，則使用比特率。一、有效性指標第三章配電網自動化數據通信1.數據傳輸速率一、有效性指標第三章配電網自動化數據通8一、有效性指標2.頻帶利用率單位頻帶內的傳輸速度。單位為bit·s-1·Hz-1，即每赫茲帶寬所能實現的比特率。3.協(xié)議效率協(xié)議效率是指所傳輸的數據包中的有效數據位與整個數據包長度的比值。4.通信效率數據幀的傳輸時間同用于發(fā)送報文的所有時間之比。用于發(fā)送報文的所有時間包括競用總線或等待令牌的排隊時間，數據幀的傳輸時間，以及用于發(fā)送維護幀等的時間之和。第三章配電網自動化數據通信一、有效性指標2.頻帶利用率第三章配電網自動化數據通信9二、可靠性指標誤碼率是衡量數字通信系統(tǒng)可靠性的指標。它是二進制碼在數據傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，數值上近似為式中，N為傳輸的二進制碼元總數；Ne為被傳輸錯的碼元數。理論上應有N→∞。實際使用中，N應足夠大，才能把Pe作為誤碼率。采取差錯控制，降低誤碼率。第三章配電網自動化數據通信二、可靠性指標誤碼率是衡量數字通信系統(tǒng)可靠性的指標。它是二進10一、數據傳輸方式1.串行傳輸和并行傳輸串行傳輸具有易于實現，在長距離傳輸中可靠性高等優(yōu)點。它適合遠距離的數據通信，但需要收發(fā)雙方采取同步措施。并行傳輸所需要的傳輸線多，一般在近距離的設備之間進行數據傳輸時使用。串行傳輸和并行傳輸的區(qū)別在于組成一個字符或字節(jié)的各數據位是依順序逐位傳輸還是同時并行地傳輸。3.3數據傳輸方式和工作方式第三章配電網自動化數據通信一、數據傳輸方式1.串行傳輸和并行傳輸3.3數據傳輸方112.同步傳輸與異步傳輸在同步傳輸中，所有設備都使用一個共同的時鐘。傳輸的每個數據位只在時鐘信號的上升沿或者下降沿之后的一個規(guī)定的時間內有效。需要一條額外的線來傳輸時鐘信號。在異步傳輸中，每個通信節(jié)點都有自己的時鐘信號，每個通信節(jié)點必須在時鐘頻率上保持一致，并且所有的時鐘必須在一定誤差范圍內相吻合。當傳輸一個字節(jié)時，通常會包括一個起始位來同步時鐘。一數據幀往往包含幀頭和幀尾，用于同步。同步方式比異步方式傳輸效率高，適合高速傳輸的要求。一、數據傳輸方式第三章配電網自動化數據通信2.同步傳輸與異步傳輸同步方式比異步方式傳輸效率高，適合高12圖3-4幾種通信線路的工作方式a）單工通信b）半雙工通信c）全雙工通信二、通信線路的工作方式第三章配電網自動化數據通信圖3-4幾種通信線路的工作方式二、通信線路的工作方式第三章13差錯控制方式：發(fā)現傳輸過程中出現的錯碼,進而加以糾正。接收端經過譯碼，能查出碼中存在差錯，但不知道差錯的確切位置，叫檢錯譯碼。如能判定差錯的位置并加以糾正的，叫糾錯譯碼。3.4數據通信的差錯檢測一、差錯控制方式第三章配電網自動化數據通信差錯控制方式：3.4數據通信的差錯檢測一、差錯控制方式第14常用的差錯控制方式圖3-5差錯控制方式示意圖a）循環(huán)傳送b）前向糾錯c）要求重傳d）信息反饋e）混合糾錯第三章配電網自動化數據通信常用的差錯控制方式圖3-5差錯控制方式示意圖第三章15二、數據通信的常用檢錯碼1.奇偶校驗

在數碼后面附上一位奇偶校驗位。若附上奇偶校驗位后使形成的數碼中“1”的個數為偶數，就稱為偶校驗。如果使“l(fā)”的個數為奇數，則稱為奇校驗。例如：數碼1100111中“1”的個數為奇數，采用偶校驗時在數碼后面附上偶校驗位“1”，成為數碼l1001111，使“1’的個數為偶數。發(fā)生2個、4個等偶數個差錯，接收端就無法檢出。第三章配電網自動化數據通信二、數據通信的常用檢錯碼1.奇偶校驗第三章配電網自動16二、數據通信的常用檢錯碼2.水平一致校驗m列①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩水平校驗碼元11l行1110011000110100110110000111010001000010110011101110101按列發(fā)送，先傳送第1列，再送第2列等，最后送第11列即校驗碼。對水平方向的每行進行奇偶校驗，得到一列校驗碼元，附在各列之后。第三章配電網自動化數據通信二、數據通信的常用檢錯碼2.水平一致校驗水平校驗碼元17二、數據通信的常用檢錯碼m列①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩水平校驗碼元11l行1110011000110100110110000111010001000010110011101110101垂直校驗碼元0110110001發(fā)送時可以按行，也可以按列傳送。方框所標的4處同時發(fā)生的差錯亦無法檢出。3.水平垂直一致校驗第三章配電網自動化數據通信二、數據通信的常用檢錯碼m列水平校驗碼元11l111018二、數據通信的常用檢錯碼與碼元對應的權87654321信息組10011100010100110010100110010101校驗和110101101將校驗和附在信息組之后一起傳送,溢出位不計，接收方如何處理？4.校驗和第三章配電網自動化數據通信二、數據通信的常用檢錯碼與碼元對應的權8765432119多項式運算必須按照模2運算規(guī)則進行，即異或運算。二、數據通信的常用檢錯碼5.循環(huán)冗余校驗（1）多項式及其運算8位二進制數可用一個7階的二進制多項式表示8位二進制數11000101可表示為多項式中的x僅代表某個“1”所處的位置。第三章配電網自動化數據通信多項式運算必須按照模2運算規(guī)則進行，即異或運算。二、數據通20例3-1第三章配電網自動化數據通信例3-1第三章配電網自動化數據通信21二、數據通信的常用檢錯碼n位循環(huán)碼

k位r位（n-k）信息位校驗位5.循環(huán)冗余校驗（2）CRC校驗算法第三章配電網自動化數據通信二、數據通信的常用檢錯碼n位循環(huán)碼k位r位（n-k225.循環(huán)冗余校驗（2）CRC校驗算法第三章配電網自動化數據通信5.循環(huán)冗余校驗第三章配電網自動化數據通信235.循環(huán)冗余校驗（3）軟件查表法求CRC字節(jié)第三章配電網自動化數據通信5.循環(huán)冗余校驗（3）軟件查表法求CRC字節(jié)第三章245.循環(huán)冗余校驗（3）軟件查表法求CRC字節(jié)每一字節(jié)與上一字節(jié)求得的余式相加后再查表。第三章配電網自動化數據通信5.循環(huán)冗余校驗（3）軟件查表法求CRC字節(jié)每一字節(jié)與25數據通信系統(tǒng)構成常見的DTE有饋線監(jiān)控終端、專變采集終端、負荷控制管理終端、抄表集中器和抄表采集器等；常見的DCE有調制解調器、GPRS模塊、載波機和光端機等；常見通信介質有雙絞線、網線、光纖及無線電波等。3.5配電網自動化通信方式第三章配電網自動化數據通信數據通信系統(tǒng)構成常見的DTE有饋線監(jiān)控終端、專變采集終端、負26第三章配電網自動化數據通信一、RS-232引腳信號名稱信號方向簡稱信號功能3發(fā)送數據DTE->DCETxDDTE發(fā)送串行數據2接收數據DTE<-DCERxDDTE接收串行數據7請求發(fā)送DTE->DCERTSDTE通知DCE，它請求發(fā)送數據8清除發(fā)送DTE<-DCECTSDCE已切換到接收模式6數據設備就緒DTE<-DCEDSRDCE準備就緒，可以接收數據5信號地

