動環(huán)系統(tǒng)前端智能設(shè)備協(xié)議解析詳解

1 概述

通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1363.3-2013《通信局（站）電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng) 第3部分：前端智能設(shè)備協(xié)議》對通信機(jī)房里動力環(huán)境前端智能設(shè)備的接口做了規(guī)范，即對A接口做了規(guī)范。但是由于規(guī)范寫得過于簡潔，加上國內(nèi)通信運(yùn)營商動力專業(yè)維護(hù)人員的年齡結(jié)構(gòu)普遍偏大、計算機(jī)知識不足等原因，直接閱讀理解YD/T 1363.3-2013存在一定的困難，往往無從下手。針對這個問題，本文結(jié)合對艾默生開關(guān)電源智能口通信的數(shù)據(jù)信息收發(fā)，對行標(biāo)YD/T 1363.3-2013做了更為詳細(xì)及淺顯的解釋說明，希望對動力環(huán)境監(jiān)控從業(yè)人員有一定的指導(dǎo)幫助作用。

2 調(diào)試準(zhǔn)備

2.1 調(diào)試接線

通信機(jī)房動力環(huán)境前端智能設(shè)備大多數(shù)配帶有RS232、RS422、RS485等通訊串口，但是現(xiàn)在的大多數(shù)便攜式筆記本電腦具有usb接口，不具有RS232、RS422、RS485等通訊串口。所以調(diào)試的第一步是將開關(guān)電源的RS232通訊串口轉(zhuǎn)成USB接口與筆記本電腦連通。需要的工具有RS232轉(zhuǎn)接頭、USB轉(zhuǎn)接線等，如圖1和圖2所示。開關(guān)電源RS232的發(fā)送線（圖1中第1根線，棕色）接轉(zhuǎn)接頭的T/R+，即是從左到右第2個接線柱。RS232的接收線（圖1第2根線，銀色）接轉(zhuǎn)接頭的RXD+，即是從左到右第3個接線柱。RS232的地線（圖1第3根線，黑色）接轉(zhuǎn)接頭的GND，即是從左到右第5個接線柱。

圖1 工具

圖2 RS232轉(zhuǎn)接頭

2.2 調(diào)試程序

調(diào)試程序采用常規(guī)通用的串口通訊程序即可，本文采用的是自行設(shè)計的程序，調(diào)試程序界面如圖3所示。調(diào)試程序在調(diào)試前應(yīng)數(shù)據(jù)位選擇8，停止位選擇1，校驗(yàn)位選擇無。信息傳輸方式為異步方式，該調(diào)試程序與開關(guān)電源通訊時發(fā)送數(shù)據(jù)時不可以接收數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)時不可以發(fā)送數(shù)據(jù)。常用的數(shù)據(jù)傳輸速率有2 400 bit/s、4 800 bit/s、9 600 bit/s、19 200 bit/s、38 400 bit/s，調(diào)試程序選用的數(shù)據(jù)傳輸速率要和設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率匹配，可以通過設(shè)備的監(jiān)控屏查看設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率，沒有監(jiān)控屏的設(shè)備可以看數(shù)據(jù)傳輸速率的撥碼開關(guān)，數(shù)據(jù)傳輸速率一般是9 600 bit/s，本文所用到的開關(guān)電源的數(shù)據(jù)傳輸速率也是9 600 bit/s。

圖3 調(diào)試工具

3 調(diào)試信息說明

下面結(jié)合行標(biāo)YD/T 1363.3-2013進(jìn)行說明。

3.1 信息基本格式

數(shù)據(jù)信息可以采用ASCⅡ以及HEX兩種方式編寫。采用ASCⅡ形式發(fā)送指令時注意字符要和ASCⅡ碼表對應(yīng)，比如字符“0”的十進(jìn)制ASCⅡ是48，但需要轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制數(shù)30，因此指令中的字符“0”應(yīng)該寫成30。同理，字符“1”應(yīng)寫成31，字符“A”應(yīng)寫成41。采用HEX形式則無需做上述變換，即數(shù)字“0”發(fā)送“0”。

