青岛东软载波集中器与载波通信模块下行通信协议说明.doc

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Router通信模块下行通信协议

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2010.03.16
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批准：

日期：

青岛东软电脑技术有限公司

- 12 -
青岛东软电脑技术有限公司 2005
- 12 -

1概述 1
2载波通信模块对标准Q/GDW 376.2协议所支持的内容 1
3标准Q/GDW 376.2协议实现说明 2
4集中器操作流程说明及建议： 6
4.1执行标准Q/GDW 376.2协议 6
4.2执行扩展的路由通信协议 7

1概述
集中器与载波通信模块的下行通信协议遵从国家电网公司Q/GDW 376.2《电力用户用电信息采集系统通信协议：集中器本地通信模块接口协议》，所支持的具体规约内容为其子集，另外，由于此Q/GDW 376.2协议是基于集中式抄读模式制定的协议，无法兼容并行、分布式等抄读模式下的路由访问策略，所以我们在标准Q/GDW 376.2协议基础上进行了适当扩充。
扩展协议的具体内容详见《集中器与Router通信模块间的扩展通信协议.doc》。

2载波通信模块对标准Q/GDW 376.2协议所支持的内容
应用功能码AFN
应用功能定义
具体项目
通信模块标识
是否支持
00H
确认∕否认
F1：确认
0
√
F2：否认
0
√
01H
初始化
F1：硬件初始化
0
√
F2：参数区初始化
0
√
F3：数据区初始化
0
√
02H
数据转发
F1：转发命令
1
√
03H
查询数据
F1：厂商代码和版本信息
0、1
只支持通信模块标识=0
F2：噪声值
0、1
×
F3：载波从节点侦听信息
1
×
F4：载波主节点地址
0
√
F5：载波主节点状态字和载波速率
0
√
F6：载波主节点干扰状态
0
×
04H
链路接口检测
F1：发送测试
0
√
F2：载波从节点点名
1
√
05H
控制命令
F1：设置载波主节点地址
0
√
F2：允许载波从节点上报
有路由0,,无路由1
×
F3：启动广播
有路由0,无路由1
√
06H
主动上报
F1：上报载波从节点信息
有路由0,无路由1
√
F2：上报抄读数据
有路由0,无路由1
√
07H~0FH
备用

10H
路由查询
F1：载波从节点数量
0
√
F2：载波从节点信息
0
√
F3：指定载波从节点的上一级中继路由信息
0
√
F4：路由运行状态
0
√
F5：未抄读成功的载波从节点信息
0
√
F6：主动注册的载波从节点信息
0
√
11H
路由设置
F1：添加载波从节点
0
√
F2：删除载波从节点
0
√
F3：设置载波从节点固定中继路径
0
√
F4：设置工作模式
0
√
F5：激活载波从节点主动注册
0
√
12H
路由控制
F1：重启
0
√
F2：暂停
0
√
F3：恢复
0
√
13H
路由数据转发
F1：监控载波从节点
1
√
14H
路由数据抄读
F1：路由请求抄读内容
0
√
15H~EFH
备用

F0H
内部调试

F1H~FFH
备用

3标准Q/GDW 376.2协议实现说明
3.1信息域填写说明：
下行报文：
---中继级别：地址域中有中继地址时为中继地址数量，否则为0；
---冲突检测：0；
---附属节点标识：0无附属节点；
---路由标识：0通信模块带路由或工作在路由模式；
---纠错编码标识：0信道未编码；
---信道标识：0不分信道；
---预计应答字节数：建议按DL/T645 1997或2007协议的上行帧长度填写，0
为默认时间（为0时可能造成点抄延时时间计算值偏大）；
---通信速率：0默认通信速率；
---速率单位标识：0 表示bps；
上行报文：
---中继级别：上报抄读数据时为实际中继深度，其它为0；
---路由标识：0通信模块带路由或工作在路由模式；
---信道标识：0不分信道；
---电表通道特征：0或1；
---实测相线标识：0不确定；
---末级应答信号品质：0 无信号品质；
---末级命令信号品质：0 无信号品质；