——GND公共信號地1載波檢測DTE<-DCEDCDDCE接收到遠程載波信號，通信鏈路已連接4數據終端就緒DTE->DCEDTRDTE準備就緒9振鈴指示DTE<-DCERI通知DTE,有遠程呼叫表3-4RS-232引腳分配及定義表

第三章配電網自動化數據通信一、RS-232引腳信號名稱信27圖5-9RS-232連接的最簡單形式對于數據，邏輯“1”的傳輸電平為-3V～-15V，邏輯“0”的傳輸電平為+3V～+15V。對于控制信號，接通狀態(tài)即信號有效的電平為+3V～+15V，斷開狀態(tài)即無效信號的電平為-3V～-15V。當傳輸電平的絕對值大于3V時，電路可以有效地檢查出來；而介于-3V～+3V之間的電壓，CPU可能得到0，也可能得到1。一、RS-232第三章配電網自動化數據通信圖5-9RS-232連接的最簡單形式對于數據，邏輯28DI=1RO=1

DI=0RO=0平衡差分電路是RS-485的最大特點：接收器的輸入電壓為A、B這兩根導線電壓的差值。噪聲電壓往往在兩根導線上同時出現，一根導線上出現的噪聲電壓會被另一根導線上出現的噪聲電壓抵消，因而可以極大地削弱噪聲對信號的影響。二、RS-4851.技術參數第三章配電網自動化數據通信DI=1RO=1DI=0RO=0平衡差分電路是RS-429表3-7RS-485、RS-422、RS-232的主要技術參數規(guī)范RS-232RS-422RS-485最大傳輸距離15m1200m（速率100kbit/s）1200m（速率100kbit/s）最大傳輸速率（距離12m）20kbit/s10Mbit/s10Mbit/s驅動器最小輸出/V±5±2±1.5驅動器最大輸出/V±15±10±6接收器敏感度/V±3±0.2±0.2傳輸方式單端差分差分二、RS-4851.技術參數第三章配電網自動化數據通信表3-7RS-485、RS-422、RS-232的主要30二、RS-485（1）網絡拓撲由一個主節(jié)點對RS-485總線的占用進行管理，任一時刻都只允許一個節(jié)點向總線發(fā)送報文。所有從節(jié)點只有在得到主節(jié)點許可的條件下才能有發(fā)送報文的機會。從節(jié)點與從節(jié)點之間不能直接通信。2.網絡連接第三章配電網自動化數據通信二、RS-485（1）網絡拓撲2.網絡連接第三章配電網自31A－B（輸出）RO0001≥＋200mV≤－200mV－200mV≤（A－B）≤＋200mV×10×High-Z（2）偏置電路串行數據一個字節(jié)發(fā)送完后，必須保持高電平的空閑位，直到新字節(jié)的起始位開始發(fā)送。若沒有偏置電路，通信線路空閑時DE=0，發(fā)送器輸出端呈高阻態(tài)，UIA-UIB=0V，RO狀態(tài)不確定。二、RS-4852.網絡連接第三章配電網自動化數據通信A－B（輸出）RO0≥＋200mV1（2）偏置電路二、RS-32（2）偏置電路第三章配電網自動化數據通信（2）偏置電路第三章配電網自動化數據通信33二、RS-4852.網絡連接（3）電氣隔離采用光電耦合的方式實現信號隔離。（4）屏蔽與接地屏蔽層通常一點接地。不要求RS-485網絡一定要采用屏蔽電纜，非屏蔽電纜在許多RS-485網絡中也得到了成功的運用。（5）浪涌保護采用瞬態(tài)電壓抑制二極管及限流電阻進行保護。第三章配電網自動化數據通信二、RS-4852.網絡連接（3）電氣隔離第三章34三、CAN總線CAN是現場總線的一種。CAN協(xié)議實現ISO/OSI模型的物理層和數據鏈路層。CAN可以多主方式工作，網絡上任意一個節(jié)點均可以在任意時刻主動地向網絡其他節(jié)點發(fā)送信息。網絡上各節(jié)點可以定義不同的優(yōu)先級以滿足不同的實時要求，CAN采用非破壞性總線仲裁技術。CAN總線的節(jié)點數實際值為110個。直接通信距離為10km/5kbit/s，40m/1Mbit/s。傳輸介質為雙絞線或光纖。CAN總線采用短消息報文，每幀有效字節(jié)數為8個，受干擾概率低，受干擾重發(fā)所用的時間也較少，并采用冗余校驗CRC及其他校錯措施，保證了極低的信息出錯率。第三章配電網自動化數據通信三、CAN總線CAN是現場總線的一種。CAN協(xié)議實現ISO/35CAN總線配電網自動化工程中的應用。圖3-15環(huán)網柜FTU結構圖三、CAN總線第三章配電網自動化數據通信CAN總線配電網自動化工程中的應用。圖3-15環(huán)網柜FT36四、電力載波通信結合濾波器是與耦合電容器配合將載波信號耦合到饋線上去，并抑制干擾進入載波機的設備。第三章配電網自動化數據通信將載波設備與饋線上的高電壓、操作過電壓及雷電過電壓等隔開，以防止高電壓進入通信設備，同時使高頻載波信號能順利地耦合到饋線上。四、電力載波通信結合濾波器是與耦合電容器配合將載波信號耦合到37圖5-16結合濾波器的組成第三章配電網自動化數據通信圖5-16結合濾波器的組成第三章配電網自動化數據通信38低壓電力線載波低壓電力線載波信道具有衰減較大，線路阻抗變化大，高噪聲等傳輸特性，使其成為不理想的通信媒介。為了提高通信的可靠性和有效性，一方面可以輔助性地采取一些措施，如增加發(fā)射信號功率、提高接收設備靈敏度以及采用合適的耦合電路及新的載波信號檢測方法。另一方面是采用合適的調制技術或中繼技術。第三章配電網自動化數據通信低壓電力線載波低壓電力線載波信道具有衰減較大，線路阻抗變化大391.SDH主干網絡光纖同步數據體系SDH（SynchronousDigitalHierarchy）SDH可把2Mbit/s直接復接入140Mbit/s，不必逐級進行。每個2Mbit/s口還可以分接為64路64kbit/s串行同步口或9.6kbit/s串行異步口。復接、分接方便。五、光纖通信第三章配電網自動化數據通信1.SDH主干網絡五、光纖通信第三章配402.光纖以太網利用光纖介質實現以太網通信，從而構成光纖以太網通信方式。圖3-19配電子站到主站的點對點光纖以太網連接示意圖此時配電子站可以看成是“掛”在局域網延伸網線上的一個工作站。五、光纖通信第三章配電網自動化數據通信2.光纖以太網圖3-19配電子站到主站的點對點光纖以太網412.光纖以太網圖3-20終端到配電子站的鏈狀光纖以太網連接示意圖多個終端可以“掛在”同一個交換機下面并通過交換機與光端機連接，或通過10Base-T的“T”形接線方式構成“總線”并直接與光端機連接。

光端機和配電子站都連接到交換機上第三章配電網自動化數據通信2.光纖以太網圖3-20終端到配電子站的鏈狀光纖以太網連接423.串行異步光纖環(huán)網圖3-22配電終端到子站的8+1通道光纖自愈環(huán)連接示意圖利用RS-232或RS-485串行異步接口接入光纖環(huán)網的通信方式為串行異步光纖環(huán)網,具有“自愈”和“網管”功能。

