پروتکل DLMS-COSEM

DLMS یک لایه کاربردی است که برای پشتیبانی از ارسال و دریافت پیام از دستگاه های توزیع (انرژی) طراحی شده است. برنامه هایی مانند خواندن کنتور از راه دور، کنترل از راه دور و سرویس ها برای اندازه گیری هر نوع انرژی مانند برق، آب، گاز یا گرما پشتیبانی می شوند. از DLMS برای توصیف کلاس های اینترفیس برای اشیا مختلف موجود (ولتاژ، جریان) به همراه ویژگی های آن ها استفاده می شود.
COSEM مدل شی گرا معنایی زبان را توصیف می کند. کلاس های اینترفیس COSEM و شی های آن ها را می توان به راحتی برای مدل سازی موارد اندازه گیری استفاده نمود و به اندازه کافی برای مدل سازی هر برنامه ای، کامل می باشد. در مدل COSEM، کنتور به عنوان یک سرور است که توسط برنامه های سمت کلاینت (client) جهت بازیابی اطلاعات، فراهم نمودن اطلاعات کنترلی، و انجام عملیات تعریف شده فراخوانی می شود.

OBIS مخفف Object Identification system می باشد. OBIS سیستم نامگذاری شی های COSEM است. کدهای OBIS برای برق، گاز، آب، تخصیص دهنده های هزینه گرما (HCA) و اندازه گیری انرژی حرارتی و همچنین برای داده های انتزاعی که مربوط به نوع اندازه گیری انرژی نیستند تخصیص داده شده اند. ساختار سلسله مراتبی OBIS اجازه می دهد تا مشخصات داده ها را مانند انرژی الکتریکی، توان فعال، ادغام، تعرفه و دوره صورتحساب طبقه بندی کنیم. کد OBIS از 6 قسمت تشکیل شده است که هریک عدد 0 تا 255 را می تواند به خود اختصاص دهد. هر قسمت دارای 256 حالت می شود بنابراین تعداد کدهای قابل تولید در آن 256 به توان 6 یعنی بیش از 281 هزار میلیارد خواهد شد. از این تعداد، 4398 میلیارد آن (تقریبا 1.5%) برای اهداف استاندارد رزرو شده است. مابقی را می توان برای اهداف خاص استفاده نمود.

مشخصات DLMS توسط انجمن کاربران DMLS (DLMS UA) توسعه و نگهداری می شود. برای اندازه گیری برق، IEC TC13 WG14 مجموعه استانداردهای IEC 62056 را برای تبادل داده های اندازه گیری برق ایجاد کرده است. IEC 62056 مجموعه استانداردهای اندازه گیری مصرف برق، تبادل داده برای خواندن کنتور، تعرفه و کنترل بار است که توسط کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) تعیین شده است. این مجموعه شامل استانداردهای زیر است:

• IEC 62056-21 : تبادل اطلاعات مستقیم محلی
• IEC 62056-42 : سرویس لایه فیزیکی و پروسیجرها برای تبادل داده غیرهمزمان اتصال گرا
• IEC 62056-46 : لایه پیوند داده با استفاده از پروتکل HDLC
• IEC 62056-47 : لایه های انتقال COSEM برای شبکه های IPv4
• IEC 62056-53 : لایه کاربرد COSEM
• IEC 62056-61 : سیستم شناسایی شی (OBIS)
• IEC 62056-62 : کلاس های اینترفیس

استانداردهای IEC 62056 بر روی اندازه گیری برق متمرکز است در حالی که DLMS/COSEM عمومی تر است و در هر اندازه گیری انرژی اعمال می شود. استانداردهای ارتباطی متفاوت است، به عنوان مثال IEC 62056-21 ارتباط مبتنی بر ASCII است در حالی که DLMS یک پروتکل باینری است.

