作者：高明強(qiáng) 劉繼岳 李加榮 王玉頂

    摘要：iec tc57所推出的iec 870-5-1和iec 870-5-2關(guān)于遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了dnp v3.00數(shù)據(jù)鏈路層的基礎(chǔ)，dnp 3.0規(guī)約使scada進(jìn)行有了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約的適用面廣，功能強(qiáng)大，可以大大減少電力網(wǎng)維護(hù)的工作強(qiáng)度。饋線(xiàn)終端單元（ftu）是配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要組成部分。

    關(guān)鍵詞：分布式網(wǎng)絡(luò)規(guī)約dnp3.0 無(wú)線(xiàn)ftu 配電自動(dòng)化

    dnp 3.0(distributed network protocol version 3.0)規(guī)約是目前在歐洲及北美比較流行的一種開(kāi)放性結(jié)構(gòu)的規(guī)約，在國(guó)內(nèi)正逐漸成為主流性通信規(guī)約之一。它可用于電力系統(tǒng)子站系統(tǒng)、rtu、智能電子設(shè)備（ieds）以及主站系統(tǒng)之間的通信。由于目前大部分國(guó)外配電自動(dòng)化（da）設(shè)備都支持dnp3.0，為使電力設(shè)備具有兼容性和標(biāo)準(zhǔn)性，大部分與國(guó)外電力主站配套的ftu都使用dnp3.0通訊規(guī)約。

    ftu作為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的重要部分，不但要實(shí)現(xiàn)基本的測(cè)量與監(jiān)控功能，還要實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方主站的通信。本設(shè)計(jì)以arm為主處理器，以多處理器的方式將功能項(xiàng)模塊化，各自獨(dú)立互不干擾，主處理器控制和協(xié)調(diào)各個(gè)功能單元的操作和數(shù)據(jù)交互，這樣既減少了設(shè)備的維護(hù)也可以利用設(shè)備的冗余來(lái)保證電力設(shè)備的正常運(yùn)行。

    1 無(wú)線(xiàn)ftu系統(tǒng)構(gòu)成

    圖1為無(wú)線(xiàn)ftu系統(tǒng)的構(gòu)成，利用gprs/cdma等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)作為通訊載體，移動(dòng)服務(wù)商數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)或者internet網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫娏ΡO(jiān)控中心的局域網(wǎng)絡(luò)的電腦上，通過(guò)這種科學(xué)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控。

    由于電力終端設(shè)備工作的特殊性，其安裝位置、工作環(huán)境以及對(duì)可靠性、穩(wěn)定性的要求，傳統(tǒng)的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)已很難滿(mǎn)足電力設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的要求。無(wú)線(xiàn)ftu在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，通過(guò)gprs/cdma網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，在實(shí)現(xiàn)正常工作的同時(shí)，提高電力網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化程序，也更高效地實(shí)現(xiàn)了電力監(jiān)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化。

    2 dnp3.0規(guī)約介紹

    dnp3.0規(guī)約是在國(guó)際電子電工協(xié)會(huì)（iec）的tc57協(xié)議基礎(chǔ)上制定的通信規(guī)約，它支持iso的osi/epa模型。這種模型規(guī)定了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。然而，為了支持高級(jí)的rtu功能和大于最大幀長(zhǎng)的報(bào)文，dnp3.0的數(shù)據(jù)鏈路采用一個(gè)偽傳輸層去完成最短報(bào)文的組裝與分解。圖2為通訊模型的比較。

    2．1 dnp3.0的框架結(jié)構(gòu)

    dnp3.0規(guī)約的文本共分4部分：數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約、傳輸功能、應(yīng)用層規(guī)約及數(shù)據(jù)對(duì)象庫(kù)。

    由于匯編語(yǔ)言在硬件控制和處理速度上的高效性，在對(duì)規(guī)約處理時(shí)，整個(gè)crc部分用匯編實(shí)現(xiàn)，似乎很麻煩，但由于匯編語(yǔ)言在位控制上可以類(lèi)似c語(yǔ)言中聯(lián)合體的操作，所以在協(xié)議的控制上使用整體賦值分位判斷的方法，協(xié)議處理簡(jiǎn)單明了。c與匯編的混合使用，各取其長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了dnp通信的同時(shí)也提高了響應(yīng)速度和代碼質(zhì)量。

    dnp3.0規(guī)約的幀格式的基本單元是字節(jié)的，所以按照dnp3.0規(guī)約的層次結(jié)構(gòu)分別是定義鏈路層控制字、偽傳輸層控制字、應(yīng)用層控制字、應(yīng)用層功能碼、ftu內(nèi)部狀態(tài)1、ftu內(nèi)部狀態(tài)2等。

    按照dnp3.0規(guī)約的數(shù)據(jù)流程，分層搭建處理程序流程。dnp3.0規(guī)約詳細(xì)規(guī)定了協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)及每一層的功能，程序只要完成全與規(guī)約一致即可實(shí)現(xiàn)通訊的標(biāo)準(zhǔn)化。

    dnp協(xié)議鏈路層處理流程如圖3所示。

    2．2 dnp3.0中crc算法的實(shí)現(xiàn)

    crc校驗(yàn)是保證通信可靠性的關(guān)鍵處理部分，在協(xié)議中必須對(duì)報(bào)文的報(bào)頭、每個(gè)數(shù)據(jù)塊都進(jìn)行校驗(yàn)，并將校驗(yàn)碼與數(shù)據(jù)一起捆綁發(fā)送，主站接收時(shí)可以對(duì)報(bào)文的信息進(jìn)行分析，判斷通信是否正常。下面是結(jié)合實(shí)現(xiàn)應(yīng)用給出的分析方法和匯