虚拟电能表及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种用于ＩＥＣ６２０５６标准测试、学习的虚拟电能表。虚拟电能表，包括逻辑设备单元，其包括管理逻辑设备，每个管理逻辑设备又有若干个ＣＯＳＥＭ接口类对象组成；通讯协议栈，其为虚拟电能表对外部系统的标准通讯接口；调度模块，其提供了逻辑设备单元与通讯协议栈之间的交换通道，同时完成虚拟电能表功能的实现，是表计的核心模块。上述虚拟电能表系统求基于ＩＥＣ６２０５６标准体系架构，采用面向对象的构架方法进行构建，同时符合ＤＬＭＳ通信协议标准。开发本虚拟电能表的目的在于研究并掌握ＩＥＣ６２０５６标准体系，为进一步开发符合ＩＥＣ６２０５６标准的实际表计提供技术支持和指导，另外，本虚拟电能表系统可以用来验证抄表主台系统通信协议的一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及一种用于IEC 62056标准测试、学习的虚拟电能表以 及虚拟电能表的制作方法。
技术介绍
电子式电能表由于其精度高、功能多、具有数据通讯能力等优点， 在电能量计量计费系统中得到了越来越广泛的使用。在使用过程中电能 表需要通过通信信道与抄表系统进行数据交换，但往往由于计量计费系 统中选用的电能表制造厂家众多、电能表型号复杂、通信信道类型多种 多样；另外大部分电能表通信协议采用扩展的DL/T645通信规约，但这 些通信规约不统一，通信协议不完整，缺乏互操作性，给电能表的生 产、使用造成了诸多不便，同时也增加了管理与维护成本。IEC62056标准体系是一套完整的电能计量一一用于抄表、费率和负 荷控制的数据交换国际标准规范，其核心部分是设备语言报文规范 DLMS和能源计量配套^L范COSEM。 IEC62056标准的制定是面向通用 性的，它定义了仪表通信所采用的通用语言和仪表数据交换所使用的规 则，使得来自不同厂商、不同类型、使用不同通信介质的DLMS/COSEM 仪表/系统可以相互"沟通"，具有良好的系统互连性和互操作性，以得 到广泛的认可，目前正面向国内广泛推广。本申请人为了研究并掌握IEC62056标准体系以及为进一步开发符合 IEC62056标准的实际表计提供技术支持和指导，开展了相关的技术研九。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种虛拟电能表，该虚拟电能表基于IEC62056 标准体系架构，采用面向对象的构架方法进行构建，同时符合DLMS通 信协i义标准。本专利技术的另一目的是提供一种制作上述虚拟电能表的方法。 为实现上述第一目的，本专利技术提供如下技术方案 虛拟电能表， 其特征在于包括逻辑设备单元，是按照面向对象的模型构建方法来搭建的，形成多 个功能模型；通讯协议栈，其为虚拟电能表对外部系统的标准通讯接口；调度模块，其提供了逻辑设备单元与通讯协议栈之间的交换通道， 同时完成虚拟电能表功能的实现。为实现上述第二目的，本专利技术提供如下技术方案虚拟电能表的制作方法，其包括如下过程，① 、按照面向对象的模型构建方法来搭建逻辑设备单元，所述逻辑 设备单元包括管理逻辑设备和数据逻辑设备，每个逻辑设备又由若 干个COSEM接口类对象组成；② 、制作作为虚拟电能表对外部系统的标准通讯接口的通讯协议 栈；所述通信协议栈包括应用层、数据链路层和物理层，所述应用层与 所述调度模块中的应用进程进行数据交换。③ 、制作作为逻辑设备单元与通讯协议栈之间的交换通道的调度模 块，所述调度模块包括应用进程、层管理器和物理连接管理器三个部 分；所述应用进程完成表计的通讯、费率、事件报告、计量等功能；所述物理连接管理器是用来建立、释放及管理物理连接的，通过所述物理连接管理器完成物理连接的管理服务；所述层管理器通过调用通信协议 栈的相应层的接口函数来完成各通讯协议层的管理工作，同时它向表计 应用进程提供接口函数，供虚拟电能表应用进程调用。本虚拟电能表根据IEC62056标准，实现了 COSEM数据及功能对象 模型、DLMS通信协议。具有电能计量(用于计量的数据是虚拟的)、 实时监视、分时复费率、电量冻结、事件记录等功能，是一款完整意义 上IEC62056标准虚拟电能表。本虚拟电能表运行于装有Windows XP操 作系统的PC机上。本虚拟电能表用于验证抄表主台(系统)的符合性测 试以及对标准的理解和应用研究，也可用于IEC62056标准抄表系统的演 示(作为表计端)。