لایه ها در پروتکل DLMS/COSEM

DLMS/COSEM از الگوی سرور (Server) و کلاینت (Client) استفاده می کند که در آن دستگاه های انتهایی (کنتورها) سرور و Head End Systems یا متمرکز کننده ها کلاینت هستند. لایه برنامه DLMS/COSEM:

• سرویس ACSE برای اتصال کلاینت ها و سرورها
• سرویس xDLMS برای دسترسی به داده های نگهداری شده توسط شی های COSEM. سرویس xDLMS برای هر شی یکسان است. این اجازه می دهد تا شی های جدید بدون تأثیر بر لایه برنامه به مدل اضافه شوند.

همچنین لایه برنامه پیام ها را (APDU مخفف Application Protocol Data Units) ایجاد، بررسی و در صورت نیاز رمزنگاری را حذف نموده و انتقال پیام های طولانی را در بلوک مدیریت می کند. پیام ها را می توان تقریباً از طریق هر رسانه ارتباطی منتقل کرد. مکانیزم های داخلی گوناگونی برای بهینه سازی ترافیک در دسترس است.

انتقال در پروتکل DLMS/COSEM (Transport)

پروفایل های ارتباطی برای موارد زیر در دسترس می باشند:

• پورت های محلی، PSTN/GSM : با لینک دیتا HDLC لایه RS232/RS485
• GPRS
• IPc4, IPv6, TCP, UDP
• S-FSK PLC
• G3-PLC با UDP/IPv6
• Prime PLC بدون IP، با IPv4, IPv6, TCP, UDP
• M-Bus با سیم و بی سیم
• شبکه های مش با IPv6 و 6LowPAN
• بزودی: Wi-SUN و NB IoT

کاربرد پروتکل DLMS/COSEM

از کاربردهای پروتکل DLMS می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• کنتور برق
• کنتور آب
• کنتور گاز
• کنتور حرارتی
• لوازم اندازه گیری
• مانتورینگ و کنترل

امنیت پروتکل DLMS/COSEM

امکان فرایند امنیتی جهت شناسایی هویت واقعی طرفین ارتباط قبل از ارسال درخواست و دریافت پاسخ وجود دارد. امنیت پروتکل DLMS/COSEM از سه سطح برخوردار می باشد:

• Lowest level security : هیچ شناسایی از سمت سرور و کلاینت (client) انجام نمی شود.
• Low Level Security (LLS) : مکانیسم احراز هویت برای تأیید هویت واقعی کلاینت با تأیید رمز عبور انجام می شود و هنگامی استفاده می شود که کانال ارتباطی امنیت کافی را برای جلوگیری از شنود (eavesdroppers) و پاسخ پیام (رمز عبور) (message replay) فراهم کند.
• High Level Security (HLS) : مکانیزم احراز هویت برای تعیین هویت واقعی کلاینت و سرور استفاده می شود. احراز هویت امنیت سطح بالا معمولا هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که کانال ارتباطی هیچ امنیت ذاتی را ارائه نمی دهد و اقدامات احتیاطی باید در برابر شنود (eavesdroppers) و پاسخ پیام (رمز عبور) (message replay) انجام شود.

کتاب های مرجع پروتکل DLMS/COSEM

درصورتیکه قصد پیاده سازی پروتکل DLMS/COSEM را دارید می توانید از آخرین نسخه کتاب های زیر بهره ببرید:

• Green Book : محتوای این کتاب معماری و پروتکل ها می باشد (حاوی کدهای مورد نیاز)
• Blue Book : محتوای این کتاب کلاس های اینترفیس و سیستم شناسایی OBIS می باشد (حاوی کدها و جدول های مورد نیاز)
• Yellow Book : محتوای این کتاب فرآیند تست انطباق می باشد
• White Book : محتوای این کتاب واژه نامه اصطلاحات می باشد

مرجع

• https://www.dlms.com

لینک سایر صفحات این مطلب

• انواع پروتکل ها
• پروتکل DLMS/COSEM
• پروتکل DNP3
• پروتکل Modbus
  
• پروتکل Mbus
  
• پروتکل Hart
  
• پروتکل IEC 60870-5-101
  
• پروتکل IEC 60870-5-104
  
• پروتکل IEC 62056-21
  

انتشار و کپی از این مطلب تنها با ذکر منبع مجاز می باشد