DLMS-COSEM – відкритий протокол для обміну даними з приладами обліку. Частина 1: короткий огляд
У сучасних приладах обліку (лічильники електричної енергії, тепла, води, газу) зазвичай для передачі даних використовують пропрієтарні протоколи. У результаті прилади обліку різних виробників стають несумісними, а це не тільки ускладнює модернізацію систем, впровадження інновацій, а й позбавляє ринок систем обліку енергоресурсів «вільної» конкуренції.
Вирішенням цієї проблеми є застосування відкритих протоколів, наприклад, протоколів, що відповідають стандарту IEC 62056 (DLMS/COSEM).
DLMS/COSEM це стек-орієнтований протокол, що базується на концепціях моделі OSI, що регламентує обмін даними між приладами обліку та системами збору даних, в основі якого лежить клієнт-серверна архітектура. Основними специфікаціями цього стандарту є DLMS і COSEM. Нижче наводиться коротка характеристика цих специфікацій.
COSEM розшифровується як COmpanion Specification for Energy Metering і є специфікацією в якій відображена інтерфейсна модель приладів обліку, що забезпечує представлення їх функціональних можливостей. Інтерфейсна модель використовує об'єктно-орієнтований підхід.
Відповідно до COSEM, прилад обліку єфізичний пристрій, що складається злогічних пристроїв. Кожен логічний пристрій має унікальний ідентифікатор (у світовому масштабі), який називаєтьсялогічним ім'ям пристрою. Інформація, що міститься в кожному логічному пристрої, доступна за допомогоюінтерфейсних об'єктів. У свою чергу, доступ до інтерфейсних об'єктів у рамках логічного пристрою здійснюється черезоб'єкти асоціації. Об'єкт асоціації надає інформацію про ресурси,наявних у логічному пристрої залежно від прав доступу.
Кожен інтерфейсний об'єкт складається з атрибутів та методів. В атрибутах міститься інформація про об'єкт і той функціонал який він представляє. Наприклад, для об'єкта, що представляє функціонал «Вимірювання частоти електричної мережі», в атрибутах відображатиметься інформація про значення частоти (наприклад, 50) та одиниця вимірювання (наприклад, Гц). Методи, своєю чергою, дозволяють змінювати чи переглядати значення. Наприклад, можна скинути значення певних атрибутів, використовуючи метод Reset(), якщо такий є у відповідному інтерфейсному об'єкті. Методи необов'язково є в інтерфейсних об'єктах.
Інтерфейсні об'єкти, мають загальні характеристики (одні й самі атрибути і методи) становлятьинтерфейсный класс. Також справедливе і зворотне, інтерфейсні об'єкти є екземплярами класу інтерфейсу. Інтерфейсний клас ідентифікується через два параметри: ідентифікатор класу (class_id) та версія (version). Варто відзначити, що кожен інтерфейсний об'єкт, в рамках логічного пристрою, є унікальним і однозначно ідентифікує інформацію, незалежним від виробника приладу обліку способом, представленою цим об'єктом за допомогою логічного імені (перший атрибут будь-якого інтерфейсного об'єкта), ідентифікатора класу та його версії.
Стандарт DLMS/COSEM повністю описується у так званих чотирьох кольорових книгах:
- У блакитній книзі описується об'єктна модель COSEM приладу обліку та система ідентифікації об'єкта;
- У зеленій книзі описуються архітектура та протоколи;
- У жовтій книзі розглядаються всі питання щодо тестування на відповідність стандарту;
- Біла книга містить глосарій термінів.
Відмінність стандарту DLMS/COSEM від інших стандартів обміну даними з приладами обліку
Найчастіше використовуваним стандартом для обміну даними з приладами обліку є протокол FLAG, стандартизований для цілей обліку електроенергії як IEC 61107. Також існують і інші стандарти, що широко використовуються:
- Протокол Euridis використовується в основному у Франції та орієнтований на передачу інформації по кручений парі. Цей протокол стандартизований для застосування в галузі електроенергетики, стандарт IEC 62056-31:1999;
- Протокол MBUS для обліку тепла стандартизований CEN TC 294 як EN1434-3:1997;
- Протокол IEC 60870-5-102:1996 для передачі сумарних інтегрованих значень стандартизований IEC TC 57;
- Протоколи ANSI C12.18 (optical port), С12.19 (utility tables), C12.21 (communication trough telephone modems) які у Північній Америці.
По-перше, DLMS/COSEM визначає інтерфейсну модель, дійсну для будь-якого типу енергоресурсу (електрика, газ, вода, тепло та ін.). Кожен інтерфейсний об'єкт має стандартизований унікальний ідентифікатор, яким ідентифікуються дані. Ця модель повністю незалежна від рівнів протоколу, які здійснюють транспортування даних. Внаслідок чого система, побудована на базі протоколу DLMS/COSEM, відкрита для розширення шляхом додавання новихінтерфейсних класів і версій без зміни сервісів, які забезпечують доступ до інтерфейсних об'єктів, зберігаючи тим самим функціональну сумісність.
По-друге, визначення інтерфейсних класів стандартизують ряд широко використовуваного функціоналу приладу обліку: реєстрація споживання (електроенергія, тепла, води, газу), тарифне планування (реалізація багатотарифних приладів обліку), вимір якості електроенергії та ін. Однозначна інтерпретація даних гарантується тим, що в Атрибути інтерфейсного класу використовуються чітко визначені типи (array, structure, boolean, integer, long та ін) інформація про які, якщо це необхідно, передається разом з даними.
По-третє, DLMS/COSEM забезпечує контрольований та безпечний доступ до інформації всередині приладу обліку для різних учасників ринку енергоресурсів. DLMS/COSEM визначає три рівні доступу до приладу обліку, відкритий доступ (none), доступ за паролем (low level) та доступ з аутентифікацією (high level). Крім того, інформація, що передається комунікаційними лініями може бути зашифрована, це також регламентується стандартом.
По-четверте, оскільки інтерфейсна модель повністю незалежна від комунікаційного середовища, можна використовувати широкий вибір інтерфейсів передачі даних, не змінюючи у своїй інтерфейсну модель і механізм управління даними у системах збору даних. На сьогоднішній день підтримуються послідовні інтерфейси та передача даних через мережу Internet.
По-п'яте, на відміну від старіших протоколів, де (наприклад, у разі використання IEC 61107) на кожен новий вимірювальний прилад були необхідні спеціальні драйвери для систем збору даних, DLMS/COSEM дозволяє створювати уніфіковані драйвери, за допомогою яких стає можливим зв'язуватися зприладами обліку різних типів різних виробників.
Ці унікальні поєднання особливостей, недоступні в будь-яких інших протоколах, відомих нині, дозволяють повною мірою реалізувати ідею ліберального енергетичного ринку, зробити його конкурентним та відкритим для впровадження інновацій, а також спростити модернізацію систем.
А у нас тут можна отримати грант на тестовий період Яндекс.Хмари. Варто лише у полі «секретний пароль» запровадити «Хабр»