ГОСТ Р МЭК 61107-2001 - Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управлении нагрузкой. Прямой локальный обмен данными

ГОСТ Р МЭК 61107-2001

Группа П32

ОКС 17.220.20
ОКП 42 2800

Дата введения 2003-01-01

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 232 "Аппаратура для измерения электрической энергии и контроля нагрузки"

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта Российской Федерации от 24 декабря 2001 г. N 558-ст

3 Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта МЭК 61107-96 "Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управлении нагрузкой. Прямой локальный обмен данными"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2007 г.

Введение

Следует обратить внимание, что некоторые положения международного стандарта МЭК 61107-96 "Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управлении нагрузкой. Прямой локальный обмен данными" могут быть предметом для патентования. Это касается прежде всего протокола ФЛАЖКА, который рассматривается в разделе 5. Держатель патентного права этого протокола предлагает лицензии на приемлемых условиях. Информация может быть получена от FLAG ASSOCIATION LIMITED, Stonefield Works, Oulton Road, Stone, Staffordshire, ST 15 ORS, United Kingdom

Настоящий стандарт включает разделы ИСО/МЭК 7498, расширенные дополнительными условиями, касающимися, например, оптического интерфейса, переключателя скорости передачи, управляемого протоколом, и передачи данных без подтверждения приема:

ИСО/МЭК 7498-1-94 Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 1. Базовая модель

ИСО/МЭК 7498-2-89 Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 2. Архитектура защиты

ИСО/МЭК 7498-3-89 Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 3. Идентификация и адресация

ИСО/МЭК 7498-4-89 Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 4. Структура управления

1 Общие положения

1.1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования, предъявляемые к аппаратным средствам и протоколам для локальных систем. Требования стандарта не распространяются на дистанционные системы.

Стандарт распространяется на прямые локальные системы, в которых портативное считывающее устройство (ПСУ) соединяется с одним или группой тарифных устройств. Соединение может быть постоянным или разъемным. Возможны как электрические, так и оптические соединители. Электрический контакт рекомендуется использовать при постоянном соединении. Оптический соединитель должен быть легко отключаемым, чтобы обеспечить сбор данных с помощью ПСУ.

В качестве основы протокола принята базовая эталонная модель взаимосвязи открытых систем (ВОС) в соответствии с ГОСТ 28906. Протокол дает возможность считывать информацию и программировать тарифные устройства. Хотя протокол имеет определенную направленность, его применение остается за потребителем.

1.2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 27463-87 Системы обработки информации. 7-битные кодированные наборы символов

ГОСТ 28906-91 (ИСО 7498-84, Доп.1-84 ИСО 7498-84) Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель

ГОСТ P ИСО/МЭК 7480-98 Информационная технология. Передача данных и обмен информацией между системами. Качество сигналов на стыках ООД/АКД при стартстопной передаче данных

ИСО 646-91 Информационная технология. ИСО 7-битный набор кодированных символов для информационного обмена

ИСО 1155-78 Обработка информации. Использование продольного контроля по четности для обнаружения ошибок в информационных сообщениях

ИСО 1177-85 Обработка информации. Структура символов для стартстопной и синхронной знакоориентированной передачи

ИСО 1745-75 Обработка информации. Процедуры управления в основном режиме для систем передачи данных

ITU-T V.24-93 Перечень обозначений цепей обмена между оконечным оборудованием данных (ООД) и аппаратурой передачи данных (АПД). Издание 1

ITU-T V.28-93 Электрические характеристики несимметричных двуполярных цепей обмена. Издание 1

2 Определения

В настоящем стандарте используют следующие определения.

2.1 портативное считывающее устройство (ПСУ): Переносное оборудование для передачи данных к тарифным устройствам или электрическим счетчикам или от них, выполняющее функции программирования и считывания.

2.2 локальный обмен данными: Обмен данными между одним или группой тарифных устройств и ПСУ.

2.3 дистанционный обмен данными: Обмен данными между центром сбора данных и одним или группой тарифных устройств через сеть передачи данных.

2.4 тарифное устройство: Стационарный блок сбора данных, обычно связанный или объединенный с электрическим счетчиком.

