一种基于IEC61850模型的通信方法、系统及电子设备与流程

一种基于iec61850模型的通信方法、系统及电子设备
技术领域
1.本技术一个或多个实施例涉及电力系统自动化技术领域，尤其涉及一种基于iec61850模型的通信方法、系统及电子设备。


背景技术：

2.随着iec61850标准在国内变电站的广泛应用，采用面向对象的方案对整个数字化变电站进行管理，给工程施工、调试带来了极大的便利，但是由于装置处于不同的场景，对功能需求各不相同，iec61850-7-2提出了变电站需要的各种功能形成了acsi服务功能集，可以通过各种协议映射实现模型信息的交互和互操作。目前主流的是将acsi的各种服务通过scsm映射到mms通信协议上，由于mms本身编码比较繁琐并且采用tcp传输，网络利用率较低等，并且mms采用tlv格式组帧编码，容易受到网络异常的mms报文攻击，从而导致不安全因素，因此需要在iec61850模型不变的前提下，需要开发新的通信协议，满足更安全更高效的装置互联互通。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术一个或多个实施例的目的在于提出一种基于iec61850模型的通信方法、系统及电子设备，以解决网络利用率低、数据安全性差的问题。
4.基于上述目的，在第一方面本技术一个或多个实施例提供了一种基于iec61850模型的通信方法，包括：
5.根据目标装置相应的iec61850模型文件为所述目标装置构建装置树图模型；
6.响应于所述目标装置处于通信发送状态时，根据所述装置树图模型确定待发送数据；
7.根据ans.1编解码规则对所述待发送数据进行编码，生成第一规约信息，并将所述待发送规约信息发送至所述目标装置相应的通信对端装置；
8.响应于所述目标装置处于通信接收状态时，接收第二规约信息；
9.根据所述ans.1编解码规则对所述第二规约信息进行解析，确定与所述第二规约信息相应的请求数据，针对所述请求数据进行响应。
10.可选的，所述根据目标装置相应的iec61850模型文件为所述目标装置构建装置树图模型，包括：
11.根据所述iec61850模型文件确定所述目标装置中逻辑设备、逻辑节点、数据对象与数据属性之间的层级逻辑关系；
12.根据所述层级逻辑关系构建所述装置树图模型；
13.在所述装置树图模型中，将所述数据对象构建为线性散列表结构。
14.可选的，所述根据ans.1编解码规则对所述待发送数据进行编码，生成第一规约信息，包括：
15.确定所述待发送数据相应的请求服务，根据所述请求服务确定第一服务码；
16.根据所述ans.1编解码规则对所述待发送数据进行编码，确定与所述待发送数据相应的第一服务数据单元；
17.将所述第一服务码与所述第一服务数据单元组合生成所述第一规约信息。
18.可选的，所述根据所述ans.1编解码规则对所述第二规约信息进行解析，确定与所述第二规约信息相应的请求数据，针对所述请求数据进行响应，包括：
19.根据所述装置数据模型确定所述目标装置的服务功能集；
20.从所述第二规约信息中提取确定第二服务码，在所述服务功能集中确定与所述第二服务码相应的服务功能函数；
21.根据所述第二规约信息确定第二服务数据单元，根据所述ans.1编解码规则对所述第二服务数据单元进行解析，确定所述请求数据；
22.调用所述服务功能函数对所述请求数据进行响应。
23.可选的，所述方法还包括：
24.响应于所述目标装置处于通信订阅状态时，确定所述目标装置的多个订阅方与订阅项目信息；
25.根据所述装置树图模型确定所述订阅项目信息相应的待发布信息，将所述待发布信息发送至所述订阅方。
26.可选的，所述目标装备通信网络的传输层采用用户数据报协议进行数据传输。
27.可选的，所述方法还包括：
28.所述目标装备对所述第一规约信息、所述第二规约信息进行序列号认证校验；
29.所述目标装备通信网络在应用层进行通信链路测试；
30.所述目标装备通信网络在网络层进行网络安全认证。
31.可选的，所述目标装备通信网络在应用层进行通信链路测试，包括：
32.所述通信链路测试的测试编码根据所述ans.1编解码规则确定。
33.基于上述目的，在第二方面本技术一个或多个实施例提供了一种基于iec61850模型的通信系统，包括：
34.装置树图构建模块，用于根据目标装置相应的iec61850模型文件为所述目标装置构建装置树图模型；
35.通信发送模块，用于在所述目标装置处于通信发送状态时，根据所述装置树图模型确定待发送数据；
36.所述通信发送模块，还用于根据ans.1编解码规则对所述待发送数据进行编码，生成第一规约信息，并将所述待发送规约信息发送至所述目标装置相应的通信对端装置；
37.以及通信接收模块，用于响应于所述目标装置处于通信接收状态时，接收第二规约信息；
38.所述通信接收模块，还用于根据所述ans.1编解码规则对所述第二规约信息进行解析，确定与所述第二规约信息相应的请求数据，针对所述请求数据进行响应。
39.基于上述目的，在第三方面本技术一个或多个实施例提供了一种基于iec61850模型的通信电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的基于iec61850模型的通信方法。
40.从上面所述可以看出，本技术一个或多个实施例提供一种基于iec61850模型的通
信方法、系统及电子设备，具有如下有益技术效果：
41.(1)、根据iec61850模型文件结合目标装置的配置文件数据创建装置树图模型，所述装置树图模型全面涵盖目标装置相应各逻辑层级数据，利用装置树图模型便于对数据进行高效准确解析。所述目标装置在通信发送与通信接收时，均采用ans.1编解码规则进行数据解帧、组帧，保证通信数据格式一致性，并且对应于数字变电站智能电子设备的面向对象的结构化数据，ns.1编解码方式能够实现结构化数据在网络传输中结构关系的完美还原，保证数据传输有效性与准确性。
42.(2)、目标装置通信网络传输层使用udp协议，配合应用层test链路测试帧和apdu中的收、发序列号以及网络校验，能够保证网络数据的高效安全传输。
