IEC61850協議通信的“基石”
發布時間：2016-2-23 09:34
發布者：designapp
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摘要：IEC61850標準是迄今為止變電站自動化領域最為完善的通信標準，其中ASN.1編碼規范是IEC61850使用的MMS協議最基礎的編碼方式，這里給大家介紹一下IEC61850協議通信的“基石”— ASN.1編碼。 早期計算機通信使用的網絡協議棧在傳輸數據時，沒有采用統一的編碼規則，不同編碼規則的信息如果要再兩臺計算機之間通信，開發人員要實現不同信息的編解碼。 ASN.1(抽象語法標記)規范的應用，對計算機網絡通信來說是一個具有里程碑意義的變革，它使得通信雙方更加關注信息交換的內容，而不是具體編解碼過程。 IEC61850協議定義的ACSI(抽象通信服務接口)具體映射至MMS(制造報文規范)協議，而MMS協議正是采用了ASN.1的編碼規范。IEC61850標準不再關心具體的通信過程，而是把重點放在變電站內IED之間的數據交換模型和互操作上，因此ASN.1的應用是IEC61850標準在實用性、規范性、靈活性和易擴展性都強于傳統規約的原因之一。 主要內容 ASN.1規范位于ISO/OSI七層開放互連模型的第六層表示層，主要分為語法規則和編碼規則兩部分：語法規則用于描述信息對象的具體構成，包括數據類型、內容順序或結構;編碼規則定義了信息的具體編解碼語法。 ASN.1定義的數據類型既有簡單的基本數據類型，也有復雜的結構類型，如下表所示。 編碼規則： ASN.1提供了多種編碼規則，如BER(Basic encoding rules)、DER、CER、PER等，本文主要介紹IEC61850在MMS編解碼中使用的基本編碼規則BER，其他編碼規則可參考ASN.1官網文檔。 ASN.1基本編碼規則BER采用的編碼結構由標記Tag、長度Length、內容Value三部分組成，簡稱TLV結構，基本編碼規則采用8位位組作為基本傳送單元。 標記Tag共4種類型，通用類、應用類、上下文相關類以及專用類。分類信息如下： ASN.1 BER編碼規則定義了一批簡單類型的Tag值，但這些Tag值無法滿足MMS應用需要，如無法區分整型和無符號整型，因此MMS擴展定義了一組專用的Tag值，具體可查閱ISO/IEC 9506-2規范。 長度Length字段指明Value部分所含的8位位組的數目。 內容Value部分對于簡單類型來說，Value字段是數據的實際值，對于結構類型來說，Value字段是一個或者多個數據的TLV結構，形成分層嵌套的結構。 ASN.1提供了豐富的數據組織形式和靈活的擴展機制，可以描述結構非常復雜的數據。 MMS語法規范實現： ISO/IEC 9506 – 1 以及ISO/IEC 9506 – 2 定義了MMS的服務規范和協議規范，這兩部分是MMS協議的核心部分，規范主要由ASN.1語法組成，如： VariableSpecification ::= CHOICE { name ObjectName, invokeID Unsigned32, variableDescription IMPLICIT SEQUENCE { address Address, typeSpecification TypeSpecification }, } 定義了一個選擇復雜結構類型VariableSpecification，第一個成員是一個BITSTRING位串，第二個成員是無符號32位整型，第三個成員是一個強調成員順序的復雜類型的序列。 由上述內容可看出，ASN.1規范在MMS協議實現過程中起到非常重要的作用，正確的數據編碼是確保IEC61850應用的重要前提。 致遠電子E8000、E8300電能質量分析監測終端率先通過開普實驗室IEC61850一致性測試認證，每一組MMS報文都是經過精心設計而且高度符合ASN.1編碼規范，使得設備與主站通信更加健壯穩定。 |
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