第三章配電網自動化數據通信3.串行異步光纖環(huán)網圖3-22配電終端到子站的8+1通43采用了時分復用技術，在同一對光纖上復用出多個獨立的邏輯通道，每一個邏輯通道相當于一個普通光端機通道。一種8+1通道光端機可在同一對光纖環(huán)上復用出8個57.6K的數據口和1個9.6K的網管口。3.串行異步光纖環(huán)網第三章配電網自動化數據通信采用了時分復用技術，在同一對光纖上復用出多個獨立的邏輯通道，44主饋線上的光端機常使用兩芯光纖構成兩個光方向的自愈主環(huán)，而分支線路上的光端機則可以通過主環(huán)四光口光端機提供的另外兩個光方向就近接入，這就是交叉連接的組網方式。在主環(huán)里增加一個熱備用主節(jié)點光端機，當某一個變電站子站、主節(jié)點光端機出現故障或檢修停運時，立即啟動工作，成為光纖環(huán)的主節(jié)點，不中斷整個通信網的正常通信。圖3-24終端到子站的光纖自愈環(huán)交叉連接和熱備方式示意圖第三章配電網自動化數據通信主饋線上的光端機常使用兩芯光纖構成兩個光方向的自愈主環(huán)，而分45無源光纖網絡EPON是基于以太網但光的傳輸及分配無需電源的光纖通信網絡。始于20世紀90年代中期，經過十多年的發(fā)展已走向大規(guī)模商用。EPON設備：線路側設備OLT（OpticalLineTerminal）、中間無源分光設備POS（PassiveOpticalSplitter）、用戶側設備ONU（OpticalNetworkUnit）。3.無源光纖網絡第三章配電網自動化數據通信無源光纖網絡EPON是基于以太網但光的傳輸及分配無需電源的光46采用“單纖雙向”技術，主干線路只需要一芯光纖，通過無源分光設備，最大可以輻射出64路光信號。圖5-25EPON系統(tǒng)構成3.無源光纖網絡（1）EPON的技術特點第三章配電網自動化數據通信采用“單纖雙向”技術，主干線路只需要一芯光纖，通過無源分光設47分路器User1User2User332212111222311222TimeSlot（時隙）3OLT局端ONU2ONU3ONU1上行傳輸主要特征時分復用(TDMA)，按時隙發(fā)送數據在屬于自己的時隙里傳輸光信號在分光器處進行耦合沖突檢測與避免每個ONU在各自預定時隙發(fā)送光信號。所有ONU的光信號通過ODN采用時分復用合成。時隙的預定靠OLT與ONU的距離判定分配ONUOLT通信示意圖3.無源光纖網絡第三章配電網自動化數據通信分路器User1User2User332212111248分光器User1User2User322132213221322133221OLT局端ONU1ONU2ONU3OLTONU通信示意圖下行數據傳輸主要特征點對多點廣播式傳輸ONU端口地址被用作數據包ID用戶只能獲取屬于自己的數據包PON網絡中，每個ONU可以接受到OLT所有下行數據，但ONU只根據下行數據的標識信息接收屬于自己的數據，丟棄其他的數據3.無源光纖網絡第三章配電網自動化數據通信分光器User1User2User322132213249（2）EPON組網優(yōu)勢光傳輸不需要額外電源，隨著接入節(jié)點的增加，只需要相應增加分光器和ONU即可?？商峁└邘?。1.25Gbit/s帶寬，覆蓋半徑可達20km。各ONU與局端OLT設備之間是并聯(lián)通信關系，任何一個ONU或多個ONU故障，不會影響其他ONU及整個通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，采用AES-128進行加密，保證數據的安全。3.無源光纖網絡第三章配電網自動化數據通信（2）EPON組網優(yōu)勢3.無源光纖網絡第三章配電網自動50圖5-26EPON網絡結構a）基礎樹形b）主干保護樹形c)全冗余保護樹形d）總線型（鏈型）e）全保護總線型（鏈型）第三章配電網自動化數據通信圖5-26EPON網絡結構第三章配電網自動化數據通信51第三章配電網自動化數據通信以太網口語音接口RS-232/RS-485第三章配電網自動化數據通信以太網口語音接口RS-232/52IEEE802.15.4僅處理MAC層和物理層協(xié)議。ZigBee在IEEE802.15.4基礎上定義了網絡層以支持先進的網絡路由功能。六、ZigBee無線傳感器網絡第三章配電網自動化數據通信IEEE802.15.4僅處理MAC層和物理層協(xié)議。六、53協(xié)調：選擇一個信道和64位及16位的個域網標識PANID（PersonalAreaNetworkIdentification）來啟動網絡；協(xié)調器能夠允許路由器和終端設備加入這個網絡并協(xié)助路由數據；必須保持供電，不能睡眠。路由：在它能夠傳輸、接收或者路由數據前必須加入一個ZigBee網絡；加入網絡后，能夠允許路由器和終端加入這個網絡；加入網絡后，能夠協(xié)助路由數據；必須保持供電，不能睡眠。終端設備：在它能夠傳輸或者接收數據之前必須加入一個ZigBee網絡；它不能允許其他設備加入該網絡；必須通過它的父設備傳輸和接收射頻數據，不能路由數據；能夠進入低功耗模式以節(jié)約電能，可采用電池供電。六、ZigBee無線傳感器網絡1.簡介（1）網絡構成第三章配電網自動化數據通信協(xié)調：選擇一個信道和64位及16位的個域網標識PANID（54每個網絡由一個唯一的PANID定義。ZigBee設備可加入一個預先設置PANID的網絡，或者探尋附近的網絡并選擇一個PANID加入。同一個ZigBee網絡中的設備必須具有相同的64位PANID和16位PANID。多個ZigBee網絡運行在一個有限區(qū)域內，每個網絡應有唯一的PANID。64位PANID包含在所有的ZigBee信標幀里，用來解決16位PANID因地址空間有限而產生的沖突問題。加入網絡時獲得16位的PANID。六、ZigBee無線傳感器網絡（2）PANID第三章配電網自動化數據通信每個網絡由一個唯一的PANID定義。六、ZigBee無55ZigBee采用直接序列擴頻調制并工作于固定頻道。IEEE802.15.4在2.4GHz的頻段里定義了16個工作頻道。六、ZigBee無線傳感器網絡（3）工作信道第三章配電網自動化數據通信ZigBee采用直接序列擴頻調制并工作于固定頻道。六、Zi56（1）網絡協(xié)調器組建一個網絡網絡協(xié)調器負責選擇網絡信道，64位和16位的PANID，安全機制和協(xié)議棧文件。協(xié)調器進行一系列的掃描來探尋在不同信道上所有的射頻活動（能量掃描）和發(fā)現附近所有運行中的PAN網絡（PAN掃描）。當協(xié)調器離開一個網絡，然后啟動一個新的網絡，將丟失先前的PANID、運行信道、安全機制、幀計數器值和子表數據。六、ZigBee無線傳感器網絡2.