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IEC61850之MMS客户端实现简单分析

制造报文规范MMS(Manufacturing Message Specification)是由国际标准化组织和国际电工委员会工业自动化技术委员会TC184工作组共同维护管理的一套国际报文规范，主要用于生产设备间的控制信息传送。MMS提供了丰富的针对对等式实时通信网络的一系列服务，已经成为许多通用工业领域的控制设备的通信协议。MMS协议由两个核心标准(ISO/IEC9506-1,-2)和多个伙伴标准组成。

ISO/IEC9506-1为服务规范包含的定义有

  1. 虚拟制造设备(VMD)
  2. 网络节点间的报文交互
  3. 与VMD和服务相关的属性和参数

ISO9506-2为协议规范定义了

  1. 信息格式
  2. 通过网络的信息顺序
  3. MMS层与ISO/OSI开放模型的其他层的交互

MMS系统模块构成

变电站自动化系统中，主站端监控程序作为IEC61850抽象服务的调用者，通过抽象服务获取监控程序需要的信息，例如：

  1. 数据库定时刷新需要的遥信、遥测
  2. 对远方变量的写操作等。

抽象服务必须通过具体的映射才能达到同间隔层装置交互的目的，软件结构如下图。

image

每个主站端的实时数据库都是由网络上的所有数据集（DataSet）的一个子集组成，数据的刷新可通过GOOSE或MMS服务完成。GOOSE广播数据集的变化值来刷新实时库，应用程序可通过当地访问实时库提取所需要的数据，当要访问远方数据时必须通过MMS客户端，ACSI模块按照IEC61850-7-2信息模型和服务模型的定义，为主站端应用程序提供IEC61850服务接口，其实现不依赖于底层的映射和实时库。

MMS客户端

  • 功能模块设计
    MMS客户端包含两个主要的模块，特殊通信服务映射(SCSM)模块和制造报文协议机(MMPM)模块，如下图所示
    image 
    SCSM模块实现了ACSI服务到MMS服务的映射，MMPM实现MMS服务，产生MMS PDU，实现对等MMS实时的通信。
  • SCSM模块
    SCSM模块作为MMS服务的用户主要包含SCSM管理器和MMS接口库函数两个模块，SCSM管理器接收来自抽象服务管理器的服务请求消息，执行IEC61850-8-1，将ACSI服务请求转换成相应的MMS库函数调用。MMS接口库函数以动态链接库的形式为SCSM管理器提供MMS服务接口函数
  • MMPM模块
    MMPM模块按ISO/IEC9506的定义实现MMS服务和协议的一个子集，其主要模块包括
    • 消息模块。为了支持MMS API函数的异步模式，SCSM模块和MMPM模块采用了不同的进程实现，通过消息进行交互。消息模块接收MMS接口库函数的MMS服务调用请求，并将请求放入请求队列中。
    • MMPM管理器。管理消息模块，维持MMS客户端的多个应用关联
    • 服务执行模块。MMPM中最重要的模块，根据服务请求消息，判断服务和参数的有效性，执行MMS服务和协议的一个子集。服务执行模块主要分两部分：应用协议的实现和应用服务的实现。应用协议实现对等MMS实体间虚通信的通信规则，应用服务实现相邻实体间的操作。
    • ACSE的表示层服务，为应用层提供服务，将应用层数据交由下层组装报文并发送到服务器

服务执行模块的设计

对于OSI参考模型的每一层，都会存在两种国际标准：一个描述本层提供的服务，也就是与相邻实体的操作，并且还定义标准所用的术语和符号。另一个描术协议，也就是实现对等实体间虚通信的通信规则。MMS作为应用层协议，ISO/IEC9506-1定义了服务规范，ISO/IEC9506-2定义了协议规范。服务执行模块将实现MMS服务和协议的一个子集，下面将分别说明

