电力系统通信软件：DNP3二次开发_（3）.DNP3网络架构.docx

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DNP3网络架构

1.DNP3网络概述

DNP3（DistributedNetworkProtocol）是一种专门为电力系统设计的通信协议，广泛应用于分布式自动化系统中。DNP3协议的主要目的是在电力系统中的各种设备之间实现高效、可靠的数据交换。这些设备包括变电站自动化设备、远程终端单元（RTU）、智能电子设备（IED）和控制中心等。DNP3协议分为三个层次：物理层、链路层和应用层，每一层都有其特定的功能和职责。

1.1物理层

物理层负责定义通信介质和信号的物理特性，包括电压、电流、频率、传输速率等。在DNP3协议中，物理层可以使用多种通信介质，如串行通信、以太网通信、无线通信等。不同的物理层配置决定了数据的传输方式和传输速度。

1.1.1串行通信

串行通信是最常见的DNP3物理层配置之一，通常使用RS-232、RS-422或RS-485接口。这些接口支持点对点或多点通信，适用于长距离传输。

例子：

假设我们使用RS-485接口进行DNP3通信，配置如下：

波特率：9600

数据位：8

停止位：1

校验位：无

#includestdio.h

#includeunistd.h

#includefcntl.h

#includetermios.h

//配置串行通信参数

intconfigure_rs485(constchar*port){

intfd=open(port,O_RDWR|O_NOCTTY|O_SYNC);

if(fd0){

perror(openfailed);

return-1;

}

structtermiostty;

if(tcgetattr(fd,tty)!=0){

perror(tcgetattrfailed);

return-1;

}

cfsetospeed(tty,B9600);

cfsetispeed(tty,B9600);

tty.c_cflag=~PARENB;//清除校验位

tty.c_cflag=~CSTOPB;//清除停止位

tty.c_cflag=~CSIZE;//清除数据位

tty.c_cflag|=CS8;//8位数据

tty.c_cflag=~CRTSCTS;//禁用硬件流控制

tty.c_cflag|=CREAD|CLOCAL;//使能接收器，本地连接

tty.c_iflag=~(IXON|IXOFF|IXANY);//关闭软件流控制

tty.c_iflag=~(ICRNL|INLCR|IGNCR);//不将回车换行转换为换行符

tty.c_oflag=~OPOST;//不使用输出处理

tty.c_oflag=~ONLCR;//不将换行符转换为回车换行符

tty.c_lflag=~(ECHO|ECHONL|ICANON|ISIG|IEXTEN);//不使用输入处理

tcsetattr(fd,TCSANOW,tty);//应用配置

returnfd;

}

intmain(){

constchar*port=/dev/ttyUSB0;

intfd=configure_rs485(port);

if(fd0){

return1;

}

//发送DNP3数据帧

unsignedchardata[]={0x05,0x64,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};

write(fd,data,sizeof(data));

//关闭串行端口

close(fd);

return0;

}

1.2链路层

链路层负责确保数据在物理层上传输的可靠性，包括数据帧的封装、解封装、错误检测和重传机制。DNP3链路层使用循环冗余校验（CRC）来检测数据传输中的错误，并支持多种帧类型，如请求帧、响应帧、无确认帧等。

1.2.1帧格式

DNP3链路层的数据帧格式如下：

起始字节：0x050x64