網絡組建第三章配電網自動化數據通信（1）網絡協(xié)調器組建一個網絡六、ZigBee無線傳感器網57（2）路由器加入一個網絡路由器通過PAN掃描來發(fā)現附近的ZigBee網絡。路由器廣播一個請求加入信標到其掃描信道列表中的第一個信道上收到信道上協(xié)調器和路由器的返回信標有效的網絡，則發(fā)送一個聯(lián)絡請求到發(fā)送有效信標的設備該設備回復允許或者不允許加入的應答幀。如果沒有找到一個有效的PAN，路由器在其掃描信道列表的下一個信道上運行PAN掃描，直到找到一個有效的網絡，或者直到掃描完所有的信道。如果掃描完所有的信道仍沒找到一個有效的PAN，將再次掃描所有的信道。六、ZigBee無線傳感器網絡2.網絡組建第三章配電網自動化數據通信（2）路由器加入一個網絡六、ZigBee無線傳感器網絡258（3）終端設備加入一個網絡與路由器類似，終端設備在能夠參與到一個網絡之前，也必須發(fā)現并加入一個有效的網絡。六、ZigBee無線傳感器網絡2.網絡組建第三章配電網自動化數據通信（3）終端設備加入一個網絡六、ZigBee無線傳感器網絡591）64位設備地址64位設備地址是在生產期間分配的唯一設備地址。這個地址對每個設備都是獨一無二的。2）16位設備地址一個設備加入一個ZigBee網絡時將收到一個隨機生成的16位設備地址。16位設備地址也稱為“網絡地址”。2.設備地址、數據傳輸和數據路由六、ZigBee無線傳感器網絡（1）設備地址第三章配電網自動化數據通信1）64位設備地址2.設備地址、數據傳輸和數據路由六、60所有ZigBee數據的發(fā)送都使用源節(jié)點和目的節(jié)點的16位地址。ZigBee設備的路由表也是使用16位設備地址來確定如何通過網絡路由數據包。16位地址是可變的，它不是一個識別設備的可靠方法。為解決這個問題，常常把64位的目的地址也包含在數據傳輸中。每個ZigBee設備維護著一張64位地址與16位地址的對應表。2.設備地址、數據傳輸和數據路由六、ZigBee無線傳感器網絡（1）設備地址第三章配電網自動化數據通信所有ZigBee數據的發(fā)送都使用源節(jié)點和目的節(jié)點的16位地址61表5-864位地址與16位地址對應表64位地址16位地址0013A200400000010x44140013A200400A35680x12340013A200400411220xC2000013A200400211230xFFFE（未知）2.設備地址、數據傳輸和數據路由六、ZigBee無線傳感器網絡（1）設備地址第三章配電網自動化數據通信表5-864位地址與16位地址對應表64位地址16位地621）廣播傳輸ZigBee協(xié)議的廣播傳輸是通過整個網絡傳播的，這樣所有節(jié)點都能收到這個傳輸。為實現這一目標，所有接收到廣播傳輸的設備將重復傳輸這個數據包3次。因為網絡中的每個設備都重發(fā)廣播傳播數據包，廣播傳輸應該謹慎采用。2）單播傳輸單播傳輸是從一個源設備發(fā)送數據到另一個目的設備。目的設備可以是一個與源設備相鄰的設備，或者與源設備有幾個跳的距離，這時需要路由。2.設備地址、數據傳輸和數據路由六、ZigBee無線傳感器網絡（2）數據傳輸第三章配電網自動化數據通信1）廣播傳輸2.設備地址、數據傳輸和數據路由六、Zig63系統(tǒng)主站建立DDN專線或專用服務器或以其他方式具備固定IP地址，將IP地址設置到配電遠方終端中；配電遠方終端的GPRS模塊連接上網絡后將獲得一動態(tài)IP地址；配電遠方終端向預先設定的主站IP地址請求建立連接，當主站對建立連接回復響應后，主站與終端便建立了透明的數據網絡傳輸通道。配電遠方終端還應不斷檢測GPRS模塊是否連接在網絡上，一旦發(fā)生掉線，GPRS模塊能即時聯(lián)網，重新獲得一動態(tài)IP地址并與主站再次建立連接。從而保證系統(tǒng)通信實時在線。七、GPRS通信第三章配電網自動化數據通信系統(tǒng)主站建立DDN專線或專用服務器或以其他方式具備固定IP地64七、GPRS通信第三章配電網自動化數據通信七、GPRS通信第三章配電網自動化數據通信65八、多種通信方式綜合應用第三章配電網自動化數據通信八、多種通信方式綜合應用第三章配電網自動化數據通信66一、電力負荷管理系統(tǒng)數據傳輸規(guī)約規(guī)約規(guī)定了電力負荷管理系統(tǒng)中主站和終端之間進行數據傳輸的幀格式、數據編碼及傳輸規(guī)則。圖5-29幀結構3.5配電網自動化通信方式第三章配電網自動化數據通信一、電力負荷管理系統(tǒng)數據傳輸規(guī)約規(guī)約規(guī)定了電力負荷管理系統(tǒng)67（1）幀格式定義幀的基本單元為8位字節(jié)。鏈路層傳輸順序為低位在前，高位在后；低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。1.幀結構第三章配電網自動化數據通信（1）幀格式定義1.幀結構第三章配電網自動化數據通681）線路空閑狀態(tài)為二進制1。2）幀的字符間無線路空閑間隔；兩幀間的線路空閑間隔最少需33位。3）如按5）檢出了差錯，兩幀之間的線路空閑間隔最少需33位。4）幀校驗和CS是用戶數據區(qū)的八位位組的算術和，不計進位位。5）接收方校驗①校驗每個字符的起始位、停止位、偶校驗位。②檢驗每幀固定報文頭中的開頭和結束所規(guī)定的字符以及規(guī)約標識位。③識別2個長度L。④每幀接收的字符數為用戶數據長度L1+8。⑤幀校驗和。⑥結束字符。⑦校驗出一個差錯時，按2）的線路空閑間隔。若這些校驗有一個失敗，舍棄此幀；若無差錯，則此幀數據有效。（2）傳輸規(guī)則1.幀結構第三章配電網自動化數據通信1）線路空閑狀態(tài)為二進制1。（2）傳輸規(guī)則1.幀結構第691.幀結構長度L包括規(guī)約標識和用戶數據長度，由2字節(jié)組成規(guī)約標識由D0、D1兩位編碼表示，D0=0、D1=0，表示禁用；D0=1、D1=0，表示本規(guī)約使用；D0=0或1、D1=1，為保留。用戶數據長度L1：由D2-D15組成，采用BIN編碼，是控制域、地址域、鏈路用戶數據（應用層）的字節(jié)總數。采用專用無線數傳信道，長度L1不大于255，如233MHz數傳模塊；采用網絡傳輸，長度L1不大于16383，如GPRS。（3）鏈路層1）長度L第三章配電網自動化數據通信1.幀結構長度L包括規(guī)約標識和用戶數據長度，由2字節(jié)組成701.幀結構（3）鏈路層2）控制域C第三章配電網自動化數據通信1.幀結構（3）鏈路層2）控制域C第三章配電網自動71（3）鏈路層地址域數據格式字節(jié)數行政區(qū)劃碼A1BCD2終端地址A2BIN2主站地址和組地址標志A3BIN11.幀結構3）地址域A第三章配電網自動化數據通信（3）鏈路層地址域數據格式字節(jié)數行政區(qū)劃碼A1BCD2終端72（4）應用層1.幀結構1）格式第三章配電網自動化數據通信（4）應用層1.