3.2 消息幀格式

表1是行標(biāo)YD/T 1363.3-2013規(guī)定的串口通信數(shù)據(jù)幀格式，說明如下：

表1 發(fā)送的消息幀格式

3.2.1 消息幀頭

消息幀頭7E（H為16進(jìn)制說明）以及幀尾0D無論是采用ASCⅡ還是HEX形式均不用進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換，即是所有的消息幀均是“7E**********0D”形式；

3.2.2 版本號

本文使用的協(xié)議是《M810G/M831D監(jiān)控模塊后臺通信協(xié)議V120(XY0213)》，該協(xié)議的版本號為2.0，本文所以消息幀的第二個字節(jié)的ASCⅡ形式內(nèi)容為“20”，HEX形式內(nèi)容為“3 230”：十六進(jìn)制“32”轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制為“50”，在標(biāo)準(zhǔn)碼表（ASCⅡ表）里代表“2”，十六進(jìn)制“30”轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制為“48”，在ASCⅡ表表里代表“0”。

3.2.3 設(shè)備地址

設(shè)備地址1至254有效，0和255為保留地址一般不可用。255是廣播地址，是對全系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送指令的地址，不可用于對某個設(shè)備發(fā)送指令。

3.2.4 設(shè)備類型

設(shè)備類型描述是用于是什么種類的設(shè)備正在通訊，設(shè)備類型描述碼不是按系統(tǒng)來分類的，也就說不是一套開關(guān)電源里的設(shè)備都是同一個設(shè)備類型描述碼，大多數(shù)的系統(tǒng)設(shè)備類型描述劃分到柜，比如開關(guān)電源系統(tǒng)里的交流配電柜里的設(shè)備是同一個設(shè)備類型描述碼，直流配電柜里的設(shè)備是同一個設(shè)備類型描述碼。具體見行標(biāo)YD/T 1363.3-2013表7設(shè)備類型編碼分類表（CID1）。例如開關(guān)電源的CID1為40H，智能電表的CID1為D0H。

3.2.5 命令類型

CID2在計算機(jī)發(fā)送到開關(guān)電源的指令中表示命令類型碼，用于說明指令是要做什么的。具體見行標(biāo)YD/T 1 363.3-2013表8命令信息編碼分類表（CID2）；在開關(guān)電源返回到計算機(jī)的信息中表示返回碼，用于說明開關(guān)電源是否成功執(zhí)行計算機(jī)發(fā)來的指令，若未成功執(zhí)行則說明發(fā)生了什么錯誤。具體見行標(biāo)YD/T 1 363.3-2013表3 返回碼RTN。例如開關(guān)電源的CID2為41H，智能電表的CID2為E3H。

3.2.6 數(shù)據(jù)信息字節(jié)長度

數(shù)據(jù)信息字節(jié)長度LENGTH包括長度校驗(yàn)LCHKSUM和長度識別信息LENID兩個部分。LENGTH包含4個ASCⅡ字符，其中LCHKSUM占1個ASCⅡ字符，LENID占3個ASCⅡ字符，如表2所示。

表2 LENGTH碼格式

表2為數(shù)據(jù)信息字節(jié)長度LENGTH碼格式，二進(jìn)制一共有16位。LENID表示INFO項的傳送的ASCII碼字節(jié)數(shù)。當(dāng)INFO不為空時，假設(shè)INFO有兩個字節(jié)，即LENID為04則取為004，按位取成二進(jìn)制（十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)二進(jìn)制數(shù)一位變四位）0 000 0 000 0 100。二進(jìn)制數(shù)按四位相加：0 000+0 000+0 100=0 100，將得數(shù)取反（對于二進(jìn)制取反就是0變1，1變0）即1 011，將取反后的數(shù)加1即1 100（十進(jìn)制數(shù)為12，十六進(jìn)制為C。因此LCHKSUM為C，LENGTH為C004。當(dāng)INFO為空時，即無要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，INFO的ASCⅡ碼位數(shù)為00，所以LENID為00*2=00。根據(jù)上述規(guī)則，將LENID補(bǔ)足為000，十六進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制（十六進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制的技巧是：一位變四位）為0 000 0 000 0 000，0 000+0 000+0 000=0 000，取補(bǔ)后為FFFF，再加1，由于加1時會發(fā)生溢出（十六進(jìn)制的最大數(shù)是F），即是FFFF+1=10 000，取后四位0 000，算出LCHKSUM為0，所以LENGTH=LCHKSUM+LENID=0+000=0 000。

