《電測量數(shù)據(jù)交換dlms/cosem組件第51部分：應用層協(xié)議gb/z17215.651-2022》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術語、定義和縮略語3.1術語和定義3.2縮略語4綜述4.1基本術語4.2子層與協(xié)議contents目錄4.3規(guī)范語言5傳輸子層5.1Transport+協(xié)議5.2通用信息5.3傳輸協(xié)議類型5.4傳輸服務和服務原語5.5傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元(TPDU)的描述5.6傳輸參數(shù)contents目錄5.7狀態(tài)轉換5.8錯誤列表及處理6應用子層6.1Application+協(xié)議6.2一般信息6.3交互安全6.4客戶機和服務器的認證6.5交互數(shù)據(jù)的機密性6.6應用環(huán)境contents目錄6.7DLMS環(huán)境6.8應用服務和服務原語6.9應用協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU的描述6.10交換管理6.11應用參數(shù)6.12狀態(tài)轉換6.13錯誤處理與錯誤列表附錄A(規(guī)范性)規(guī)范語言A.1術語與使用規(guī)則contents目錄A.2實體和實體調用附錄B(規(guī)范性)致命錯誤列表附錄C(規(guī)范性)認證與隨機數(shù)C.1隨機數(shù)生成C.2運算參數(shù)C.3隨機數(shù)變換附錄D(規(guī)范性)用于數(shù)據(jù)機密性的掩碼算法D.1數(shù)據(jù)的機密性contents目錄D.2最長二進制序列D.3掩碼和解掩碼函數(shù)D.4運算參數(shù)附錄E(規(guī)范性)標識符和掩碼模式E.1客戶機和服務器標識符E.2掩碼方式011范圍規(guī)定了DLMS/COSEM組件的應用層協(xié)議本部分詳細闡述了DLMS/COSEM組件在電測量數(shù)據(jù)交換中的應用層協(xié)議，確保數(shù)據(jù)交換的準確性和高效性。適用于各種電測量設備該協(xié)議廣泛適用于各種電測量設備，包括但不限于電能表、數(shù)據(jù)采集器等，實現(xiàn)了設備的互通性和互操作性。與其他部分的關聯(lián)作為DLMS/COSEM系列標準的一部分，本部分與系列中的其他部分相互關聯(lián)，共同構成完整的電測量數(shù)據(jù)交換體系。1范圍022規(guī)范性引用文件03描述了各層之間的功能劃分及通信機制。01提供了開放系統(tǒng)互連的基本參考模型，為數(shù)據(jù)交換提供了理論支持。02定義了七層協(xié)議架構，包括應用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。2規(guī)范性引用文件033術語、定義和縮略語DLMS/COSEM01是指電測量數(shù)據(jù)交換的一種標準協(xié)議，用于在電能表與數(shù)據(jù)集中器或主站系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換。應用層協(xié)議02是指在OSI七層模型中，最高層即應用層所遵循的通信協(xié)議，用于實現(xiàn)具體應用的數(shù)據(jù)傳輸和處理。GB/Z17215.651-202203是指本標準的編號，其中GB代表國家標準，Z代表指導性技術文件，17215是電能表系列的代號，651表示本部分是DLMS/COSEM組件的第51部分。3術語、定義和縮略語043.1術語和定義DLMS/COSEM組件指構成DLMS/COSEM標準的各個組成部分，包括應用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層等。在DLMS/COSEM標準中，應用層負責處理測量數(shù)據(jù)的交換、管理和控制等任務。本協(xié)議詳細定義了應用層的功能、結構和通信協(xié)議等。是本標準的編號和名稱，其中GB代表國家標準，Z代表指導性技術文件，17215是電測量數(shù)據(jù)交換的系列標準編號，651是本標準在系列中的序號，2022是發(fā)布年份。該標準為電力行業(yè)提供了一種通用的、標準化的電測量數(shù)據(jù)交換方式。應用層協(xié)議GB/Z17215.651-20223.1術語和定義053.2縮略語DLMSDeviceLanguageMessageSpecification，設備語言消息規(guī)范。COSEMCompanionSpecificationforEnergyMetering，能源計量伴侶規(guī)范。APDUApplicationProtocolDataUnit，應用協(xié)議數(shù)據(jù)單元。