幀結構1）格式第三章配電網自動化數73應用層功能碼AFN應用功能定義應用層功能碼AFN應用功能定義00H確認∕否認0AH查詢參數01H復位0BH備用02H鏈路接口檢測0CH請求1類數據（實時數據）03H中繼站命令0DH請求2類數據（歷史數據）04H設置參數0EH請求3類數據（事件數據）05H控制命令0FH文件傳輸06H身份認證及密鑰協(xié)商10H數據轉發(fā)07H－09H備用11H-FFH備用（4）應用層1.幀結構2）功能碼AFN第三章配電網自動化數據通信應用層功能碼AFN應用功能定義應用層功能碼AFN應用功能定義74幀序列域為1字節(jié)，用于描述幀之間的傳輸序列的變化規(guī)則，由于受報文長度限制，數據無法在一幀內傳輸時，需分成多幀傳輸。每幀都應有數據單元標識，都可作為獨立的報文處理。（4）應用層1.幀結構3）幀序列域SEQ第三章配電網自動化數據通信幀序列域為1字節(jié)，用于描述幀之間的傳輸序列的變化規(guī)則，由于受75啟動幀序號PSEQ取自1字節(jié)的啟動幀計數器PFC的低4位計數值0-15。響應幀序號RSEQ以啟動報文中的PSEQ作為第一個響應幀序號，后續(xù)響應幀序號在RSEQ的基礎上循環(huán)加1遞增，數值范圍為0-15。啟動站發(fā)送報文后，當一個期待的響應在超過規(guī)定的時間內沒有被收到，如果允許啟動站重發(fā)，則該重發(fā)的啟動幀序號PSEQ不變。3）幀序列域SEQ----幀序號第三章配電網自動化數據通信啟動幀序號PSEQ取自1字節(jié)的啟動幀計數器PFC的低4位計數76啟動報文PFC=14（S1服務）PRM=1,FIR=1,FIN=1,CON=0,PSEQ=14啟動報文PFC=15（S2服務）PRM=1,FIR=1,FIN=1,CON=1,PSEQ=15確認報文PRM=0,FIR=1,FIN=1,CON=0,RSEQ=15接收正確接收正確RSEQ1=PSEQ=15啟動報文PFC=18（S3服務）PRM=1,FIR=1.FIN=1,CON=0,PSEQ=2響應報文PRM=0,FIR=1,FIN=1,CON=0,RSEQ=2接收錯誤或超時啟動報文PFC=18PRM=1,FIR=1,FIN=1,CON=0,PSEQ=2重發(fā)1次響應報文PRM=0,FIR=1,FIN=1,CON=0,RSEQ=2接收錯誤或超時接收正確/錯誤接收正確/錯誤RSEQ3=RSEQ2+1=2啟動報文PFC=16（S3服務）PRM=1,FIR=1,FIN=1,CON=0,PSEQ=0響應報文PRM=0,FIR=1,FIN=0,CON=0,RSEQ=0接收正確響應報文PRM=0,FIR=0,FIN=0,CON=0,RSEQ=1第1幀響應幀RSEQ1=PSEQ=0RSEQ2=RSEQ1+1=1第2幀響應幀響應報文PRM=0,FIR=0,FIN=1,CON=0,RSEQ=2第3幀響應幀第三章配電網自動化數據通信啟動報文PFC=14（S1服務）啟動報文PFC=15（S77啟動報文PFC=19（S3服務）PRM=1,FIR=1,FIN=1,CON=0,PSEQ=3響應報文PFC=19PRM=0,FIR=0,FIN=0,CON=0,RSEQ=4響應報文PFC=19PRM=0,FIR=1,FIN=0,CON=0,RSEQ=3啟動報文PFC=20（S3服務）PRM=1,FIR=1,FIN=1,CON=0,PSEQ=4啟動報文PFC=21（S3服務）PRM=1,FIR=1,FIN=1,CON=0,PSEQ=5響應報文PFC=19PRM=0,FIR=0,FIN=0,CON=0,RSEQ=5響應報文PFC=19PRM=0,FIR=0,FIN=1,CON=0,RSEQ=6響應報文PFC=21PRM=0,FIR=1,FIN=1,CON=0,RSEQ=5響應報文PFC=20PRM=0,FIR=1,FIN=1,CON=0,RSEQ=4啟動報文PFC=0（S3服務）PRM=1,FIR=1,FIN=1,CON=0,PSEQ=0………………響應報文PFC=0PRM=0,FIR=1,FIN=1,CON=0,RSEQ=0e)多通信服務傳輸第三章配電網自動化數據通信啟動報文PFC=19（S3服務）響應報文PFC=19響78數據單元標識由信息點標識DA和信息類標識DT組成。（4）應用層1.幀結構4）數據單元標識第三章配電網自動化數據通信數據單元標識由信息點標識DA和信息類標識DT組成。（4）79如果DA2采用二進制編碼方式表示信息點組，則DA1、DA2可構成信息點標識pn（n=1-2048）。同一個信息點標識pn對應于不同信息類標識Fn可以是測量點號、總加組號、控制輪次、直流模擬量點號、任務號等。4）數據單元標識----信息點DA第三章配電網自動化數據通信如果DA2采用二進制編碼方式表示信息點組，則DA1、DA2可80DT2采用二進制編碼方式表示信息類組，DT1對應位表示某一信息類組的1-8種信息類型，以此共同構成信息類標識Fn（n=1-248）4）數據單元標識----信息類DT第三章配電網自動化數據通信DT2采用二進制編碼方式表示信息類組，DT1對應位表示某一信81數據單元是按數據單元標識所組織的數據，包括參數、命令等。數據組織的順序規(guī)則：先按pn從小到大、再按Fn從小到大的次序，即：完成一個信息點pi的所有信息類Fn的處理后，再進行下一個pi+1的處理。終端在響應主站對終端的參數或數據請求時，如終端無某項數據，且該“無某項數據”的信息需主站辨識，則終端應將該數據項內容的每個字節(jié)填寫“EEH”。（4）應用層1.幀結構5）數據單元第三章配電網自動化數據通信數據單元是按數據單元標識所組織的數據，包括參數、命令等。（482第三章配電網自動化數據通信1）主站發(fā)送時間參數設置命令報文解析68H起始字符5100H01010001(D0)00000000(D8)，長度L=20（14H）5100H01010001(D0)00000000(D8)，長度L=20（14H）68H起始字符4AH01001010，控制域C（下行，啟動站，幀計數無效，功能碼10）0535060876H地址域A05H應用層功能碼AFN（控制命令）70H01110000，幀序列域SEQ（無時標，單幀，需確認，幀序號為0）0000H00000000(DA1)00000000(DA2)，終端本身，信息點04003H01000000(DT1)00000011(DT2)，信息類標識F31024014224909H秒、分、時、日、星期-月、年(數據格式01，2009-09-22，周四，14:40:02)4C4BH附加信息域AUX(消息認證碼字段PW)21HCheckSum16H結束字符（1）參數設置3.