附图说明图l是本专利技术虚拟电能表的结构图；图2是通信协议栈与调度^^莫块的关系图；图3是虚拟电能表主程序流程。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式根据IEC62056标准，本专利技术所涉及的虛拟电能表的整体结构框图如 图1所示。由图l可知，本专利技术所涉及的IEC 62056虚拟电能表可分为三 个部分逻辑设备单元、调度模块、通讯协议栈。其中逻辑设备单元包 括管理逻辑设备和数据逻辑设备，每个逻辑设备又由若干个COSEM接口 类对象组成。逻辑设备单元是按照面向对象的模型构建方法来搭建的， 形成许多个功能模型，如费率方案、电能量数据等。而通讯协议栈构成 了虛拟电能表对外部系统的标准通讯接口 。虚拟电能表的调度模块提供7了逻辑设备单元与通讯协议栈之间的交换通道，同时完成虚拟电能表功 能的实现，是虚拟电能表的核心模块。虚拟电能表主程序流程如图3所示。虚拟电能表的主流程采用一个 定时循环来实现，在定时中断中处理虛拟电能表相关功能，定时中断开 始后，处理电能量相关数据，然后扫描各接口类规定动作，最后进行数 据显示。另外，由于需要保存虚拟电能表运行时的数据，就像实际电能 表能存储费率方案、电能量数据等一样，虚拟电能表也用到了数据库。 在虛拟电能表初始化时读取数据库，在虛拟电能表掉电时(关闭虚拟电 能表软件时)保存数据到数据库。正常运行时不访问数据库。下面详细介绍其各个功能单元 1、逻辑设备单元在介绍本专利技术虚拟电能表的逻辑设备单元之前，首先介绍COSEM关 于电能表的架构COSEM电能表是通过使用面向对象的数据模型来完成表计的构建 的。通过各个COSEM接口类对象之间的配合来完成各个功能。在IEC 62056标准体系中，电能表作为服务器、而抄表系统作为客户端存在的。 电能表的结构才莫型可分为三个层次，即① 物理i殳备即实际的表计，它包含若千个下述的逻辑设备。本专利技术虚拟电能表 即用于替换该实际表计，实现该实际表计的功能。② 逻辑设备每个逻辑设备可以完成一个或多个功能模型，每个逻辑设备包含若 干个COSEM接口类对象。每个逻辑设备都具有自己的逻辑地址。并且每 个逻辑设备必须包含一个连接对象和一个逻辑设备名对象，这里的连接 对象包括两种，即逻辑名连接对象(简称LN连接对象)和短名连接对象 (简称SN连接对象)。管理逻辑设备是每一个服务器必须具有的，它包含一些与全局相关的接口对象。并且必须包含访问点分配(SAP)对象。 ③COSEM接口类对象这些COSEM接口类全部是在IEC62056标准中定义好的，包括属性和方法。通过若千个不同的COSEM对象相互配合完成某一个特定的功 6匕月匕o对于逻辑设备的寻址，IEC62056通讯架构中所描述的通讯地址是采 用可扩展寻址方案(参见ISO/IEC 13239中有关寻址的内容)。保留每个地 址字节中第1个传送的bit位(最低有效位)，将其置为0表示紧随其后的 一字节是地址域的一个扩展字节。扩展字节的格式与前一个字节相同。 地址域的最后一个字节的最低有效位应置为1，表示地址域结束。客户机地址为l个字节，寻址范围为128。在服务器端，地址可分为 2部分。 一部分称作高高级数据链路控制(HDLC)地址(用于寻址物理设 备中可独立寻址的实体-逻辑设备)，另一部分为低HDLC地址(用于寻址 多点通信结构中的一个物理设备)。高HDLC地址是必须的，而低HDLC 地址在不需要的情况下可以不出现。下面介绍本专利技术虚拟电能表中的逻辑设备单元在IEC62056标准体系中，每个电能表中，管理逻辑设备是电能表中 必须的， 一个表计中可以只有管理逻辑设备，将表计中重要的全局相关 的 一些数据对象和表计中的抄表数据对象如电能量等全部置于管理逻辑 设备中。本实施例所涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
虚拟电能表，　　　　其特征在于：包括　　　　逻辑设备单元，是按照面向对象的模型构建方法来搭建的，形成多个功能模型；　　　　通讯协议栈，其为虚拟电能表对外部系统的标准通讯接口；　　　　调度模块，其提供了逻辑设备单元与通讯协议栈之间的交换通道，同时完成虚拟电能表功能的实现。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宇昊，陆文远，李虎，孙丽霞，
申请(专利权)人：珠海中慧微电子有限公司，长沙威胜电子有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]