3.2縮略語064綜述統(tǒng)一電測量數(shù)據(jù)交換標準隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，電測量數(shù)據(jù)的交換與共享變得日益重要。DLMS/COSEM作為國際上廣泛應用的電測量數(shù)據(jù)交換標準，對于實現(xiàn)不同廠商、不同地區(qū)電能表計的互操作性和數(shù)據(jù)交換具有重要意義。填補國內應用層協(xié)議空白本標準作為DLMS/COSEM系列標準的組成部分，填補了我國在電測量數(shù)據(jù)交換應用層協(xié)議方面的空白，有助于提升國內電能表計的技術水平和市場競爭力。推動產業(yè)發(fā)展與升級通過實施本標準，可推動相關產業(yè)的技術創(chuàng)新和產品升級，提高電能計量的準確性和可靠性，為智能電網(wǎng)的建設提供有力支撐。4綜述074.1基本術語指通過特定的通信協(xié)議，在不同的電測量設備或系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)傳輸與共享的過程。數(shù)據(jù)交換指構成DLMS/COSEM標準體系的各個部分，共同實現(xiàn)電測量數(shù)據(jù)的交換與管理功能。DLMS/COSEM組件在OSI參考模型中，應用層位于最高層，負責處理特定的應用程序細節(jié)，GB/Z17215.651-2022規(guī)定了DLMS/COSEM組件在應用層方面的具體協(xié)議要求。應用層協(xié)議4.1基本術語084.2子層與協(xié)議傳輸子層負責數(shù)據(jù)的可靠傳輸，包括數(shù)據(jù)的分段、重組和錯誤控制等功能。鏈接子層提供設備間的連接管理，包括連接建立、維護和釋放等操作。應用子層實現(xiàn)具體的業(yè)務功能，包括數(shù)據(jù)訪問、控制執(zhí)行和事件報告等。4.2子層與協(xié)議094.3規(guī)范語言規(guī)范語言使用準確、無歧義的術語和定義，確保電測量數(shù)據(jù)交換的一致性和準確性。標準化描述語言表述簡潔，避免冗長和復雜的句子結構，便于讀者快速理解和應用。簡潔明了針對電測量領域的特點，規(guī)范語言涵蓋了專業(yè)術語和行業(yè)慣例，滿足專業(yè)人士的需求。專業(yè)性強4.3規(guī)范語言105傳輸子層負責在物理層和應用層之間傳輸數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的可靠傳遞。數(shù)據(jù)傳輸對較大的數(shù)據(jù)進行分段處理，以便在有限的傳輸資源中傳輸，并在接收端進行重組。數(shù)據(jù)分段與重組提供流量控制、錯誤檢測和恢復機制，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和穩(wěn)定性。傳輸控制5傳輸子層115.1Transport+協(xié)議定義與作用Transport+協(xié)議是DLMS/COSEM組件中負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P鍵協(xié)議，確保數(shù)據(jù)在不同設備間可靠、高效地交換。與其他協(xié)議的關系Transport+協(xié)議與底層通信協(xié)議相互獨立，可適配多種通信介質和協(xié)議，提供靈活的數(shù)據(jù)傳輸解決方案。5.1Transport+協(xié)議125.2通用信息標準化背景介紹DLMS/COSEM標準的發(fā)展歷程，以及該部分在整個標準體系中的地位和作用。協(xié)議應用領域說明本協(xié)議適用的電測量數(shù)據(jù)交換場景，如智能電網(wǎng)、電能表遠程抄表等。信息定義與范圍本部分規(guī)定了DLMS/COSEM組件應用層協(xié)議的通用信息，包括術語定義、協(xié)議結構、通信方式等。5.2通用信息135.3傳輸協(xié)議類型傳輸協(xié)議是數(shù)據(jù)通信中用于規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸方式、格式和流程的標準。在DLMS/COSEM組件中，傳輸協(xié)議負責應用層與通信介質之間的數(shù)據(jù)交互。定義與作用應用范圍5.3傳輸協(xié)議類型145.4傳輸服務和服務原語請求/響應傳輸服務客戶端向服務器發(fā)送請求，服務器處理請求后返回響應。發(fā)布/訂閱傳輸服務服務器定期發(fā)布數(shù)據(jù)，客戶端訂閱并接收數(shù)據(jù)更新。事件通知傳輸服務當特定事件發(fā)生時，服務器主動向客戶端發(fā)送通知。5.4傳輸服務和服務原語155.5傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元(TPDU)的描述03通過合理的TPDU結構設計，可以高效地實現(xiàn)電測量數(shù)據(jù)的實時、準確傳輸。01傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元是DLMS/COSEM協(xié)議中的核心組件，用于實現(xiàn)應用層數(shù)據(jù)的可靠傳輸。02TPDU包含多個關鍵字段，如傳輸控制信息、數(shù)據(jù)單元長度、數(shù)據(jù)單元等，以確保數(shù)據(jù)的完整性。5.5傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元(TPDU)的描述165.6傳輸參數(shù)傳輸參數(shù)是指在數(shù)據(jù)交換過程中，用于控制數(shù)據(jù)傳輸行為的一系列參數(shù)設置。這些參數(shù)包括數(shù)據(jù)傳輸速率、傳輸模式、數(shù)據(jù)塊大小等，旨在確保數(shù)據(jù)的準確、高效傳輸。合理設置傳輸參數(shù)可以提高數(shù)據(jù)交換的效率和可靠性，減少傳輸錯誤和數(shù)據(jù)丟失的可能性。5.6傳輸參數(shù)175.7狀態(tài)轉換定義與說明狀態(tài)轉換指的是設備或系統(tǒng)從一種工作狀態(tài)轉變到另一種工作狀態(tài)的過程。轉換類型包括啟動、停止、暫停、恢復等狀態(tài)間的轉換。轉換條件明確觸發(fā)狀態(tài)轉換的條件，如時間、事件或指令等。5.7狀態(tài)轉換185.8錯誤列表及處理錯誤代碼體系建立了一套完整的錯誤代碼體系，便于識別、診斷和定位問題。錯誤處理機制提供了針對各類錯誤的處理方法和建議，以確保通信的穩(wěn)定性和可靠性。定義與分類對在DLMS/COSEM通信過程中可能出現(xiàn)的錯誤進行了詳細定義和分類。5.8錯誤列表及處理196應用子層應用子層位于應用層與表示層之間，為應用進程提供通信服務，處理應用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元的傳輸。定義與功能接口與服務協(xié)議要求定義與其他子層之間的接口，提供數(shù)據(jù)傳輸、分段與重組、連接管理等服務。遵循GB/T17215.651-2022標準，確保與其他符合標準的設備或系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通。0302016應用子層206.1Application+協(xié)議6.1Application+協(xié)議定義與作用Application+協(xié)議是DLMS/COSEM組件的應用層協(xié)議，用于實現(xiàn)電測量數(shù)據(jù)的交換與通信。協(xié)議結構Application+協(xié)議具有清晰的結構，包括數(shù)據(jù)單元、服務原語以及應用層參數(shù)等部分。與其他協(xié)議的關聯(lián)Application+協(xié)議與底層通信協(xié)議相互配合，共同實現(xiàn)電測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。216.2一般信息6.2一般信息01本部分為《電測量數(shù)據(jù)交換dlms/cosem組件》的第51部分，主要規(guī)定應用層協(xié)議。02該協(xié)議是實現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)采集、控制和管理的重要通信協(xié)議。03本標準的制定有助于提高電能表的互操作性和數(shù)據(jù)交換效率。226.3交互安全加密技術采用先進的加密算法，確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的保密性，防止未經(jīng)授權的訪問和泄露。認證與授權建立嚴格的身份認證和授權機制，確保只有合法的用戶或系統(tǒng)才能進行數(shù)據(jù)交互操作。數(shù)據(jù)完整性保護通過數(shù)字簽名等技術手段，驗證數(shù)據(jù)的完整性和真實性，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被篡改。6.3交互安全236.4客戶機和服務器的認證123客戶機在與服務器通信前，必須通過服務器的認證，確保通信雙方的身份合法性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。安全性要求客戶機可通過提供有效的身份證明，如數(shù)字證書或預先設定的密鑰，來完成認證過程。認證方式一旦客戶機通過認證，服務器將授予其相應的訪問權限，允許其進行后續(xù)的數(shù)據(jù)交換操作。認證結果6.4客戶機和服務器的認證246.5交互數(shù)據(jù)的機密性對稱加密使用公鑰和私鑰進行加密和解密，提供更高的安全性，常用于身份驗證和數(shù)字簽名。