配網終端與主站間通信報文解析第三章配電網自動化數據通信1）主站發(fā)送時間參數設置命令報83第三章配電網自動化數據通信2）終端應答報文解析68H起始字符3900H00111001(D0)00000000(D8)，長度L=14（0EH）3900H00111001(D0)00000000(D8)，長度L=14（0EH）68H起始字符A8H10101000，控制域C（上行，從動站，有事件發(fā)生，功能碼8）0535060800H地址域A00H應用層功能碼AFN（確認/否認）60H01100000，幀序列域SEQ（無時標，單幀，不需確認，幀序號為0）0000H00000000(DA1)00000000(DA2)，終端本身，信息點00100H00000001(DT1)00000000(DT2)，信息類標識F1，全部確認843CH附加信息域AUX(消息認證碼字段PW)11HCheckSum16H結束字符第三章配電網自動化數據通信2）終端應答報文解析68H起始84第三章配電網自動化數據通信1）主站發(fā)送讀取實時數據命令報文解析68H起始字符3100H00110001(D0)00000000(D8)，長度L=12（0CH）3100H00110001(D0)00000000(D8)，長度L=12（0CH）68H起始字符4BH01001011，控制域C（下行，啟動站，幀計數無效，功能碼11）0535060876H地址域A0CH應用層功能碼AFN（請求1類數據，實時數據）71H01110001幀序列域SEQ（無時標，單幀，需確認，幀序號為1）0101H00000001(DA1)00000001(DA2)，信息點10103H00000001(DT1)00000011(DT2)，信息類標識F25，當前電流、零序電流等8CHCheckSum16H結束字符（2）讀實時數據第三章配電網自動化數據通信1）主站發(fā)送讀取實時數據命令85第三章配電網自動化數據通信報文解析68H起始字符0501H00000101(D0)00000001(D8)，長度L=65（41H）0501H00000101(D0)00000001(D8)，長度L=65（41H）68H起始字符A8H10101000，控制域C（上行，從動站，有事件發(fā)生，功能碼8）0535060800H地址域A0CH應用層功能碼AFN（請求1類數據，實時數據）61H01100001，幀序列域SEQ（無時標，單幀，無需確認，幀序號為1）0101H00000001(DA1)00000001(DA2)，信息點10103H00000001(DT1)00000011(DT2)，信息類標識F25，當前電流、零序電流等0015220909H終端抄表時間（2009-09-2215:00）EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEH無數據7500H當前A相電流7500H當前B相電流7500H當前C相電流2602H當前零序電流843CH附加信息域AUX(消息認證碼字段PW)47HCheckSum16H結束字符2）終端應答第三章配電網自動化數據通信報文解析68H起始字符050186第三章配電網自動化數據通信0001H數據格式06，1.0A0001H數據格式06，1.0A0001H數據格式06，1.0A0001H數據格式06，1.0A0101H00000001(DA1)00000001(DA2)，信息點1200BH00100000(DT1)00001011(DT2)，信息類標識F94，C相電流曲線00102209090104H起始時間ts：分時日月年，數據密度m＝1（見規(guī)約附錄C），數據點數n＝45000H數據格式06，0.5A5000H數據格式06，0.5A5000H數據格式06，0.5A5000H數據格式06，0.5A843CH附加信息域AUX(消息認證碼字段PW)43HCheckSum16H結束字符2）終端應答（2）讀實時數據第三章配電網自動化數據通信0001H數據格式06，1.087IEC于2000年推出IEC60870-5-104規(guī)約。國內，電力系統(tǒng)控制及其通信標準技術委員會于2002年推出DL/T634.5104-2002規(guī)約，等同采用IEC60870-5-104規(guī)約。國家能源局于2009年發(fā)布DL/T634.5104-2009規(guī)約代替DL/T634.5104-2002規(guī)約。二、IEC60870-5-104規(guī)約1.規(guī)約概要第三章配電網自動化數據通信IEC于2000年推出IEC60870-5-104規(guī)約。二88一個IEC60870-5-104數據幀稱為應用規(guī)約數據單元APDU（ApplicationProtocolDataUnit），由應用規(guī)約控制信息APCI（ApplicationProtocolControlInformation）和應用服務數據單元ASDU（ApplicationServiceDataUnit）組成。2.應用規(guī)約數據單元的結構第三章配電網自動化數據通信一個IEC60870-5-104數據幀稱為應用規(guī)約數據單元89APCI的啟動字符為68H，表示一個數據幀的開始；APDU長度為控制域開始到本幀結束的總字節(jié)數；4個八位控制域表示收發(fā)編號，前兩字節(jié)為發(fā)送序號N（S），后兩字節(jié)為接收序號N（R），用于檢測報文丟失和報文重復傳輸。2.應用規(guī)約數據單元的結構第三章配電網自動化數據通信APCI的啟動字符為68H，表示一個數據幀的開始；2.應用90APDU分成3種報文格式，即I格式、S格式和U格式。I格式報文用于帶編號的信息傳輸，其結構是一個包含APCI和ASDU的完整的APDU；S格式報文只含有一個APCI，不含ASDU，收到I格式報文，若無I格式報文發(fā)給對方，則發(fā)S格式報文進行確認；U格式報文也只含有一個APCI，用于傳輸過程的控制，如啟動子站進行數據傳輸（STARTDT），停止子站數據傳輸（STOPDT），TCP鏈路測試（TESTFR）等。2.應用規(guī)約數據單元的結構第三章配電網自動化數據通信APDU分成3種報文格式，即I格式、S格式和U格式。2.應91控制域的定義a）信息傳輸格式類型（I格式）控制域b）監(jiān)視功能類型（S格式）控制域c）控制功能類型（U格式）控制域2.應用規(guī)約數據單元的結構----控制域第三章配電網自動化數據通信控制域的定義a）信息傳輸格式類型（I格式）控制域b）監(jiān)視92主站軟件收到若干個I格式報文后立即發(fā)送I格式報文確認3.發(fā)送和接收序號的維護第三章配電網自動化數據通信主站軟件收到若干個I格式報文后立即發(fā)送I格式報文確認3.發(fā)93若無I格式報文要發(fā)送則在t2時間內發(fā)S格式報文確認，t2缺省值為10秒3.發(fā)送和接收序號的維護第三章配電網自動化數據通信若無I格式報文要發(fā)送則在t2時間內發(fā)S格式報文確認，t2缺省94通信雙方采取了防止報文丟失和重復傳輸的機制及超時時間限制措施。對于I格式報文，饋線監(jiān)控終端每發(fā)送一個I格式報文，其發(fā)送序號應加1，主站軟件每接收到一個與其接收序號相等的I格式報文后，其接收序號也應加1。反之亦然。每次重新建立TCP連接后，主站軟件和配電終端的接收序號和發(fā)送序號都應清零，3.發(fā)送和接收序號的維護第三章配電網自動化數據通信通信雙方采取了防止報文丟失和重復傳輸的機制及超時時間限制措施95在雙方開始數據傳送后，接收方收到一個I格式報文，應判斷此I格式報文的發(fā)送序號是否等于自己的接收序號。