通讯管理机设计说明书详解.docx

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1、通讯管理机设计说明书详解评审记录上述问题修改验证后，由验证后，本文件即可发布。评审人员签字：问题修改验证结果：验证人签字：_时间：年月日变更日志6IS*修改内容修改日期目录目录1引言81.1 编写目的81.2 项目背景81.3 定义81.4 参考资料81.5 遗留/关闭问题92任务概述102.1 需求概述102.1.1 主角102.1.2 系统边界102.2 研发目标112.2.1 总体目标112.3 运行环境122.3.1 运行环境122.3.2 开发机器和工具132.4 条件与限制133总体设计133.1 总体结构133.2 部署方案144业务流程设计165接口设计175.1 内核模块接口

2、175.1.1 写实时库接口175.1.2 实时库节点数据操作接口185.1.3 实时库节点属性操作接口205.1.4 实时库取值操作接口225.2 规约模块接口235.2.1 消息回调接口235.2.2 帧校验回调接口265.2.3 通讯回调接口265.3 底层通讯接口模块接口275.3.1 获取接收缓存区有效数据长度275.3.2 获取接收缓存区数据275.3.3 向指定端口写入数据285.3.4 获取接收缓存区有效数据286模块设计306.1 内核模块306.1.1 功能描述306.1.2 类设计说明306.1.3 程序流程326.1.4 质量要求336.2 规约模块336.2.1 功能

3、描述336.2.2 类设计说明336.2.3 程序流程356.2.4 质量要求366.3.1 功能描述376.3.2 类设计说明376.3.3 程序流程396.3.4 质量要求407数据结构设计417.1 内核模块417.1.1 各类原始数据结构定义： 417.1.2 数据节点句柄数据结构：427.1.3 实时库设备属性数据结构：427.1.4 实时库设备数据点数据结构： 437.1.5 实时库通道属性数据结构： 467.1.6 实时库转发设备属性数据结构： 477.1.7 实时库转发设备数据点数据结构：487.2 规约模块507.2.1 各类消息数据结构定义： 507.3 底层通讯接口模块5

4、37.3.1 各类通讯介质数据结构定义： 538性能设计558.1 主要性能指标558.1.1 概念559错误处理设计569.1 概述569.2 远程调试信息5610可靠性设计5710.1 应用系统可靠性设计5710.2 数据存储可靠性设计5711可维护性设计5911.1 工程信息可配置5911.2 软件运行日志信息5911.3 工程配置信息备份6111.4 调试开关动态调整6111.5 自动网络校时6112附件错误!未定义书签。12.1 附件1： MMl通讯规约错误!未定义书签。1引言1.1 编写目的本文档是根据通讯管理机的开发需求进行详细分析和讨论后得出的详细设计说明书，旨在明确通讯管 理

5、机的功能实现。通过本详细设计说明书，可以了解到通讯管理机的总体设计、系统边界、各个功能的模 块设计等。借助该文档，可以规范和指导通讯管理机的开发人员开始产品的研发工作。本文档面向的读者是：通讯管理机的开发人员、测试人员、产品经理，通讯管理机详细设计说明书的 评审人员。1.2 项目背景设备名称：通讯管理机。目前我公司的通讯管理机分为自研产品和外协成套产品两种模式，外协产品包括中科、立华、畅洋三 家公司，这些厂家的采购成本较高，并且无法根据用户的需求灵活的更改硬件配置，所以公司目前主推自 研版本的产品，自研产品的优势主要有：采购成本较低，而且可以根据需求增删硬件设备、更改和裁剪嵌 入式Iinux系

6、统。1.3 定义名词/缩略语英文中文含义1.4 参考资料1、IEC60870T03 规约2、软件编程规范-C/C+篇3、产品研制项目需求规格说明书VLO04、UMI标准通讯协议vL 5. doc（见附件1）5、通讯管理机主程序及主要动态库接口梳理.pdf1.5 遗留/关闭问题遗留问题123关闭问题1232任务概述2.1 需求概述2.1.1 主角（1）间隔层智能设备通讯管理机软件通过设备侧协议与间隔层智能设备进行通讯，采集间隔层智能设备的遥测、遥信、遥 脉等数据，读取SOE、保护事件等事件信息，进行遥控、定值操作的远方操作。（2）后台监控系统通讯管理机软件通过系统侧协议与后台监控系统进行通讯，向

7、后台监控系统转发遥测、遥信、遥脉、 SOE.保护事件等数据和事件信息，同时接收后台的遥控、定值等操作命令并转发给相应的设备侧协议。（3） 通讯管理机工程调试人员工程调试人员通过配置工具软件根据工程现场的实际情况进行工程配置，并通过配置工具软件进行系 统文件和配置文件的下载和读取，通过配置工具软件进行远程模拟操作，并通过报文监视、日志功能实现 系统调试和故障诊断。2.1.2 系统边界(1) 规约转换将其他厂家的IED装置接入到综合自动化系统中来，实现设备侧协议向系统侧协议的转化，以及通信 接口的转换，并可以灵活配置协议和端口。(2) 遥测实现遥测数据的转发，应能支持遥测数据循环转发和遥测数据以遥