3 Физические свойства

3.1 Электрический интерфейс

(см. таблицу 1)

а) Тип сигнала

- токовая петля 20 мА;

- абсолютные предельные значения:

напряжение разомкнутой цепи не более 30 В, постоянный ток;

ток в петле не более 30 мА.

Таблица 1 - Электрический интерфейс

Характеристика цепи	Значение тока
	выходного (ТХ)	входного (RX)
1 Ток, мА:
0 (отсутствие тока в цепи), ПРОБЕЛ	До 2,5 включ.	До 3 включ.
1 (ток в цепи 20 мА), ЗНАК	От 11,0 и более	От 9,0 и более
2 Падение напряжения, В (1, ток в цепи 20 мА, ЗНАК)	До 2 включ.	До 3 включ.
3 Максимальное напряжение разомкнутой цепи в течение операции (постоянный ток), В	-	30,0

б) Питание

Со стороны тарифного устройства интерфейс пассивен. ПСУ обеспечивает необходимое питание.

в) Связи

Через клеммы или соответствующие соединители. Ошибки полярности могут прервать связь, но не должны повредить устройствам.

г) Схема двухпроводной линии (один исполнитель) представлена на рисунке 1а.

Рисунок 1a - Схема двухпроводной линии с одним исполнителем

ГОСТ Р МЭК 61107-2001 Обмен данными при считывании показаний счетчиков, тарификации и управлении нагрузкой. Прямой локальный обмен данными

Рисунок 1a - Схема двухпроводной линии с одним исполнителем

д) Схема двухпроводной линии (несколько исполнителей) представлена на рисунке 1б.

Рисунок 1б - Схема двухпроводной линии с несколькими исполнителями

е) Схема четырехпроводной линии (один исполнитель) представлена на рисунке 1в.

Рисунок 1в - Схема четырехпроводной линии с одним исполнителем

ж) Схема четырехпроводной линии (несколько исполнителей) представлена на рисунке 1г.

Рисунок 1г - Схема четырехпроводной линии с несколькими исполнителями

Если номинальное напряжение на ПСУ принято равным 26 В, то восемь исполнителей (тарифных устройств) могут быть подключены последовательно.

3.2 Оптический интерфейс

3.2.1 Конструкция считывающей головки представлена на рисунках 2а и 2б.

Рисунок 2а - Расположение компонентов на считывающей головке

Рисунок 2б - Размеры считывающей головки

3.2.2 Характеристики магнита представлены на рисунках 3а и 3б.

Рисунок 3а - Размещение магнита при определении силы сцепления

Сила сцепления 5 H при контакте с пластиной; 1,5 H на расстоянии 2 мм от пластины

Рисунок 3а - Размещение магнита при определении силы сцепления

Рисунок 3б - Размеры магнита

Намагничивание - осевое, северный полюс направлен к тарифному устройству

Рисунок 3б - Размеры магнита

Сила сцепления

Сила сцепления определяется как перпендикулярное растягивающее усилие, измеренное при размещении магнита на полированной, толщиной 2 мм, стальной пластине глубокого проката Ст 12, без учета веса считывающей головки.

3.2.3 Расположение компонентов в тарифном устройстве представлено на рисунке 4.

Рисунок 4 - Вид на оптический порт

3.2.4 Центровка

Механическая центровка не предусматривается, оптимальная передача данных достигается (при испытаниях), когда считывающая головка находится в нормальном положении (кабель вниз), инфракрасный приемник в тарифном устройстве сцентрован напротив инфракрасного передатчика в считывающей головке, а инфракрасный приемник в считывающей головке - напротив инфракрасного передатчика в тарифном устройстве.

Небольшие изменения в этом расположении не должны существенно влиять на работу, но при больших изменениях может происходить ухудшение характеристик.

3.2.5 Оптические характеристики

Длина волны

Длина волны излучаемых сигналов в обоих направлениях находится в диапазоне 800-1000 нм (инфракрасное излучение).