  • 应用协议的实现
           服务执行模块执行协议的过程，为用户提供MMS服务，同时通过MMS服务原语与MMS用户进行交互。
          服务执行模块接收消息模块的MMS用户的原语请求，组建MMS PDU，作为表示层用户数据调用表示层服务，最后通过底层协议将PDU发送到服务端MMPM模块。收到服务器发送来的服务响应后，服务执行模块执行相反操作，解读MMS PDU，以消息形式通知MMS用户。
          ISO/IEC9506-2协议规范中使用ASN.1描述了MMS PDU的结构。ASN.1提供了定义复杂数据类型以及确定这些数据类型值的方法，但不考虑这些值的具体表示。而基本编码规范(BER)则定义了这些值在网络上传输的比特流。
  • 应用服务的实现
         MMS服务执行模块按照ISO/IEC9506-1的定义为上层提供MMS原语服务，同时利用ACSE和表示层服务实现服务过程。MMS PDU作为用户数据传递给ACSE或表示层服务。MMS PDU到ACSE和表示层服务的映射如下图。
    image 
    主站端在初始化后或有新的IED接入系统时，必须通过MMS客户端模块发起数据请求，以建立实时数据库。IEC61850通信会话以双边应用关联建立开始。双边应用关联定义了管理客户端和服务器间连接的服务。双边应用关联(TPAA)提供了双向面向连接的信息交换。IEC61850-8-1定义了ACSI双边应用关联模型映射到MMS环境，其服务映射的关系如下：
    • ACSI associate.request服务映射到MMS initiate.request服务
    • ACSI associate.response服务映射到MMS initiate.response服务
    • ACSI associate.response- 服务映射到 MMS initiate.result(-)
          MMS通信会话的开始之前必须调用MMS initiate服务来建立MMS环境。Initiate服务的MMS-PDU作为ACSE的A-Association用户数据传输。当MMS环境建立起后，一个应用关联就建立了，主叫MMPM接收Initiate-RequestPDU，当被叫MMPM决定接收或者拒绝MMS环境建立的时候，会发送Initiate-ResponsePDU或Initiate-ErrorPDU。
         当MMS环境建立以后，抽象服务管理器就可利用其他MMS服务获取装置的模型定义，这些MMS-PDU作为表示层数据传输。
          最后，MMS环境将通过MMS-Conclude服务结束。MMS-Conclude服务使用ACSE A-Release服务结束应用关联
  • 数据流
    接下来以主站初始化时调用GetServerDirectory服务建立IED模型为例，说明整个数据流
    • SCSM模块接收到抽象服务管理器发来的服务请求消息，定义结构如下图
      image 
      其中消息参数m_cServiceCmd[] = "GetServerDirectory", m_iMsgType = REQUEST;
    • SCSM管理器接收到消息后执行IEC61850-8-1，将GetServerDirectory服务请求映射到GetNameList服务，调用MMS接口库函数MMS_GetNameList();
    • MMS_GetNameList()将GetNameList服务调用转化为相应的MMS服务内部消息；
    • SCSM的服务调用消息发送给MMPM模块；
    • MMPM管理器将消息分配给服务执行模块；
    • 服务执行模块检查服务调用和参数的有效性，根据ASN.1模板库组装MMS PDU，然后根据GetNameList-Request的抽象语法定义得到MMS的编码报文并通过TCP协议发送到网络
  • MMPM管理器
         MMPM模块所有操作均由管理器管理，包括消息模块和同对等MMS实体的应用关联。由于MMS服务多是有确认的服务，其服务请求和确认是成对出现的。对于MMPM管理器，需要维持一个表的结构，存储应用关联信息，对于每个应用关联，又对应一个服务请求链表，链表中存放挂起的有确认服务的信息。有确认的服务是异步的，当管理器发送了request PDU后就取回了控制权。当收到确认后，相应的服务请求条目从链表中删除。

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    create or replace procedure proc_test01 as type emp_row is record( empno emp.empno%type, ename emp.ename%type, job emp.job%type, mgr emp.mgr%type, hiberdate emp.hiredate%type, sal emp.sal%t
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  • 40个迹象表明你还是PHP菜鸟 dcj3sjt126com 设计模式PHP正则表达式oop
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    转载请出自出处： http://eksliang.iteye.com/blog/2105862        Java通过SSH2协议执行远程Shell脚本(ganymed-ssh2-build210.jar)   使用步骤如下： 1.导包 官网下载: http://www.ganymed.ethz.ch/ssh2/ ma
  • adb端口被占用问题 gqdy365 adb
    最近重新安装的电脑，配置了新环境，老是出现： adb server is out of date. killing... ADB server didn't ACK * failed to start daemon * 百度了一下，说是端口被占用，我开个eclipse，然后打开cmd，就提示这个，很烦人。 一个比较彻底的解决办法就是修改
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    在『代码之谜』系列的前几篇文章中，很多次出现了浮点数。 浮点数在很多编程语言中被称为简单数据类型，其实，浮点数比起那些复杂数据类型（比如字符串）来说， 一点都不简单。 单单是说明 IEEE浮点数 就可以写一本书了，我将用几篇博文来简单的说说我所理解的浮点数，算是抛砖引玉吧。 一次面试 记得多年前我招聘 Java 程序员时的一次关于浮点数、二分法、编码的面试， 多年以后，他已经称为了一名很出色的
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    import java.util.HashMap; public class Title { public static void main(String[] args){ f(); } // 二位数组的应用 //12、二维数组中，哪一行或哪一列的连续存放的0的个数最多，是几个0。注意，是“连续”。 public static void f(){
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      刚打开iteye就看到这个标题“Java什么时候比C++快”，觉得很好笑。   你要比，就比同等水平的基础上的相比，笨蛋写得C代码和C++代码，去和高手写的Java代码比效率，有什么意义呢？   我是写密码算法的，深刻知道算法C和C++实现和Java实现之间的效率差，甚至也比对过C代码和汇编代码的效率差，计算机是个死的东西，再怎么优化，Java也就是和C
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