若相等則應將自己接收序號加1。若此I格式報文的發(fā)送序號小于自己的接收序號，這意味著發(fā)送方出現了重復傳送。若此I格式報文的發(fā)送序號大于自己的接收序號，這意味著發(fā)送方出現了傳送丟失。當未確認I格式APDU達到k個時，發(fā)送方停止傳送。對于接收方一般收到w個格式報文就必須發(fā)確認幀。k值默認為12，w值默認為8，一般要求w<k。3.發(fā)送和接收序號的維護第三章配電網自動化數據通信在雙方開始數據傳送后，接收方收到一個I格式報文，應判斷此I格96出現報文丟失或重復傳送應關閉現在的TCP連接，后重新建立TCP連接。3.發(fā)送和接收序號的維護第三章配電網自動化數據通信出現報文丟失或重復傳送應關閉現在的TCP連接，后重新建立TC97傳輸超時時間t1發(fā)送方的I格式或所有類型的U格式報文發(fā)出后，如果超過t1時間仍沒有得到確認，則應關閉現在的TCP連接然后再重新建立新的TCP連接，t1的缺省值為15秒。第三章配電網自動化數據通信傳輸超時時間t1發(fā)送方的I格式或所有類型的U格式報文發(fā)出后98傳輸超時時間t3通信任意一方在超過t3時間內未收到新的幀，且已經收到的幀都給予了確認，則此時需發(fā)送U格式的測試幀，以測試通道狀態(tài)是否完好，t3的缺省值為20秒。第三章配電網自動化數據通信傳輸超時時間t3通信任意一方在超過t3時間內未收到新的幀，994.應用服務數據單元的結構第三章配電網自動化數據通信4.應用服務數據單元的結構第三章配電網自動化數據通信100第三章配電網自動化數據通信一個應用服務數據單元內全部信息對象有相同的結構類型和格式類型標識語義01H遙信07H子站或配電遠方終端狀態(tài)0fH電度值2eH遙控分合2fH遙控升降31H同期操作64H總召喚65H電度量召喚67H對時69H復位命令72H查詢/固化定值4.應用服務數據單元的結構（1）類型標識第三章配電網自動化數據通信一個應用服務數據單元內全部信息1011字節(jié)，其最高位用于確定信息對象的排列方式。最高位為“1”表示同類信息是順序排列的，僅需指出第一個信息對象地址。最高位為“0”表示同類信息不是順序排列的，每個信息對象地址均要給出。低7位用于確定ASDU內包含的信息對象數量，最多127個。4.應用服務數據單元的結構（2）可變結構限定詞第三章配電網自動化數據通信1字節(jié)，其最高位用于確定信息對象的排列方式。4.應用服務數據102低6位是傳送原因序號；P/N=0,肯定確認，P/N=1,否定確認；T=0，未試驗，T=1，試驗。源發(fā)地址：標明響應來自哪個主站的召喚。一般源發(fā)地址不用時置為0。4.應用服務數據單元的結構（3）傳送原因第三章配電網自動化數據通信低6位是傳送原因序號；P/N=0,肯定確認，P/N=1,否定103第三章配電網自動化數據通信傳送原因語義應用方向03H突發(fā)/自發(fā)上行06H激活下行07H激活確認上行08H停止激活下行09H停止激活確認上行0aH激活終止上行14H響應站召喚上行15H響應第1組召喚上行16H響應第2組召喚上行17H響應第3組召喚上行4.應用服務數據單元的結構（3）傳送原因第三章配電網自動化數據通信傳送原因語義應用方向03H突發(fā)1042字節(jié)，高字節(jié)為0，公共地址是和一個應用服務數據單元內的全部信息對象聯(lián)系在一起。其中地址“0”沒有被使用；“255”為廣播地址。例如：某個饋線監(jiān)控終端的公共地址為“0100”。3.應用服務數據單元的結構（4）公共地址第三章配電網自動化數據通信2字節(jié)，高字節(jié)為0，公共地址是和一個應用服務數據單元內的全部1053字節(jié)，高字節(jié)為0，最多表達65535個信息。同類信息對象的地址必須連續(xù)；首個信息對象地址一般從1開始；為了方便信息量的擴充，在每兩類不同信息量之間預留部分地址空間；一旦某類信息數量超過原定預留的地址空間，必須將后續(xù)信息整體向后移動，但不能改變同類信息的先后順序。一般由主站系統(tǒng)給所轄的終端規(guī)定統(tǒng)一的地址分配方案。3.應用服務數據單元的結構（5）信息對象地址第三章配電網自動化數據通信3字節(jié)，高字節(jié)為0，最多表達65535個信息。同類信息對象的106第三章配電網自動化數據通信信息體----信息對象地址----實例某饋線監(jiān)控終端部分遙測信息。序號0對應地址為4001H，序號1對應地址為4002H；其余地址類推。序號名稱序號名稱0相電流曲線工作ID1零序電流曲線工作ID2同期A相電壓相角差3同期B相電壓相角差4同期C相電壓相角差5系統(tǒng)保留AI06系統(tǒng)保留AI17系統(tǒng)保留AI28DC0（直流0）9DC110DC211DC312DC413DC514DC615DC716頻率17饋線0Ia18饋線0Ib19饋線0Ic20饋線03Io21饋線0Ua22饋線0Ub23饋線0Uc24饋線03Uo25饋線0Uab第三章配電網自動化數據通信信息體----信息對象地址--107第三章配電網自動化數據通信信息體----信息對象地址----推薦方案信息對象名稱對應地址（十六進制）信息個數遙信信息1H-1000H4096繼電保護信息1001H-4000H12288遙測信息4001H-5000H4096遙控信息6001H-6200H512………第三章配電網自動化數據通信信息體----信息對象地址--1081）帶品質描述詞的單點遙信信息bit5-8表示配電遠方終端對該遙信的品質描述詞。SPI表示遙信狀態(tài)，SPI=0表示開關處于合位，SPI=1表示開關處于分位；bit2-4為保留位；BL為封鎖標志，BL=0表示未被封鎖，BL=1表示該狀態(tài)被當地封鎖；SB為取代標志，SB=0表示未被取代，SB=1表示該狀態(tài)被人工設置或被其他裝置取代；NT為刷新標志，NT=0表示當前值，NT=1表示非當前值，表示本次刷新沒有成功；IV為有效標志，IV=0表示時標有效，IV=1表示時標無效。帶品質描述詞的單點遙信信息對應的報文類型標識為1，該信息帶品質描述，不帶時標。4.應用服務數據單元的結構（6）信息體元素及數據格式第三章配電網自動化數據通信1）帶品質描述詞的單點遙信信息4.應用服務數據單元的109第三章配電網自動化數據通信第三章配電網自動化數據通信110第三章配電網自動化數據通信第三章配電網自動化數據通信1113）單點遙控命令SCS表示遙控狀態(tài)，SCS=0表示控分，SCS=1表示控合；保留位RES=0；QU表示遙控輸出方式，QU=0表示被控站內部確定遙控輸出方式，不由控制站選擇，QU=1表示短脈沖方式輸出，QU=2表示長脈沖方式輸出，QU=3表示持續(xù)脈沖方式輸出；S/E表示遙控選擇標志，S/E=0表示遙控執(zhí)行命令，S/E=1表示遙控選擇命令。一般遙控過程為遙控選擇、遙控返校、遙控執(zhí)行或遙控解除。4.