3.2.7 數(shù)據(jù)信息

數(shù)據(jù)信息INFO可以是控制數(shù)據(jù)信息COMMAND INFO或者應(yīng)答數(shù)據(jù)信息DATA INFO。INFO的長度是LENID除以2，如果LENID為0A則INFO的長度為10/2=5個字節(jié)。

COMMAND INFO：

COMMAND GROUP（1字節(jié)）：表示同一類型設(shè)備（如交流屏）的不同序號（如交流屏序號）；

COMMAND ID（1字節(jié)）：表示同一類型設(shè)備的不同監(jiān)控數(shù)據(jù)；

COMMAND TYPE（1字節(jié)）：表示遙控命令類型；

DATA INFo：

DATAI（長度不定）：含有整型數(shù)的應(yīng)答信息；

DATAF（長度不定）：含有浮點(diǎn)數(shù)的應(yīng)答信息；

RUNSTATE（長度不定）：設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；

WARNSTATE（長度不定）：設(shè)備的告警狀態(tài)；

3.2.8 校驗(yàn)碼

校驗(yàn)碼（CHKSUM）的計算:除去幀頭、幀尾，其余字符的十六進(jìn)制ASCⅡ碼相加求和，如果和數(shù)不足四位的在前面補(bǔ)零湊足四位，再取十六進(jìn)制互補(bǔ)加1。收到或發(fā)送的ASCⅡ碼字節(jié)序列是：“～1203400456 ABCDFEFC72R”，則最后5個字符“FC72R”中的FC72是CHKSUM，計算方法是：‘1’+‘2’+‘0’+···+‘A’+‘B’+···+‘F’+‘E’= 31H + 32H + 30H +···+ 41H + 42H +···+ 46H + 45H = 038EH?！?～ ”、“R”表示幀頭、幀尾，和“7E”、“0D”的意義是一樣的，注意幀頭、幀尾是不參與校驗(yàn)碼的計算，上式的“H”表示十六進(jìn)制的意思，不參與計算。將038E按照上述方法取十六進(jìn)制互補(bǔ)即可得到FC72的校驗(yàn)碼。取反技巧:取反前的數(shù)和取反后的數(shù)相加后和為F（十六進(jìn)制相加），比如0+（～0）=0+F=F，1+（～1）=1+E=F；

4 信息舉例

一些A接口調(diào)試人員為了方便輸入和避免輸錯習(xí)慣用空格鍵信息分段，在調(diào)試程序輸入信息之前要注意有些串口調(diào)試工具是不可以自動忽略空格的，所以最好不帶空格輸入信息。下面通過對開關(guān)電源的調(diào)試做說明：

4.1 獲取地址以及應(yīng)答信息解釋

獲取地址的信息（ASCⅡ形式）：7E20FF41500000 FD880D，如表3所示。

表3 獲取地址消息幀分解

發(fā)送上述數(shù)據(jù)信息后，將會獲取地址的應(yīng)答信息（ASCⅡ形式）：7E200141000000FDB80D，如表4所示。

表4 獲取地址應(yīng)答信息幀解釋

4.2 獲取系統(tǒng)模擬量以及應(yīng)答信息解釋

獲取系統(tǒng)模擬量信息幀：7E2001E1410000FDA20D，如表5所示。

表5 獲取系統(tǒng)模擬量發(fā)送信息幀

獲取系統(tǒng)模擬量應(yīng)答信息（HEX形式，為了便于閱讀加了空格）：7E 32 30 30 31 45 31 30 30 33 30 31 43 30 30 30 46 46 39 35 35 34 32 41 30 46 39 43 35 34 33 30 31 30 30 30 30 30 30 30 30 46 37 42 42 0D，如表6所示。表6的內(nèi)容在前面已經(jīng)詳細(xì)說明，重點(diǎn)解釋下表INFO的內(nèi)容。將應(yīng)答信息的INFO拆分得到表7。

表6 獲取系統(tǒng)模擬量應(yīng)答信息幀

表7 獲得系統(tǒng)模擬量的返回數(shù)據(jù)INFO解釋

4.3 獲取整流模塊模擬量及其應(yīng)答信息

獲取整流模塊模擬量（HEX形式，為了便于閱讀加了空格）：7E 32 30 30 31 34 31 34 31 30 30 30 30 46 44 42 33 0D，如表8所示。