3.2确认∕否认（AFN=00H）
F1 确认：对收到的集中器下行指令，通信模块根据支持和协议约定回应确认帧。
F2 否认：若通信模块不支持接收到的集中器下行指令或收到错误指令，回应否认帧。
3.3初始化（AFN=01H）
F1：硬件初始化：
通信模块停止所有正在执行的工作，回应确认报文后，系统复位。确认帧中的等待时间为5秒。
F2：参数区初始化：
如果处在标准抄表模式下，此指令需要在停止抄表的状态下方能执行。通信模块停止所有正在执行的工作，将加载的节点地址以及路由中继信息等全部删除，主节点地址会被保留，运行模式更改为标准（模式号为1）。然后回应确认报文。
F3：数据区初始化：
如果处在标准抄表模式下，此指令需要在停止抄表的状态下方能执行。通信模块停止所有正在执行的工作，将路由中继信息等全部删除，然后回应确认报文。
3.4通信模块冷启动（加电运行）：
通信模块冷启动后，不再执行原来被中止的工作，处于停止工作状态，集中器可以通过查询路由器运行状态，必要时重新启动路由器的抄表或学习工作。
3.5数据转发（AFN=02H）
F1：转发命令：
规约类型不支持透明传输；转发命令不允许是广播命令；
点抄成功时，通信模块向集中器返回转发命令应答帧；
点抄不成功时，通信模块会向集中器返回数据单元中报文长度为0的应答帧；
3.6查询数据（AFN=03H）
F1：厂商代码和版本信息：
例如：ESRT 181109 0001（报文实际发送顺序为：S E T R 18 11 09 01 00）；
只支持通信模块标识=0的情况。
F4：载波主节点地址：
返回集中器通信模块地址；
F5：载波主节点状态字和载波速率：
载波速率数量：1；
3.7链路接口检测（AFN=04H）
F1：发送测试
回应确认帧，持续时间为0时停止发送测试。
F2：载波从节点点名
点名成功时通信模块返回确认帧，失败时返回否认帧。
3.8控制命令（AFN=05H）
F1：设置载波主节点地址
集中器修改本地通信模块的主节点地址。
载波主节点地址不得与其可能直接或中继通信到的任何载波主/从节点地址重复，包括可能通信到的其它台区的载波节点。
F3：启动广播
集中器可以进行广播校时、广播相位识别等无响应的广播操作。
通信模块启动广播后，向集中器返回确认帧，如启动广播失败则返回否认帧；
启动后，自动抄表流程自动暂停至该任务结束，可以通过重启和恢复命令恢复抄表流程
3.9主动上报（AFN=06H）
F1：上报载波从节点信息：
每次上报的上行帧的载波从节点数量为1，规约类型固定为0x00，载波从节点序号固定为0xFFFF，上报的载波从节点地址可能会重复。

F2：上报抄读数据：
表端事件记录以及AFN=14H--F1路由请求抄读内容的抄读结果上行帧通过此类报文上报。
上报数据帧数据域中的645报文的控制字为0x9F时为事件上报帧，按以下报文格式将事件信息报送给集中器：

通信方式：1，集中式路由载波通信；
应用功能：主动上报（AFN=06H）--- F2上报抄读数据；

n F2--上报抄读数据
通信模块标识：有路由0,无路由1；
数据单元格式见下表：
数据内容
数据格式
字节数
载波从节点序号
BIN
2
规约类型
BIN
1
报文长度L
BIN
1
报文内容

L
——载波从序号： 无效（为0）
——规约类型：01H＝DLT/645-1997；02H＝DLT/645-2007；
——报文长度L：事件信息的数据总长度。
——报文内容：事件信息的报文数据。
645控制字：0x9F；
645数据：从电表获取的事件信息；
n 下行报文
下行报文为确认/否认报文。