附图说明
43.为了更清楚地说明本技术一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为本技术一个或多个实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信方法示意图；
45.图2为本技术一个或多个实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信方法中通信发送方法示意图；
46.图3为本技术一个或多个实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信方法中通信接收方法示意图；
47.图4为本技术一个或多个实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信系统结构示意图；
48.图5为本技术一个或多个实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信电子设备示意图。
具体实施方式
49.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
50.需要说明的是，除非另外定义，本技术一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
51.以下结合具体实施例对本技术技术方案进行说明。
52.在一方面，本技术可选实施例提供一种基于iec61850模型的通信方法。
53.如图1所示，本技术一个或多个可选实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信方法，包括：
54.s1：根据目标装置相应的iec61850模型文件为所述目标装置构建装置树图模型。
55.在一些可选实施例中，可以根据所述iec61850模型文件确定所述目标装置ied中逻辑设备(logic devie,ld)、逻辑节点(logic node,ln)、数据对象(data object,do)与数据属性(data attribute，da)之间的层级逻辑关系。
56.根据所述层级逻辑关系构建所述装置树图模型。
57.在所述装置树图模型中，将所述数据对象构建为线性散列表结构。所述数据对象采用二进制文件进行存储，便于进行数据出解析。
58.s2：确定所述密保装置的通信状态。
59.s3：响应于所述目标装置处于通信发送状态时，根据所述装置树图模型确定待发送数据。
60.s4：根据ans.1编解码规则对所述待发送数据进行编码，生成第一规约信息，并将所述待发送规约信息发送至所述目标装置相应的通信对端装置；
61.s5：响应于所述目标装置处于通信接收状态时，接收第二规约信息。
62.s6：根据所述ans.1编解码规则对所述第二规约信息进行解析，确定与所述第二规约信息相应的请求数据，针对所述请求数据进行响应。
63.需要说明的是所述目标装置的通信发送状态与通信接收状态不存在互斥的关系，接收数据的同时也可以发送数据。
64.根据iec61850模型文件结合目标装置的配置文件数据创建装置树图模型，所述装置树图模型全面涵盖目标装置相应各逻辑层级数据，利用装置树图模型便于对数据进行高效准确解析。所述目标装置在通信发送与通信接收时，均采用ans.1编解码规则进行数据解帧、组帧，保证通信数据格式一致性，并且对应于数字变电站智能电子设备的面向对象的结构化数据，ns.1编解码方式能够实现结构化数据在网络传输中结构关系的完美还原，保证数据传输有效性与准确性。
65.如图2所示，在本技术一个或多个可选实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信方法中，所述根据ans.1编解码规则对所述待发送数据进行编码，生成第一规约信息，包括：
66.s201：确定所述待发送数据相应的请求服务，根据所述请求服务确定第一服务码；
67.s202：根据所述ans.1编解码规则对所述待发送数据进行编码，确定与所述待发送数据相应的第一服务数据单元；
68.s203：将所述第一服务码与所述第一服务数据单元组合生成所述第一规约信息。
69.如图3所示，在本技术一个或多个可选实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信方法中,所述根据所述ans.1编解码规则对所述第二规约信息进行解析，确定与所述第二规约信息相应的请求数据，针对所述请求数据进行响应，包括：
70.s301：根据所述装置数据模型确定所述目标装置的服务功能(abstract communication serivice interface,acsi)集。
71.s302：从所述第二规约信息(apdu)中提取确定第二服务码，在所述服务功能集中确定与所述第二服务码相应的服务功能函数(asdu)；
72.s303：根据所述第二规约信息确定第二服务数据单元，根据所述ans.1编解码规则对所述第二服务数据单元进行解析，确定所述请求数据；
73.s304：调用所述服务功能函数对所述请求数据进行响应。
74.本技术一个或多个可选实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信方法，还包括：
75.响应于所述目标装置处于通信订阅状态时，确定所述目标装置的多个订阅方与订阅项目信息；
76.根据所述装置树图模型确定所述订阅项目信息相应的待发布信息，将所述待发布信息发送至所述订阅方。
77.需要说明的是所述目标装置的通信订阅状态与通信接发送状态、通信接收状态不存在互斥的关系。
78.在本技术一个或多个可选实施例所提供的一种基于iec61850模型的通信方法中，所述目标装备通信网络的传输层采用用户数据报(user datagram protocol,udp)协议进行数据传输。在一些可选实施例中，配合传输层的udp协议，可以在应用层进行test链路测试和对apdu中的收、发序列号进行认证以及网络校验等逻辑判断。其中，在应用层进行通信链路测试的测试编码根据所述ans.1编解码规则确定，例如可以选用ans.1规则库中的ber编解码、der编解码、per编解码。不同网络端口可以采用不同的编解码进行测试。