Пеpедатчик (см. рисунок 5)

Рисунок 5 - Расположение передатчика при испытании

Передатчик в тарифном устройстве, как и в считывающей головке, генерирует сигнал силой излучения на установленную эталонную поверхность (оптически активная область) на расстоянии =(10±1) мм от поверхности тарифного устройства или считывающей головки.

Предельные значения

ON - состояние "Включено" при 500 мкВт/см5000 мкВт/см;

OFF - состояние "Отключено" при 10 мкВт/см.

Приемник (см. рисунок 6)

Рисунок 6 - Расположение приемника при испытаниях

Передатчик, который расположен на расстоянии =(10±1) мм на оптической оси приемника в тарифном устройстве или считывающей головке, генерирует сигнал силой излучения на определенную эталонную поверхность (оптически активную область).

Предельные значения

ON - состояние "Включено", приемник определенно находится в состоянии ВКЛ. при 200 мкВт/см;

OFF - состояние "Отключено", приемник определенно находится в состоянии ОТКЛ. при 20 мкВТ/см.

Условия внешнего освещения

Оптический канал (передача данных) не должен подвергаться внешнему освещению интенсивностью свыше 16000 лк (легкая композиция, сопоставимая с дневным светом, включая флюоресцентное освещение).

Температура окружающей среды

Нормальная температура (23±2) °С.

3.2.6 Электpические характеристики считывающей головки (см. рисунок 7)

Рисунок 7 - Электрические характеристики считывающей головки

TXD - данные, снимаемые со считывающей головки; RXD - данные, получаемые считывающей головкой; GND - общая точка (напряжение сигналов - напряжение питания); - источник питания

Рисунок 7 - Электрические характеристики считывающей головки

Считывающая головка позволяет передавать данные к средствам связи (и от них), которые имеют в наличии TTL интерфейс или стандартный интерфейс, соответствующий спецификации ITU-T V.24/V.28.

Рабочие и предельные значения

Уровни сигналов

OFF - состояние "Отключено"

ON - состояние "Включено"

Двоичная 1

Двоичный 0

ЗНАК (статическое состояние)

ПРОБЕЛ

Световой индикатор - состояние "Отключено"

Световой индикатор - состояние "Включено"

менее минус 3 В (V.28)

св. плюс 3 В (V.28)

до 0,8 В включ. (как TTL-вход)

от 2 В и более (как TTL-вход)

от минус 0,5 В до плюс 0,4 В (как TTL-выход)

от 2,4 В до (как TTL-выход)

Примечание - TTL-уровни инвертированы относительно обычного использования.

Скорость передачи сигналов

Максимальная скорость передачи должна быть не менее 2400 Бод.

Напряжение питания

Напряжение питания считывающей головки должно обеспечиваться ПСУ или другим устройством, к которому оно принадлежит. Предпочтительное значение плюс 5 В постоянного тока.

4 Передача символов

4.1 Тип передачи

Асинхронная последовательная (стартстопная) передача битов - по ИСО 1177, полудуплексная.

4.2 Скорость передачи

Начальная скорость - 300 Бод.

Стандартные значения скорости - 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 Бод.

Специальная скорость - по желанию.

Примечание - Максимальная скорость может быть ограничена считывающей головкой или оптическим портом в тарифном устройстве.

4.3 Качество сигнала

Для передатчика качество сигнала соответствует категории 1 и характеризуется следующими значениями согласно ГОСТ P ИСО/МЭК 7480:

- искажение синхронизации стартстопного сигнала относительно единичного интервала* 5%;
________________
* Единичный интервал в системе, использующей код равной длины, или в системе, использующей изохронную модуляцию, - это такой временной интервал, при котором теоретические длительности значимых интервалов телеграфной модуляции являются целыми кратными этого интервала.

- полное искажение стартстопного сигнала относительно единичного интервала 7%;

- минимальная длительность элемента сигнала* относительно единичного интервала =90%;
_______________
* Элемент сигнала - каждая из частей сигнала, которая образует телеграфный сигнал или сигнал данных и отличается от других частей происхождением, величиной, длительностью и относительным положением (или только одним, или несколькими этими особенностями).

