原创 表计数据交换的互操作性

专注于客户满意度和致力于资源优化的能源供应商，需要一种计费系统，要求其无论在地理位置分散的偏远地区还是面对日益增多的商业合作伙伴，系统都能支持各种类型的能源、提供更多数据、数据采集更频繁。精确的数据、及时、安全、以及尽可能低的成本都是必需的。
已经在用的技术，比如低成本的A/D转换器，微处理器、DSP，高性能存储器以及最新的通讯手段正在推动一场早在30年前就在保守工业领域开始的革命，即控制了一个多世纪的机电一体化表计和手动抄表系统。从大用户的应用扩展到民用，智能化的通讯表计要求更精确和更多的数据，生成的大量数据的采集必须基于高效的解决方案，因此系统集成的成本和维护成为很重要的一个方面。
第一套数据采集系统的解决方案不可避免的基于对所有者权益的考虑上。在稳定环境工作下的公用事业部门，也做好准备与一个或多个卖家合作，并投入一定的资源进行系统运作。
标准化的需要
标准化的需要很早就得到认可，1992年发布了IEC61107，其定义了如何登录表计和找回数据。但是关于如何去找、如何识别、怎么格式化以及是什么意思，却没有任何说明。对于每一种表计和数据采集系统，设备驱动程序随着不同制造商各自的定义不得不另行开发。在全球不断扩张、合并、收购的今天，形成了不同制造商的设备组成的表计挂网，这必然要求数据采集系统不断完善。维护难度也随之加大。
领先的制造商和公用事业用户划归在DLMS用户协会中。他们在专用于电力系统控制的最新标准（由IEC TC57发展而来）的基本原则和基础上做了一个新尝试。远程控制领域是其中一个最早认识到智能化电子设备的系统集成需要由接口对象进行程序建模，并将模式从通讯协议中分离出来。随着进程模式的相对稳定，通讯技术的发展也日新月异。模式从协议中的剥离将两个领域的问题划分出来，允许他们以各自的速度发展，增强了灵活性。
DLMS/COSEM考虑到了将互操作性带入到表计数据交换中，而且开发出一个适用于各种能源类型、能够定义识别功能、进行格式化并对所有数据予以说明的接口对象模式实现了这个性能。这个模式和协议无关，适用于任何介质。
开发的协议基于国际标准，适用于不同的通讯方式。标准扩充法规、自描述特性、商议能力特性和上下文提供了未来可验证的规范指标，并能对一个通用数据采集系统进行开发，将表计连接到系统上，看清其数据结构并获取数据。此外，DLMS/COSEM还具有先进的安全特征，可以有选择的获取数据，这在以前是不能实现的。一个一致性验证方案可用来完成校验。
对象模式、协议和数据交换
在蓝本中有所描述的COSEM(Companion Specification for Energy Metering)对象模式定义了靠近计量域的接口类别，如寄存器、曲线、时钟和日程。一个接口类别的定义描述了可用数据类型的属性以及允许对这些属性进行修改的方法。对象有可能互相影响，以便实现诸如费率制定、帐单结算时间以及处理特殊事件的功能。同时，时钟设置、电源掉电也都有所定义。
表计的功能性通过建立必需数量的适当对象方可建模，通过OBIS(Object Identification System)标准中定义的逻辑名属性得以识别和引用。功能性可以通过一个物理设备自由组建到几个逻辑设备上，或跨过几个物理设备进行扩展。COSEM没有标准化也没有限制表计的功能性。模式支持宽范围的功能，并可不断增加新功能。举例来说，2004年，在对象范围内建模的先进电能质量和损耗补偿特性也得以定义。
DLMS协议传输那些由对象属性和方法表达的数据。获取这些数据是COSEM应用层的任务，它在协议栈的顶层。数据交换基于用户服务模式，即：数据采集系统提出服务要求，表计提供相应服务。此外，表计可以启动事件报告。
DLMS服务对所有的接口类别通用，在不影响协议的情况下允许定义新的接口。一个特殊的群对象控制认证并提供表计功能性一览、对象、对象属性以及开放给用户的方法。一些群可以定义，根据访问权限进行访问。所有数据采用ASN.1清楚的组织起来，采用A-XDR进行有效编码。通过建立数据文件夹并通过一叫一答方式转移数据来减少上一层的协议。
协议底层可以依据不同通讯介质进行选择。对于PSTN和GSM网络，有一个3层的OSI协议栈。基于数据链路层的HDLC确保了数据传输的完整性，并能分段传输长信息，如：数据读出和负荷曲线。物理层支持光电口、串行口，PSTN或GSM Modem.
2004年，增加了新的通讯方式，即允许通过Internet进行数据交换，对DLMS/COSEM开放了一定范围内的Internet应用功能，如文件传输和邮件服务。TCP/UDP支持COSEM应用层。IP层下的任何数据链路层和物理层都可用。
互操作性被定义为具有兼容能力的任何表计和任何数据采集系统进行数据交换的能力。DLMS/COSEM配有一致性验证方案。虽然还不能保证互操作性，但已经成为验证其是否正确执行的一个重要工具。迄今为止，已有13种表计类型得以验证。
对于现有的大量表计和系统，位置移动是个很大的问题。针对这一点，大多数表计在提供DLMS/COSEM的同时还继续提供IEC 62056-21的C模式。虽然相比较完整的DLMS/COSEM，其功能性可能会减弱，但协议转换器依然可用。
通过使用DLMS/COSEM这个开放的全球化标准，买卖双方都受益匪浅。买方享受到了低成本的系统集成和维护费用，可以不断完善表计功能性，加强获取数据的控制能力和安全性。卖方能够更好在应用层面和性价比上进行竞争，而不是纠于技术细节。DLMS用户协会给大家提供了一个分享经验、丰富自我的有效平台。