應用服務數據單元的結構（6）信息體元素及數據格式第三章配電網自動化數據通信3）單點遙控命令4.應用服務數據單元的結構（6）信112帶時標的信息往往可以在通道恢復后補充傳送，但是通道中斷時間是一個不確定的因素，所以僅有精確到分鐘的時標是不夠的。因此一般采用包含年、月、時、分、毫秒的7字節(jié)長時標。（7）信息體時標第三章配電網自動化數據通信帶時標的信息往往可以在通道恢復后補充傳送，但是通道中斷時間是113第三章配電網自動化數據通信2）歸一化遙測值1個歸一化遙測值占用2個字節(jié)，包含15位數據位，1位符號位。遙測數據的實際值等于傳輸值乘以滿碼值。遙測名稱滿碼值實際值傳輸值傳輸編碼電流5000A5000A1-2-157FFFH電流5000A2500A0.54000H電壓236kV220kV0.93227751H4.應用服務數據單元的結構（6）信息體元素及數據格式第三章配電網自動化數據通信2）歸一化遙測值遙測名稱滿114第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭15H長度D204H發(fā)送序列號0400H接收序列號1EHSOE01H1個SOE，最高位為1時表示點號連續(xù)0300H傳送原因，突發(fā)7300H公共地址，0073HD90000HSOE所對應的遙信點號01HSOE狀態(tài)，00為分，01為合DEA22A090B0407H時間，從前到后分別是毫秒低位，毫秒高位，分，時，日，月，年（2）SOE5.通信報文解析第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭15H115第三章配電網自動化數據通信（3）標度化遙測值5.通信報文解析報文解析68H報文頭16H長度0810H發(fā)送序列號0230H接收序列號0BH標度化遙測量02H信息數目0300H傳送原因，突發(fā)0100H公共地址，0001H034000H信息地址，004003H012300H遙測值1及品質描述，00（品質描述），0123（標度化遙測值）084000H信息地址，004008H023400H遙測值2及品質描述，00（品質描述），0234（標度化遙測值）第三章配電網自動化數據通信（3）標度化遙測值5.通信報文116第三章配電網自動化數據通信主站發(fā)送遙控預置的報文報文解析68H報文頭0EH長度0400H發(fā)送序列號0C00H接收序列號2DH遙控01H可變結構限定詞（信息數目）0600H傳送原因，激活0100H公共地址016000H信息體地址81H控合（4）遙控5.通信報文解析第三章配電網自動化數據通信主站發(fā)送遙控預置的報文報文解117第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭0EH長度0E00H發(fā)送序列號0600H接收序列號2DH遙控01H可變結構限定詞（信息數目）0700H傳送原因，激活確認0100H公共地址016000H信息體地址81H控合終端發(fā)送遙控返校的報文（4）遙控5.通信報文解析第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭0EH118第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭0EH長度0800H發(fā)送序列號1000H接收序列號2DH遙控01H可變結構限定詞（信息數目）0600H傳送原因，激活0100H公共地址016000H信息體地址01H控合主站發(fā)送遙控執(zhí)行的報文（4）遙控5.通信報文解析第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭0EH119第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭0EH長度1200H發(fā)送序列號0A00H接收序列號2DH遙控01H可變結構限定詞（信息數目）0700H傳送原因，激活確認0100H公共地址016000H信息體地址01H控合終端發(fā)送執(zhí)行確認的報文（4）遙控5.通信報文解析第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭0EH120主站發(fā)送遙控預置命令后，若要撤銷遙控操作，主站可向終端發(fā)送遙控撤銷報文：680E080010002D0108010001600001，報文中的傳送原因為停止激活08H。終端收到遙控撤銷報文后，發(fā)送遙控撤銷確認報文，其原始報文為：680E12000A002D010900010001600001，報文中的傳送原因為停止激活確認09H。（4）遙控5.通信報文解析第三章配電網自動化數據通信主站發(fā)送遙控預置命令后，若要撤銷遙控操作，主站可向終端發(fā)送遙121第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭14H長度0200H發(fā)送序列號0A00H接收序列號67H對時01H可變結構限定詞（信息數目）0600H傳送原因，激活0100H公共地址000000H信息體地址01H毫秒低位02H毫秒高位03H分鐘04H時81H日與星期09H月05H年主站發(fā)送對時命令報文（4）遙控5.通信報文解析第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭14H122第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭14H長度0C00H發(fā)送序列號0400H接收序列號67H對時01H可變結構限定詞（信息數目）0700H傳送原因，激活0100H公共地址000000H信息體地址01H毫秒低位02H毫秒高位03H分鐘04H時81H日與星期09H月05H年終端發(fā)送對時確認報文（4）遙控5.通信報文解析第三章配電網自動化數據通信報文解析68H報文頭14H12315十二月2022第三章配電網自動化數據通信14十二月2022第三章配電網自動化數據通信1243.1數據通信系統(tǒng)的基本組成3.2通信系統(tǒng)的性能指標3.2.1有效性指標3.2.2可靠性指標3.3數據傳輸方式和工作方式3.3.1數據傳輸方式3.3.2通信線路的工作方式3.4數據通信的差錯檢測3.4.1差錯控制方式3.4.2常用檢錯碼3.5配電網自動化通信方式3.5.1RS-2323.5.2RS-4853.5.3CAN總線3.5.4電力線載波通信3.5.5光纖通信3.5.6ZigBee無線傳感器網絡3.5.7GPRS通信3.5.8多種通信方式綜合應用3.6配電網自動化常用的通信規(guī)約3.6.1電力負荷管理系統(tǒng)數據傳輸規(guī)約3.6.2IEC60870-5-104規(guī)約第三章配電網自動化數據通信3.1數據通信系統(tǒng)的基本組成第三章配電網自動化數據通信1253.1數據通信系統(tǒng)的基本組成數據通信是兩點或多點之