8、测越限格式主动上送这两种方式。 传统的循环转发方式，在数据量较大的项目中会影响全站遥测数据的轮询周期，造成后台数据刷新慢的现 象，且该现象会随着数据量的增长，而愈加严重。采用遥测越限的方式，对每个遥测数据设定额定值和越 限阀值，当遥测数据变化范围超过阀值时，将该数据以越限遥测的形式上送，同时更新记录值，阀值可调。 采用这种方式可以有效降低网络的负载，而且可调的阀值能够满足不同工程项目对遥测变化敏感度的不同 要求。(3) 遥信实现遥信数据的转发，应支持全遥信和遥信变位两种方式，间隔一段时间以全遥信上送设备的全部遥 信状态，在其他时间只有变位时才上送遥信变位数据，有效的降低网络负载。(4) 遥脉实

9、现遥脉数据的转发，由于遥脉数据一般是变化较缓慢类型的数据，遥脉数据一般都以较长的时间间 隔定时上送的方式传送。(5) 遥控实现遥控命令下发，以及遥控返校的上送。由于遥控命令是非常重要的控制命令，所以要求当遥控命 令传送时，优先于其他各种类型的数据传输。要求每个通道同一时间只有一个遥控命令存在，当有遥控命 令发生且没有结束时，闭锁其他遥控命令。(6) SOE实现SOE信息的转发，SoE信息要求带时标，采用主动上送的突发式发送方式，SOE优先级较高。(7) 事件信息实现事件信息的上送，为了和公司的后台监控系统保持一致，事件信息分为保护事件和故障报告两种 类型上送。同时应能支持以信息序号和以字符串上

10、送这两种信息格式。保护事件优先级较高。(8) 保护管理实现保护管理类命令的下发及其返校信息上送。保护管理类命令包括：定值操作、定值区操作、复归 命令、对时命令、保护类遥测数据召唤、故障录波类操作这几类。保护管理类命令优先级较高。(9) 工程配置按端口、设备分类设置遥测、遥脉、遥信信息，可设置各个端口的通信规约、端口设置、遥控信息、 转发配置等类信息。可设置日志系统的参数，管理日志文件。可设置并管理多网口绑定功能(10)远程诊断通过报文监视、日志文件分析等手段实现通讯管理机系统的远程调试和故障诊断。2.2 研发目标2.2.1 总体目标通讯管理机软件通过设备侧协议与间隔层智能设备进行通讯，采集间隔

11、层智能设备的遥测、遥信、遥 脉等数据，读取S0E、保护事件等事件信息，进行遥控、定值操作的远方操作。通讯管理机软件通过系统侧协议与后台监控系统进行通讯，向后台监控系统转发遥测、遥信、遥脉、SOE,保护事件等数据和事件信息，同时接收后台的遥控、定值等操作命令并转发给相应的设备侧协议.工程调试人员通过配置工具软件，根据工程现场的实际情况进行工程配置，并通过配置工具软件进行 系统文件和工程配置文件的下载和读取，通过配置工具软件进行远程模拟操作，并通过报文监视功能实现系统调试和故障诊断。串口103以太网103SerialIEC104Ethernet以太网口MODBUSCAM选酣CAN 口（选酣图1软件

12、结构2.3 运行环境2.3.1运行环境硬件运行环境类别要求备注CPU400MHZ 及 IXt内存64MB及以上程序存储器64MB及以上电源220VAC以太网口1个及以上RS4854个及以上CAN总线接口2个（选配）硬件狗有设备状态指示LED灯软件运行环境类别要求备注操作系统嵌入式 LinUX(Centc)S)2.6内核应用软件支持GDB、FTP、TELNET需要在系统裁剪时添加开发用机器类别要求备注CPU1.8GHZ 处 CPU内存最少1024MB主机硬盘最少80GB网卡10100Mbs串口1个软件环境类别要求备注操作系统Windows XP/7/10IJNUX系统Red hat 9.0/De

13、bian/CentOS编注器Arm-Iinuxgccarm-Iinuxg + +库文件GLIBC应用软件VMWare虚拟机、FTP工具、putty、WinSCp、FiIeZiIIa2.4 条件与限制不涉及3总体设计3.1 总体结构本次开发包含如下几部分（如图2）：1、内核模块的设计开发，这部分是本次开发的主体部分，根据需求规格说明书的规定，开发完成包 括实时库、实时设备库、转发通道，其中，实时库包括下行和上行的数据信息及数据处理方法， 实时设备库包括下行设备的遥测/遥信/遥脉/遥控数据的点位信息，转发通道包括上行设备所需要 的遥测/遥信/遥脉/遥控数据的点位信息。内核模块本身还包括三个主进程，分别是nts_cm（主要 用于各类线程加载/实时库加载/看门狗加载），ntsog（主