其中，事件上报帧中的载波从节点序号无效（为0），集中器应根据报文中的原始报文内容识别出具体的从节点地址。
并且，在不使用扩展路由协议时，表端事件上报的效果可能不够理想。
3.10路由查询（AFN=10H）
F1：载波从节点数量
路由支持的最大从节点数量为1500。
F2：载波从节点信息
查询通信模块内存储的从节点信息。
上行报文的相位固定为0；
F3：指定载波从节点的上一级中继路由信息
从通信模块的内部路由表查询指定节点的上一级中继路由信息。
---相位：固定为0；
F4：路由运行状态
查询通信模块的路由运行状态；
---纠错编码：固定为0；
---上报事件标志：固定为0；
F5：未抄读成功的载波从节点信息
查询通信模块中最近一次启动抄表以来的一次也没抄读成功的载波从节点信息。
---相位：固定为0；
F6：主动注册的载波从节点信息
查询最近一次激活载波从节点主动注册以来收集到的表号信息。
由于路由器将主动注册的载波从节点信息以主动上报载波从节点信息的形式上报，本地不再存储，故返回的数量始终为0。
3.11路由设置（AFN=11H）
F1：添加载波从节点
集中器向通信模块添加从节点地址等信息。
采集器下所属的电表不能添加到通信模块中。
添加载波从节点操作需要在路由停止工作的状态下执行。
F2：删除载波从节点
集中器向通信模块中删除从节点信息，同时删除其作为其它节点的中继信息。
对于集中器中停用或移除的电表，集中器应及时地将通信模块内的表号删除，否则会影响路由效率。
删除载波从节点操作需要在路由停止工作的状态下执行。
F3：设置载波从节点固定中继路径
集中器向通信模块中某从节点设置固定的中继路由信息，必须是完整的中继路径，从第一级中继开始，一直到最后一级中继。
F4：设置工作模式
设置路由器的工作模式。
设置完成后，通信模块会立即开始相应的学习或抄表工作。
F5：激活载波从节点主动注册
立即启动收集表号功能，由于无时钟，通信模块会忽略下行帧中的开始时间。
激活后，自动抄表流程自动暂停至该任务结束，可以通过重启和恢复命令恢复抄表流程
通信模块以主动上报载波从节点信息（AFN=06H-F1）的方式向集中器上报表号。

3.12路由控制（AFN=12H）
F1：重启
重新开始通信模块正在执行的工作过程，如果正在抄表，则从节点表中第一只表开始重新抄读。
F2：暂停
暂停通信模块正在执行的工作。
F3：恢复
继续从之前的断点处恢复工作。
3.13路由数据转发（AFN=13H）
F1：监控载波从节点
对某个载波从节点进行点抄。
下行帧中的从节点附属节点数量、地址为空（信息域中的附属节点标识为0）。
指令中的地址域中的主节点地址必须与之前设置的主节点地址一致方能正常通讯。
通信成功时，通信模块向集中器返回正常应答帧，通信超时后，通信模块会向集中器返回数据单元中报文长度为0的应答帧；

3.14路由数据抄读（AFN=14H）
F1：路由请求抄读内容
在启动抄表工作后，通信模块逐表向集中器请求抄读内容。
下行帧中的从节点附属节点数量、地址为空（信息域中的附属节点标识为0）。下行帧中的数据内容是“DL/T645规约的原始报文数据”。

4集中器操作流程说明及建议：

4.1执行标准Q/GDW 376.2协议
4.1.1路由启动或复位时主动上报路由运行模式：
载波通信模块在上电启动或者复位时会主动上报一次路由运行模式AFN=02H-F5(扩展协议)的上行报文，启动站为主动站。此报文目的是让上行程序知道路由重新上电或者复位，如果正在抄表期间路由复位，会终止路由的抄表状态，上位机可以通过此报文识别路由复位从而重新启动抄表
此报文只上报一次，不需回应