- требования к межзнаковому интервалу*:
_______________
* Межзнаковый интервал - продолжительность знака, выражаемая как общее число единичных интервалов (включая информацию и проверку паритета), включая старт- и стоп-сигналы.

среднее номинальное значение относительно единичного интервала 8% при среднем превышении =2;

минимальный знаковый интервал относительно единичного интервала 16%;

точность частоты модуляции =0,2%.

Для приемника качество сигнала соответствует категории А и характеризуется следующими значениями согласно ГОСТ P ИСО/МЭК 7480:

- пределы синхронизации в рабочих режимах 40%;

- минимальная длительность элемента сигнала относительно единичного интервала =30%;

- требования к межзнаковому интервалу:

среднее номинальное значение относительно единичного интервала =20% при среднем превышении =2;

минимальный знаковый интервал относительно единичного интервала =40%;

минимальное искажение стартового сигнала относительно единичного интервала =60%.

4.4 Формат символов

Формат символов согласно ИСО 1177: 1 стартовый бит, 7 информационных битов, 1 бит четности, 1 стоп-бит.

4.5 Код символов

Код символов - согласно ИСО 646, международная стандартная версия. Для использования в Российской Федерации может применяться код по ГОСТ 27463.

4.6 Защита символов

Используется бит четности в соответствии с ИСО 1177.

5 Протокол передачи данных

5.1 Общие положения

Протокол передачи данных состоит из четырех альтернативных режимов работы (А, В, С, D). Все режимы обеспечивают автоматическое считывание данных. Кроме того, режимы А, В и С позволяют программировать тарифные устройства. Обмен данными является подмножеством базового режима процедур управления в соответствии с ИСО 1745.

Связь в режимах А, В и С является двунаправленной и инициируется посредством посылки запроса тарифному устройству. Связь в режиме D является однонаправленной, сигналы передаются только от тарифного устройства. В режиме D передача инициируется путем нажатия кнопки или другого сенсора на тарифном устройстве.

Режим, используемый тарифным устройством, характеризуется идентификационным символом скорости передачи информации в идентификационной посылке от тарифного устройства.

5.2 Вычисление контрольного символа блока

Рисунок 8 - Установка контрольного символа блока

_________________
* Рисунок (с заштрихованной зоной) приведен из официального издания, М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - Примечание изготовителя базы данных.

Контрольный символ блока вычисляется в пределах заштрихованной зоны*

_______________
* См. предыдущий рисунок. - Примечание изготовителя базы данных

Рисунок 8 - Установка контрольного символа блока (пример в соответствии с ИСО 1155)

Считывание данных может выполняться без контрольного символа блока (ВСС). Однако если контрольный символ блока используется, то он должен соответствовать ИСО 1155, как показано ниже.

Примечание - Область действия ВСС соответствует ИСО 1745 и распространяется от символа, непосредственно следующего за первым SON- или STX-символом, до символа ЕТХ включительно, который завершает сообщение. Вычисленный ВСС следует сразу за символом ЕТХ.

5.3 Форматы сообщений

/	?	Адрес устройства	!	СR	LF	- запрос
1)	9)	22)	2)	3)	3)

/	X	X	X	Z	Идентификатор	CR	LF	- идентификационное сообщение
1)	12)	12)	12)	13)	14)	3)	3)

ACK	V	Z	Y	CR	LF	- сообщение подтверждения/выбора опций
4)	10)	13)	11)	3)	3)

STX	Данные	!	CR	LF	ETX	ВСС	- информационное сообщение (кроме режима
5)	15)	2)	3)	3)	6)	8)	программирования)

АСК	- сообщение подтверждения
4)

NAK	- повторный запрос
16)

SOH	С	D	STX	Набор данных	EТХ	ВСС	- команда программирования
17)	18)	19)	5)	20)	6)	8)

SOH	С	D	STX	Набор данных	EOT	ВСС	- команда программирования,
17)	18)	19)	5)	20)	7)	8)	использующая произвольные неполные блоки

STX	Набор данных	ETX	ВСС	- информационное сообщение (режим программирования)
5)	20)	6)	8)

STX

Совокупность данных

EOT

ВСС

- информационное сообщение
(режим программирования),