面向对象互操作性数据交换协议研究思路与进展2016年6月30日郑安刚国网计量中心目 录一．不同协议的对比分析二．面向对象协议的研究思路和过程三．面向对象协议的技术特点与创新四．试点应用情况及下一步计划采集主站采集终端表计DL/T 645-2007（主流）DL/T 645-97CJ/T 188-2004（水表、气表、热表）远程通信协议Q/GDW 1376.1-2013 （主流）DL/T698.41-2010IEC 62056（国际标准）本地通信协议当前用电信息采集系统通信协议应用架构DL/T 645协议的技术特点•协议结构非常简单、容易理解（易上手）；•应用比较成熟、广泛（实用性）；•使用主-从结构半双工模式，不支持主动上报；•所有数据通过数据标识DI唯一定义索引，并枚举和固定所有数据项、数据内容及数据格式（扩展性和灵活性）；•单帧报文短，帧最大长度<255Byte，每帧采用固定组合数据项（通信传输效率）。
Q/GDW 1376.1协议的技术特点•协议采用面向过程设计、容易理解；•应用比较成熟、广泛（实用性）；•对负荷管理终端、专变终端的功能支持完整（发展历程）；•数据单元标识Pn、Fn的扩展有限制，存在二义性（四表合一采集）•业务与协议的耦合强（扩展性和灵活性）。
当前通信协议存在的不足•停上电事件•电能表全事件采集•批量电价下发•四表合一采集•……业务变更需要：协议频繁修订、设备程序大规模升级、现场运维压力大当前通信协议存在的不足•645、376.1不支持一次抄读多个数据项•645、376.1不支持抄读数据项部分内容•376.1的Fn对应多个源数据，无法定制选择、按需获取•645 不支持主动上报当前通信协议存在的不足645 经过多次备案后•数据项存在重复•数据类型格式不同•与376.1对应关系混乱•业务变化后需要同时修订645和1376.1当前通信协议存在的不足应用层数据需进行协议转换，用户拿到的数据非表计原始数据格式Q/GDW 1376.1DL/T 645集中器表计主站主站集中器表计62056-46-47-53 -62 -61DL/T 645国内现状：IEC 62056：目 录一．不同协议的对比分析二．面向对象协议的研究思路和过程三．面向对象协议的技术特点与创新四．试点应用情况及下一步计划面向对象协议的总体思路•吸收 62056 协议框架优点•总结 645、1376.1 应用经验•结合四表合一等新需求•创新设计适合国内AMI的协议+充分继承+创新设计面向对象协议的总体思路采用一套协议体系全贯通AMI电表水表气表• 面向对象协议• PLC/RF/RS485• 面向对象协议• GPRS/CDMA/3G/4G• 面向对象协议• CJ/T 188• Modbus • 企业自定义协议• M-Bus • 脉冲• 面向对象协议• GPRS/CDMA/3G/4G• Ethernet 、Epon集中器采集主站• 面向对象协议• PLC/RF/RS-485面向对象协议的编制过程2014年Ø调研国内外相关技术标准，编制《面向对象协议标准工作方案》Ø3月18日，在北京组织召开启动工作会议Ø各小组形成协议草稿Ø5月29日，在青岛组织召开第二次面向对象协议研讨会。
对协议草稿进行讨论，调整协议框架，确定本协议不完全照搬IEC62056。
Ø8月21日，在北京组织召开第三次面向对象协议研讨会。
对协议草稿进行讨论，再次调整协议框架，确定本协议延伸到智能电表。
Ø对协议草稿集中讨论、修改，形成协议初稿。
面向对象协议的编制过程Ø编制实验室验证方案，跟踪厂家进行样机设计，并进行实验室验证试验。
Ø形成征求意见稿，在科研单位、电力公司、采集终端生产厂家、电表生产厂家、采集系统主站厂家广泛征求意见。
Ø11月3日，在北京召开标准预审查会，通过专家审查。
Ø11月20日，在昆明召开标准审查会，通过标委会审查。
Ø2月5日，在杭州组织召开第四次面向对象协议研讨会。
标准工作组成员与国网领军人才课题组成员对协议初稿进行讨论，确定了协议框架性结构。
Ø3月19日，在北京组织召开第五次面向对象协议研讨会。
标准工作组成员与中国电科院相关技术人员对协议进行讨论，对协议框架进行了完善。
Ø7月17日，在青岛组织召开第六次面向对象协议研讨会，初步形成送审稿。
Ø编制现场试点验证方案，在浙江、湖南开展现场试点验证工作。
Ø根据实验数据结果及现场验证情况修改完善协议，起草征求意见稿。
Ø9月25日，在北京组织召开第七次面向对象协议研讨会。
标准工作组成员重点讨论标准的文档框架结构、格式及关键概念的描述方式，形成送审稿。
2015年面向对象协议的编制过程Ø4月8日，完成面向对象协议一致性测试软件框架开发，形成软件初版并发布给各厂家进行产品研发联调。
Ø3月17日，在长沙组织召开面向对象协议试点现场研讨会（第八次） 。
Ø4月6日，在北京组织召开面向对象协议安全认证专题研讨会（第九次），形成了安全认证的协议草稿。
2016年Ø5月11日，完成面向对象协议的完善、修改，形成完整报批稿。
目 录一．不同协议的对比分析二．面向对象协议的研究思路和过程三．面向对象协议的技术特点与创新四．试点应用情况及下一步计划面向对象协议的框架链路层•自定义的链路层帧结构，类似Q/GDW 1376.1的链路层，简洁明了。