4.1.2同步载波主节点地址：
载波通信模块在出厂时具备一个随机的主节点地址，如果需要自行管理主节点地址，可以采用AFN=05H-F1设置载波主节点地址命令给载波通信模块重新设置主节点地址。如果不需设置可直接读取路由中的主节点地址使用。
指令中凡是需要与表端通讯的带地址域的指令中的下发主节点地址必须与之前设置的主节点地址一致方能正常通讯。
4.1.3点抄：
1、 集中器发送下行AFN=13H—F1 监控载波从节点命令。
2、 集中器等待接收通信模块上行帧。
3、 如果点抄成功，通信模块发送的AFN=13H—F1 上行应答帧数据域为645报文，否则为空。
4.1.4路由日常抄读：
路由日常抄读是指集中器通过通信模块对每只电表进行日常抄读工作，流程如下：
1、 集中器发送AFN=11H-F4设置工作模式指令，将通信模块工作状态设置为抄表。
2、 如果想重新抄表，需要发送重启抄表，如果需要继续之前的抄表工作，发送启动抄表指令。
3、 通信模块通过AFN=14H-F1路由请求抄读内容报文，向集中器查询某只电表的抄读项。
4、 如果集中器的应答帧中抄读标志为02H可以抄读，则通信模块向指定电表发出点抄指令，并等待接收上行应答帧。
5、 如果通信模块点抄成功，则向集中器返回抄读结果（AFN=06H-F2 上报抄读数据）。
6、 通信模块依次对内部存储的每只电表重复执行2、3、4步骤，直到被暂停或工作状态被改变为学习状态。
4.1.5广播：
1、 集中器发送AFN=05H-F3启动广播指令，自动抄表流程会被打断，可以通过重启和恢复命令恢复抄表流程。
2、 通信模块发出广播指令后，向集中器返回确认帧，确认帧中的等待时间为此广播指令需要执行的时间，在这段时间内，集中器不要进行抄读操作。如果操作失败，则通信模块向集中器返回否认帧。

4.1.6路由学习
1、 集中器发送AFN=11H-F4设置工作模式指令，将通信模块工作状态设置为学习。
2、 通信模块向集中器返回确认帧，并进入学习模式。
3、 集中器通过AFN=10H-F4查询路由运行状态指令，了解通信模块是否完成学习。
4、 目前不需要设置学习模式

4.1.7表号自动上报
1、 集中器发送AFN=11H-F5激活载波从节点主动注册指令，启动表号自动上报工作。
2、 通信模块向集中器返回确认帧，并开始收集表号。如果通信模块启动任务失败，则将集中器返回否认帧，并不再执行以下步骤。
3、 通信模块以主动上报载波从节点信息（AFN=06H-F1）的方式向集中器上报表号，集中器在收到报文后应回复确认帧。
4.1.8事件上报
1、 当收到的通讯模块上报抄读数据帧（AFN=06H）--- F2数据域中的645报文的控制字为0x9F时认为是事件上报帧。
2、 具体协议格式参照3.9中的说明

4.2执行扩展的路由通信协议
使用扩展的路由通信协议（通信方式=7）时，不允许再使用原Q/GDW 376.2协议中AFN>6的部分，这些报文与扩展协议的报文是互斥的，禁止同时使用，这两部分协议的切换是通过扩展协议中的AFN=01--F7设置路由器运行模式来实现的。

4.2.1同步运行模式
首先读出运行模式，如果不是扩展模式可根据情况由程序修改或者手动修改。模式改变会导致参数初始化。模式掉电不会被更改。

4.2.2路由启动：
载波通信模块在上电启动或者复位时会主动上报一次路由运行模式AFN=02H-F5(扩展协议)的上行报文，启动站为主动站。此报文目的是让上行程序知道路由重新上电或者复位，如果正在抄表期间路由复位，会终止路由的抄表状态，上位机可以通过此报文识别路由复位从而重新启动抄表。
此报文只上报一次，不需回应

4.2.3同步主节点地址：
运行后首先从路由里读出集中器主节点地址，保持DM和路由的主节点地址一致。抄表指令中只有下发的源节点地址与路由的主节点地址一致时才能成功抄表。如果要对主节点地址进行更改，需要同时更改DM与路由的主节点地址。