表8 獲取整流模塊模擬量信息幀分解

獲取整流模塊模擬量應(yīng)答信息（藍(lán)色的是數(shù)據(jù)標(biāo)志位，紅色的是數(shù)據(jù)（INFO），具體解釋翻譯見表9）：7E3230303134313030313442303030303042463535343 231323030373641393431303730303643464334313030 333044393432303044383535343230303830424134333 030303042443433303030304242343330303030383033 463030413841373433303730303343303234323030363 244393432303041443535343230303030424334333030 383042423433303030304242343330303030303034303 030373241393431303730303036464434313030363244 393432303042313535343230303830424134333030383 042433433303038304242343330303030343034303030 303441423431303730303045453234313030333044393 432303045463535343230303830423934333030383042 443433303038304241343330303030383034303030433 441393431303730303034463034313030333044393432 303045323535343230303030424134333030303042443 433303038304242343330303030413034303030434141 393431303730303838454634313030464544383432303 031323536343230303830424134333030383042423433 303030304243343330303030433034303030324541393 431303730304145464134313030363244393432303043 343535343230303030424234333030303042443433303 030304241343330303030453034303030453841423431 303730304630453934313030464544383432303030393 536343230303030424134333030303042443433303038 304242343330303030303034313030453441383431303 730303438463834313030464544383432303031353536 343230303830424134333030303042433433303038304 243343330303030313034313030344341383431303730 303332463234313030363244393432303041373535343 230303030424134333030383042443433303030304241 343330303030323034313030333241393431303730303 841454134313030333044393432303045433535343230 303830424234333030303042433433303038304241343 330303030343034313030393441383431303730304636 463234313030464544383432303031353536343230303 030424334333030303042443433303030304241343330 303030353034313030333041393431303730303738453 934313030363244393432303042463535343230303830 4242343330303830424234333030303042423433303030 3036303431303037324141343130373030373645383431 3030363244393432303041413535343230303030424134 3330303030424434333030383042423433303030303830 3431303033364139343130373030303038323432303039 3444393432303033463535343230303638424134333030 3930424434333030343042423433303030303838343130 3034304139343130373030303038323432303033304439 3432303039393535343230303943424134333030453842 4434333030414342413433303030303930343130303438 4139343130373030303038323432303036324439343230 3036453535343230303734424334333030393842433433 3030463042433433303030303938343130303145413934 3130373030303038323432303039344439343230303439 3535343230304134424334333030334342443433303036 30423934333030303041303431303338370D

表9 獲取整流模塊模擬量應(yīng)答信息幀解釋

4.4 設(shè)置直流參數(shù)（浮充電壓）及其應(yīng)答信息

設(shè)置直流浮充電壓參數(shù)（HEX形式，為了便于閱讀加了空格）的信息：7E 32 30 30 31 34 32 34 38 36 30 30 41 45 42 30 30 30 30 35 36 34 32 46 42 37 43 0D，如表10所示。

表10 獲取直流參數(shù)設(shè)置信息幀分解

獲取直流參數(shù)設(shè)置應(yīng)答信息（HEX形式，為了便于閱讀加了空格）：7E 32 30 30 31 34 32 30 30 30 30 30 30 46 44 42 37 0D，如表11所示。

表11 獲取直流參數(shù)設(shè)置應(yīng)答信息幀解釋

5 總結(jié)

隨著通信電源技術(shù)的發(fā)展及運(yùn)營商對設(shè)備維護(hù)要求的提高，對電源的自動化和聯(lián)網(wǎng)的要求越來越高，原來動環(huán)的組網(wǎng)基本是由動環(huán)廠家負(fù)責(zé)，但是近幾年隨著動環(huán)技術(shù)的發(fā)展，軟硬件解耦，組網(wǎng)層級減少，逐步擺脫了對動環(huán)廠家的依賴，但是也對維護(hù)人員的動環(huán)技術(shù)水平也有了更高的要求。

本文通過解析艾默生開關(guān)電源的智能口協(xié)議，詳細(xì)說明了動環(huán)設(shè)備智能口通信數(shù)據(jù)信息解析的方法及算法，希望對維護(hù)人員掌握智能口協(xié)議解析具有較好的參考及指導(dǎo)作用。