应用层•参考IEC 62056应用层协议，并进行效率优化，增加更高效的访问服务和服务模型接口类IC•借鉴IEC 62056的COSEM接口类概念，根据国内业务需求和应用特点，进行创新对象标识OI•借鉴IEC 62056的OBIS模型，简化OBIS，突出高效、实用面向对象协议的主要特点主要特点业务适应性强（可扩展、灵活配置）采集效率高（灵活定制采集对象集）数据源唯一（互操作强、含义一致）兼容性好（功能兼容、设备兼容）面向对象协议的创新点1帧起始标志（68H）帧头长度域 L控制域 C地址域 A帧头校验 HCS链路用户数据链路用户数据（应用层）帧校验 FCS帧头校验HCS与帧校验 FCS采用CRC-16循环校验，并提供统一高效的算法。
采用变长服务器地址，可兼容各种表计。
相对1376.1和645的累加和校验可极大提高数据传输的可靠性线性帧结构与62056抽象语法相结合。
为四表集抄等 提供协议支撑链路层面向对象协议的创新点2应用层取消测量点的概念，采集节点数不设限制，由硬件自身容量确定。
面向连接的应用层协议、一致性支持主动上报； 对于不支持主动上报的通道，应用层支持尾随上报。
多样化应用服务：预连接、应用连接、安全认证、读取、设置、操作、上报、代理等。
高效的读取服务： 读一个属性、读多个属性、读一个记录型属性的部分内容，设置后读，操作后读、代理后读等等。
数据上报可分端口同时上报并分别确认。
访问权限不依赖客户机ID ，而是根据建立连接时请求的权限等级。
扩展性：能够满足四表集抄的需求采集高效性互动性通过代理服务可兼容现行协议的终端和电表。
兼容性应用层面向对象协议的创新点3具有预先建立的应用连接，且不能被断开；在建立应用连接前，数据链路必须已建立；数据上报直接基于预链接发起；简化通信架构，提高通信效率预连接机制面向对象协议的创新点4使用接口类对业务功能进行抽象；使用接口类对象进行建模，对象具有唯一标识(对象标识系统)对象可拥有特定的属性和方法；通过{对象标识+属性}即可调用接口类对象属性，比62056更简捷。
通过OAD 访问对象的属性（如当前的、日冻结、总及各费率等）；通过OMD 访问对象的方法。
接口类及对象面向对象协议的创新点5对象标识由2字节组成，指数据的基础物理量纲同一属性在不同冻结下的引用 或 与事件对象关联时的取值模式对象标识与属性特征分离，提高对象标识的通用性，减少OI字节数对象标识系统目 录一．不同协议的对比分析二．面向对象协议的研究思路和过程三．面向对象协议的技术特点与创新四．试点应用情况及下一步计划试点应用情况-湖南公司试点方案开发模拟采集主站，在同一台区环境中（低压窄带载波）将OOP电表（试验产品）串装645电表，加装面向对象采集终端，搭建测试验证平台。
利用面向对象终端分别采集645电表和OOP电表进行通信协议验证和效率评估。
试点应用情况-湖南公司验证内容序号项目验证内容1功能验证ü采集各类数据项、测试费控功能，以验证新协议的功能完整性。
2扩展性验证ü在不升级终端的前提下，通过配置面向对象终端新的任务，定时抄读表计时钟和版本信息，以验证新增数据的抄读功能。
3采集效率评估ü通过增加面向对象终端采集数据项比较采集面向对象电表和DL/T645电能表的采集耗时，评估采集效率；ü用不同的时间间隔采集电表所有数据项，评估全采集能力；ü通过测试批量拉合闸的一次成功率验证实时通讯效率。
4兼容性验证ü通过采集面向对象终端抄读原有规约电表的各项数据，以验试点应用情况-浙江公司1376.1协议集中器面向对象协议集中器新II型采集器645/面向对象双协议老模式新模式方案一：验证新协议的可行性结论：面向对象协议设备能够准确、完整的完成当前采集系统一般业务数据的采集工作。
不会因协议变更影响目前采集系统业务数据的完整性。
试点应用情况-浙江公司方案二：验证新协议对现有设备的兼容性1376.1协议集中器面向对象协议集中器Ⅱ型采集器645电能表过渡阶段混合模式结论：面向对象协议终端能够实现与DL/T645-2007规约电能表的数据交互，对现有采集设备及电表有良好的兼容性，保证协议变更期间采集系统可平稳过渡。
试点应用情况-浙江公司方案三：验证新协议的通讯效率和灵活度结论：面向对象协议能够灵活的对采集数据进行组合读取，减少了抄读次数。
在同等采集环境下，面向对象协议设备采集单个数据项的平均时耗明显低于现有设备。
同时在业务数据量增加后，使用面向对象协议的终端设备采集耗时无明显变化，不会同现有设备一样以接近倍数形式增长。
采用面向对象协议可压缩通讯过程中的冗余信息，提高通讯效率，增加单位时间内1376.1协议集中器面向对象协议集中器面向对象协议采集器DL/T 645协议混合优化模式将电表数据进行面向对象化四、试点应用情况及下一步计划下一步工作计划•不定期召开研讨会，进一步修改完善面向对象协议；•完成面向对象协议一致性测试软件的开发，启动产品测试工作；•加快面向对象协议的采集主站、采集终端、电能表等相关产品的设计开发；•扩大面向对象协议的试点范围和规模，推进试点单位的现场应用与测试验证，总结试点应用经验；•探索推进面向对象协议的国际标准提案工作。