4.2.4档案管理
主站下发的表档案在扩展模式下由DM自行管理，不需要添加到路由中。路由会自行检测节点。

4.2.5路由日常抄读：
1、 集中器发送下行AFN=01H—F4 启动例行抄表任务命令。任务时间建议为时段剩余的时间
2、 通信模块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，并不再执行以下步骤。
3、 通信模块会把每只电表的抄读结果通过AFN=01H-F4上行报文，返回给集中器。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。
4、 在任务执行期间，当收到路由发出的查询未成功表的查询帧AFN=02H-F2时，查询DM的数据库，将本次还需要补抄的表通知路由。建议每帧包含的表数量为1，如果需要包含多块表时（单帧报文最大电表数量为10），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。
5、 集中器回应未抄读成功电表。回应时建议每帧包含的失败表数量为1，如果需要回应多帧（单帧报文最大表数量为10），发送时每帧延时计算方式：5ms + （电表数量 – 1） * 2ms
6、 如存在未成功电表，则通信模块逐个向集中器询问待抄读数据项（AFN=02H-F3）。DM首先检索表号是否是本台区的表，如果不是以否认帧回应，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。如果有待抄数据项则按照帧格式进行回应。
7、 通信模块会把每只电表的抄读结果通过AFN=01H-F4上行报文，返回给集中器。同3.
8、 通信模块会对每只不成功电表循环执行步骤6-7，直到任务结束。
9、 扩展模式的抄表工作不可停止，任务有效时间到了之后自动停止。

4.2.6表号字节序
按照国网规约要求所有的表号都是低位在前

4.2.7点抄：
1、 集中器发送下行AFN=01H—F3 路由抄读、控制、设置命令。
2、 集中器等待接收通信模块上行帧。
3、 如果点抄成功，通信模块发送AFN=01H—F3上行应答帧。
如果点抄失败，通信模块发送AFN=01H—F3报文长度为0的上行帧。

4.2.8广播：
1、 集中器发送CCW=1的AFN=05H-F3启动广播指令。
2、 通信模块发出广播指令后，向集中器返回确认帧，确认帧中的等待时间为此广播指令需要执行的时间，在这段时间内，集中器不要进行抄读操作。如果操作失败，则通信模块向集中器返回否认帧。

4.2.9路由学习
在扩展协议模式下，通信模块不需要进行专门的路由学习工作。
4.2.10表号自动上报
1、 集中器发送AFN=01H-F2启动收集载波从节点任务指令，启动表号自动上报工作。
2、 通信模块向集中器返回确认帧，并开始收集表号。如果通信模块启动任务失败，则将集中器返回否认帧，并不再执行以下步骤。
3、 在任务执行期内，通信模块通过AFN=01H-F2上行报文，向集中器返回收集到的表号信息。
4、 集中器对AFN=01H-F2收集表号上行报文回应确认帧或否认帧。

4.2.11事件上报
同4.1.8

4.2.12针对采集器的抄读流程
1、 采集器芯片介绍
采用东软扩展协议的采集器芯片有PLCi36M、PLCi36M-III、PLCi36M-III-E，此类采集器在抄表时是将采集器作为目的地址，485表放在数据域里实现数据采集。
采用标准协议的采集器芯片有PLCi36GM-III-E，此类采集器在抄表时可以将485表做为目的地址直接进行数据采集，如果MCU配合也可兼容东软扩展协议的采集器数据采集方式
2、 针对东软协议采集器的抄读流程
在标准模式下加表时将采集器的地址加到路由里，在扩展模式下路由询问未成功表时将采集器的地址做为失败表地址应答给采集器，485表地址DM本地管理。
路由询问待抄读数据项的查询帧中的地址为采集器的地址，DM需要检索此采集器下面失败的485表，在应答的数据域最后放入485表的逆序地址实现对485表的抄读。如果要对采集器进行抄读则不需放入485表地址。

3、 针对标准协议采集器的抄读流程
在标准模式下加表时将485表的地址加到路由里，如果要对采集器本身进行抄读，同时也要将采集器地址加到路由里，在扩展模式下路由询问未成功表时将485表的地址做为失败表地址应答给采集器，如果需要对采集器本身也需要抄读，同时也要把采集器地址做为失败表地址应答给路由。
路由询问待抄读数据项的查询帧中的地址为实际要抄的节点地址，DM需要检索此节点需要抄读的数据项然后回应。