基于DNP3.0协议的嵌入式装置通信组网方案研究

以根据实际需要选用不同的对象库。例如对于模拟量就有几十种数据对象，包括16位的遥测、32位的遥测、带标志的遥测、不带标志的遥测、带时标的遥测、不带时标的遥测、冻结遥测等。

(7)支持数据组态和数据优先级传输，所有对象可以化分为4类，其优先级顺序由高到低分别为：1类、2类、3类、0类。例如可以把遥信变位化为一类数据，把变化遥测和SOE化为二类数据等。

(8)支持灵活组网方式，应用场景广泛。

2 组网方案

根据DNP3.0通讯协议的特点，其通信架构可归纳为六种组网方式，其中几种相互组合，即可构成完整的通信网络。既可用于SCADA系统，也可应用于DA系统，以满足电力、水利、冶金、石油、化工、铁路等领域的通信需求。

2.1 点对点

点对点组网方式如图3所示，仅有两个装置进行通信，一个设备仅支持DNP3.0主站协议，另一个设备仅支持DNP3.0外站协议。这种方式实现简单，一般适用于主从机架构的两个装置，组合起来实现完整的逻辑功能。

2.2 一主多从

一主多从组网方式即一个主站(仅支持DNP3.0主站协议)和多个外站(仅支持DNP3.0外站协议)进行通信，如图4所示。在同一时间，主站仅和一个外站进行通信。首先，主站和第一个外站进行交互，然后和第二个、第三个等，依次类推进行轮流通信。这种方式是最常见的。一种典型应用是电力系统调度自动化主站和各变电站数据监控中心进行通信，采集和监视变电站各设备的运行状态，同时可对多个变电站的开关、断路器、主变分接头等进行遥控、遥调操作;另一种典型应用是变电站监控系统和变电站内各智能装置进行通信，采集和监视各设备的运行状态，同时对站内的开关、断路器、主变分接头等进行遥控、遥调操作。

2.3 数据集中器1、2、3

数据集中器又分为三种组网方式，完成的功能基本相同：对下收集多个设备的信息，组成数据库，然后对上进行信息交互。

数据集中器1组网方式即一个装置同时支持DNP3.0主站和外站协议，对下是主站功能，收集多个外站信息，组成本地数据库;对上是外站功能，把收集的信息上送给其他主站，如图5所示。电力系统远动信息子站设备和保护信息子站设备属于这种典型的嵌入式装置，安装于变电站内，汇总变电站内信息，并和远方调度中心进行信息交互。

数据集中器2组网方式主要完成规约转换功能，即一个设备同时支持DNP3.0外站协议和其他多种主站协议，对下通过不同的通信协议，比如IEC61850、IEC103、MODBUS等，收集多个外站信息，组成本地数据库;对上是DNP3.0外站功能，把收集的信息上送给其他主站，如图6所示。变电站内智能设备繁多，且支持的通信协议不尽相同，使用这种装置进行组网，完成对下的协议转换，对上统一为DNP3.0协议。

数据集中器3组网方式类似于数据集中器2，同样完成规约转换功能。所不同的是，设备同时支持DNP3.0主站协议和其他多种外站协议，对下通过DNP3.0主协议，收集多个外站信息，组成本地数据库;对上通过其他协议，比如IEC61850、IEC104等，把收集的信息上送给其他主站，如图7所示。远方调度自动化主站不支持DNP3.0协议的，变电站内一般需要这种数据集中器进行协议转换。

2.4 一从多主

一从多主组网方式如图8所示，即一个外站(仅支持DNP3.0外站协议)和多个主站(仅支持DNP3.0主站协议)进行通信。外站支持多个主站同时读取相同或者不同的数据，但是对于写数据，则进行互斥，同一时间仅允许一个主站进行操作。国内电力系统存在多个远方自动化调度中心、集控中心，采用这种组网方式，即可和变电站内装置进行信息交互。

3 结束语

DNP3.0通讯协议高度灵活并且末端开放，不含任何目标硬件的专用结构，使用广泛。本文分析总结的DNP3.0通信协议和组网方案，对于设计和研发支持该协议的嵌入式装置具有重要指导作用，对于提高产品国际竞争力具有重要意义。

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本文来源于中国科技核心期刊《电子产品世界》2016年第10期第62页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。