非對稱加密混合加密結合對稱加密和非對稱加密，既保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C密性，又確保數(shù)據(jù)的完整性和身份驗證。采用相同的密鑰進行加密和解密，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的機密性。6.5交互數(shù)據(jù)的機密性256.6應用環(huán)境模塊化設計應用環(huán)境應具備模塊化設計的特點，便于功能的擴展和維護。交互接口明確各模塊之間的交互接口，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和高效性。系統(tǒng)兼容性應用環(huán)境應具備良好的系統(tǒng)兼容性，能夠支持多種操作系統(tǒng)和平臺。6.6應用環(huán)境266.7DLMS環(huán)境與其他部分的關聯(lián)闡述了本部分與GB/Z17215中其他部分的聯(lián)系與區(qū)別，確保標準應用的準確性。標準化目標提出了DLMS環(huán)境標準化的目標，旨在提高電測量數(shù)據(jù)交換的互操作性和可靠性。定義與范圍明確了DLMS環(huán)境的基本概念、組成部分及其相互關系，為后續(xù)章節(jié)提供基礎。6.7DLMS環(huán)境276.8應用服務和服務原語應用服務是DLMS/COSEM協(xié)議中為實現(xiàn)特定功能而定義的服務，包括信息讀取、參數(shù)設置、事件處理等。定義與分類應用服務通過客戶端與服務端之間的請求與響應進行交互，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和可靠性。服務交互模式應用服務具有明確的狀態(tài)管理機制，包括服務的啟動、執(zhí)行、掛起和終止等狀態(tài)。服務狀態(tài)管理0102036.8應用服務和服務原語286.9應用協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU的描述123應用協(xié)議數(shù)據(jù)單元（APDU）由應用協(xié)議控制信息（APCI）和應用服務數(shù)據(jù)單元（ASDU）組成。APCI包含了APDU的傳輸控制信息，如啟動、響應、確認等。ASDU則承載了具體的應用層數(shù)據(jù)，包括各種測量數(shù)據(jù)、參數(shù)設置、診斷信息等。6.9應用協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU的描述296.10交換管理在數(shù)據(jù)交換前，需建立穩(wěn)定的通信連接，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴＝⑦B接按照規(guī)定的協(xié)議格式進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準確傳遞。數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)交換完成后，需斷開通信連接，釋放資源。斷開連接6.10交換管理306.11應用參數(shù)應用參數(shù)概述對應用參數(shù)進行簡要說明，闡述其在協(xié)議中的作用和意義。參數(shù)范圍與限制明確各個參數(shù)的取值范圍、精度以及限制條件。參數(shù)分類根據(jù)實際應用需求，對參數(shù)進行分類，如配置參數(shù)、運行參數(shù)等。6.11應用參數(shù)316.12狀態(tài)轉換6.12狀態(tài)轉換010203描述了不同狀態(tài)間的轉換條件和過程。強調了狀態(tài)轉換在系統(tǒng)運行中的重要性。定義了狀態(tài)轉換的概念和目的。326.13錯誤處理與錯誤列表錯誤檢測協(xié)議中定義了多種錯誤檢測機制，包括語法檢查、值域驗證等，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。錯誤響應當檢測到錯誤時，協(xié)議會觸發(fā)相應的錯誤響應，包括返回錯誤碼、中斷操作等，以便及時處理問題。錯誤恢復協(xié)議提供了錯誤恢復機制，如重傳機制、狀態(tài)恢復等，以確保在錯誤發(fā)生后能夠恢復正常通信。6.13錯誤處理與錯誤列表33附錄A(規(guī)范性)規(guī)范語言語言特點語言構成語言使用范圍附錄A(規(guī)范性)規(guī)范語言規(guī)范語言在DLMS/COSEM組件中用于描述數(shù)據(jù)結構和交互方式，具備嚴謹、簡潔、易讀的特點。規(guī)范語言包括數(shù)據(jù)類型定義、數(shù)據(jù)結構描述、操作與服務定義等關鍵元素，共同構建起完整的DLMS/COSEM應用層協(xié)議體系。