IEC61850标准是迄今为止变电站自动化领域最完善的通信标准,其中ASN.1编码规范是IEC61850使用的MMS协议最基本的编码方式。这里,我们将介绍IEC61850协议通信的“基石”——ASN . 1编码。

早期计算机通信使用的网络协议栈在传输数据时并没有采用统一的编码规则。如果两台计算机之间要交流不同编码规则的信息,开发人员要实现不同信息的编码和解码。

ASN.1(抽象语法标记)规范的应用对于计算机网络通信来说是一个里程碑式的变化,它使双方更加关注信息交换的内容而不是具体的编解码过程。

IEC61850协议定义的ACSI(抽象通信服务接口)映射到MMS(制造消息规范)协议,MMS协议采用ASN.1编码规范。IEC61850标准不再关心具体的通信过程,而是关注变电站内IED之间的数据交换模型和互操作性,所以ASN.1的应用是IEC61850标准在实用性、标准化、灵活性和可扩展性方面优于传统规范的原因之一。

主要内容

ASN.1规范位于ISO/OSI七层开放互连模型的第六表示层,主要分为两部分:语法规则用于描述信息对象的具体组成,包括数据类型、内容顺序或结构;编码规则定义了信息的特定编码和解码语法。

ASN.1定义的数据类型既包括简单的基本数据类型,也包括复杂的结构类型,如下表所示。

编码规则:

ASN.1提供了多种编码规则,如BER(基本编码规则)、DER、CER、PER等。本文主要介绍IEC61850在彩信编解码中使用的基本编码规则BER,其他编码规则可参考ASN.1官网文档。

ASN.1基本编码规则BER采用的编码结构由标签、长度和内容值组成,简称TLV结构。基本编码规则采用8位组作为基本传输单位。

Tag标签有四种类型:通用类、应用类、上下文相关类和特殊类。分类信息如下:

ASN.1 BER编码规则定义了多个简单的标签值,但是这些标签值无法满足MMS应用的需求,比如无法区分整数和无符号整数。因此,MMS扩展定义了一组特殊的标签值,这可以在ISO/IEC 9506-2规范中找到。

长度字段指示值部分中包含的八位字节数。

内容值部分为简单类型,值字段是数据的实际值;对于结构类型,值字段是一个或多个数据的TLV结构,形成分层嵌套结构。

ASN.1提供了丰富的数据组织形式和灵活的扩展机制,可以描述结构非常复杂的数据。

MMS语法规范的实现;

ISO/IEC 95061和ISO/IEC 95062定义了彩信的业务规范和协议规范,是彩信协议的核心部分,规范主要由ASN.1语法组成,如:

变量指定:=选择{

名称对象名称,

invokeID未签名32,

变量描述隐式序列{

地址地址,

类型说明

},

}

VariableSpecification被定义为选择复杂的结构类型。第一个成员是位串,第二个成员是无符号32位整数,第三个成员是强调成员顺序的复杂类型序列。

从上面可以看出,ASN.1规范在MMS协议的实现中起着非常重要的作用,正确的数据编码是保证IEC61850应用的重要前提。

致远电子E8000和E8300电能质量分析和监测终端率先通过了Cape实验室的IEC61850一致性测试认证。每组MMS消息都经过精心设计,高度符合ASN.1编码规范,使得设备与主站之间的通信更加健壮和稳定。