79.需要说明的是，本公开实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本公开实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
80.需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
81.基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种基于iec61850模型的通信装置。
82.参考图4，所述基于iec61850模型的通信装置，包括：
83.装置树图构建模块401，用于根据目标装置相应的iec61850模型文件为所述目标装置构建装置树图模型；
84.通信发送模块402，用于在所述目标装置处于通信发送状态时，根据所述装置树图模型确定待发送数据；
85.所述通信发送模块402，还用于根据ans.1编解码规则对所述待发送数据进行编码，生成第一规约信息，并将所述待发送规约信息发送至所述目标装置相应的通信对端装置；
86.以及通信接收模块403，用于响应于所述目标装置处于通信接收状态时，接收第二规约信息；
87.所述通信接收模块403，还用于根据所述ans.1编解码规则对所述第二规约信息进
行解析，确定与所述第二规约信息相应的请求数据，针对所述请求数据进行响应。
88.为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本公开时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
89.上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的基于iec61850模型的通信方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
90.基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的基于iec61850模型的通信方法。
91.图5示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
92.处理器1010可以采用通用的cpu(central processing unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
93.存储器1020可以采用rom(read only memory，只读存储器)、ram(random access memory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
94.输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
95.通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如usb、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、wifi、蓝牙等)实现通信。
96.总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
97.需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
98.上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的基于iec61850模型的通信方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
99.基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于iec61850模型的通信方法。
100.本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以
由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
101.上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于iec61850模型的通信方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
102.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
103.另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本技术一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本技术一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本技术一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本技术一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
104.尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。
105.本技术一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本技术一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。