該規(guī)范語言適用于電力行業(yè)中各類電測量數(shù)據(jù)的交換與共享，確保不同廠商、不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互通性。34A.1術語與使用規(guī)則DLMS/COSEM本標準中使用的核心術語，代表電測量數(shù)據(jù)交換的協(xié)議標準。應用層協(xié)議指的是在DLMS/COSEM架構中，負責實現(xiàn)具體應用功能和數(shù)據(jù)交換的協(xié)議層。本標準的編號，其中GB代表國家標準，Z代表指導性技術文件，17215是電測量數(shù)據(jù)交換的系列標準編號，651是具體部分的編號，2022是發(fā)布年份。GB/Z17215.651-2022A.1術語與使用規(guī)則35A.2實體和實體調用A.2實體和實體調用實體定義在DLMS/COSEM組件中，實體指的是具有特定功能或屬性的對象，如電表、傳感器等。實體分類根據(jù)功能及屬性差異，實體可被分為不同類型，如物理實體、邏輯實體等，以便于統(tǒng)一管理和調用。36附錄B(規(guī)范性)致命錯誤列表未定義錯誤在協(xié)議中未明確指出的錯誤，可能導致系統(tǒng)無法正常運行。常規(guī)錯誤一般性的錯誤，雖然不會導致系統(tǒng)崩潰，但會影響系統(tǒng)性能。致命錯誤嚴重違反協(xié)議規(guī)定，導致系統(tǒng)崩潰或無法繼續(xù)運行的錯誤。附錄B(規(guī)范性)致命錯誤列表37附錄C(規(guī)范性)認證與隨機數(shù)挑戰(zhàn)響應認證基于隨機數(shù)生成挑戰(zhàn)，要求對方提供相應的響應，驗證其身份合法性。數(shù)字簽名技術利用私鑰對消息進行簽名，公鑰用于驗證簽名真實性，確保數(shù)據(jù)完整性和發(fā)送方身份。公鑰基礎設施建立公鑰證書的管理、分發(fā)、驗證體系，為認證提供可信任的第三方支持。附錄C(規(guī)范性)認證與隨機數(shù)03020138C.1隨機數(shù)生成種子值設置詳細闡述了如何為隨機數(shù)生成器設定種子值，種子值的選取直接影響生成隨機數(shù)的序列。隨機數(shù)應用介紹了在DLMS/COSEM協(xié)議中，隨機數(shù)生成被廣泛應用于哪些場景，如身份驗證、數(shù)據(jù)加密等。偽隨機數(shù)生成器描述了在DLMS/COSEM協(xié)議中使用的偽隨機數(shù)生成器算法，以確保數(shù)據(jù)的安全性和不可預測性。C.1隨機數(shù)生成39C.2運算參數(shù)運算類型C.2運算參數(shù)指定了要進行何種數(shù)學運算或邏輯操作，如加法、減法、乘法等。運算數(shù)參與運算的數(shù)據(jù)，可以是常量、變量或表達式等。經(jīng)過運算后得出的數(shù)值或狀態(tài)。運算結果40C.3隨機數(shù)變換C.3隨機數(shù)變換利用加密算法（如AES、RSA等）生成隨機數(shù)，其安全性和隨機性取決于加密算法和密鑰的強度。加密算法生成隨機數(shù)通過算法生成一系列看似隨機的數(shù)值，但實際上是可以預測的。這種方法適用于對安全性要求不高的場合。偽隨機數(shù)生成器基于物理過程（如噪聲、放射性衰變等）生成真正的隨機數(shù)，無法預測。適用于需要高度安全性的應用，如密碼學。真隨機數(shù)生成器41附錄D(規(guī)范性)用于數(shù)據(jù)機密性的掩碼算法附錄D(規(guī)范性)用于數(shù)據(jù)機密性的掩碼算法掩碼算法應用于電測量數(shù)據(jù)交換，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的機密性。防止未經(jīng)授權的訪問通過對數(shù)據(jù)進行掩碼處理，防止未經(jīng)授權的人員獲取敏感數(shù)據(jù)。遵循行業(yè)標準該掩碼算法遵循DLMS/COSEM組件的相關標準，確保與其他系統(tǒng)的兼容性。保護數(shù)據(jù)機密性42D.1數(shù)據(jù)的機密性確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中不被未經(jīng)授權的個體獲得或利用。數(shù)據(jù)保護通過身份驗證和權限設置，限制對數(shù)據(jù)的訪問和操作。訪問控制運用加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，保證即使數(shù)據(jù)被截獲也難以解密。加密技術D.1數(shù)據(jù)的機密性43D.2最長二進制序列定義最長二進制序列指的是在特定條件下，能夠傳輸或存儲的最大長度的二進制數(shù)字序列。02作用該參數(shù)對于電測量數(shù)據(jù)交換的效率和準確性具有重要影響，它限制了單次傳輸或存儲的二進制數(shù)據(jù)量。03單位通常使用“位”（bit）作為計量單位，表示二進制數(shù)字序列的長度。D.2最長二進制序列0144D.3掩碼和解掩碼函數(shù)定義與作用掩碼函