IEC60870—5—104协议及其模拟器的研究与实现

论文摘要

随着网络技术的发展,基于TCP/IP协议的IEC60870-5-104协议在电力自动化系统中得到广泛应用。但在实际应用过程中存在着一些问题:1)协议本身尚处于不断完善中;2)各厂家只应用到协议全部功能的一个子集;3)各厂家对协议的理解存在着不一致性,不同产品难以直接通信;4)行业竞争激烈,没有企业愿意公开自己的协议的实现技术,导致协议重用性差,重复开发严重,浪费人力与财力。本文在对IEC60870-5-104协议进行深入研究的基础上,以库软件的形式实现了这个协议,并在完整性、时间参数、扩展性、链路冗余等方面完成了有创见的实现。本文还独立完成了一个针对IEC60870-5-104协议的模拟器。为改善测试平台兼容性与性能,模拟器的设计与实现引入了ACE架构,同时采用QT技术提供友好界面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 IEC60870-5-104 协议研究与实现现状
• 1.3 104 协议模拟器的研究意义
• 1.4 本文主要工作
• 第二章 IEC 60870-5-104 协议研究
• 2.1 IEC60870-5-104 协议的层次结构
• 2.2 104 协议的报文结构
• 2.2.1 IEC60870-5-104 协议的报文类型
• 2.2.2 104 协议的控制域定义
• 2.2.3 104 协议的APDU 的定义
• 2.3 IEC60870-5-104 协议的数据传输过程
• 2.4 IEC60870-5-104 协议参数研究
• 2.4.1 端口号
• 2.4.2 参数K 和W
• 2.4.3 参数T0、T1、T2、T3
• 2.5 冗余数据传输研究
• 2.6 应用层主要功能研究
• 2.6.1 总召唤（IEC60870-5-5 的6.6）
• 2.6.2 时钟同步（IEC60870-5-5 的6.7）
• 2.7 本章小结
• 第三章 IEC 60870-5-104 协议实现
• 3.1 协议数据交换的实现
• 3.2 双机双网冗余方案在协议中的实现
• 3.3 协议定时器的实现
• 3.4 协议的扩展实现
• 3.5 报文传输流程的实现
• 3.5.1 U 帧与S 帧的实现
• 3.5.2 信息传输帧的实施
• 3.5.3 文件传输过程的实施
• 3.6 本章小结
• 第四章 ACE 技术研究
• 4.1 ACE 概述
• 4.1.1 ACE 的优点
• 4.2 ACE 体系结构研究
• 4.2.1 0S 适配层
• 4.2.2 C++包装层
• 4.2.3 ACE 框架组件
• 4.3 本章小结
• 第五章IEC 60870-5-104 协议模拟器的设计与实现
• 5.1 设计目标
• 5.1.1 功能设计
• 5.1.2 非功能性需求
• 5.2 总体设计
• 5.3 用户界面模块的设计
• 5.3.1 GUI 库的选择
• 5.3.2 界面设计
• 5.4 数据模拟模块的设计与实现
• 5.5 协议服务模块的实施
• 5.5.1 104 协议定时器的实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 测试与结果分析
• 6.1 协议测试
• 6.2 协议模拟器测试
• 6.2.1 测试环境的搭建
• 6.2.2 突发上传测试
• 6.2.3 总召唤测试
• 6.2.4 遥控测试
• 6.2.5 最多发送K 个I 格式报文的测试
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要内容
• 7.2 本文的主要特点
• 7.3 本课题今后需进一步研究的地方
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