101、104规约解析

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转载：电网101、104规约解析（Java）_张二狗和苗翠花的博客-CSDN博客_iec101 java

1. 前言
最近在研究广东电网的101与104规约，也就是DL/T634.5101-2002和DL/T634.5104-2009。因为要做一个规约解析的软件（基于Android平台的），刚开始接触的也是一头雾水，因为没有接触过这方面的知识，所以就在网上搜索各种技术帖，大神经验什么的。

后来在网上找到了一个软件–IEC8705(报文翻译工具).exe，这个可以解析一些101（平衡式）的实例，效果图贴一下。

但有些还是解析不了，并且在网上也找不到他的源码，所以就很苦恼。也找到一些C++的源码，但是由于技术有限，我看不懂。下面就和大家来看看我写的这个简单的Java语言的规约解析。先贴一下效果图（我就在控制台简单演示一下，没有做可视化界面）。

GitHub地址：https://github.com/mujave/iec 欢迎star哦

2. Java版效果图
3. 规约详细解释
先看一下我总结的关于规约解析的几个图
101的规约总结

104规约总结

具体的104协议解释也可以参考 https://blog.csdn.net/wojiuguowei/article/details/79413142

4. 名词解释
这里所说的名词解释，并不是对一些名词的定义的解释，因为这不是我的专业领域，下面我主要针对报文所代表的名词在代码里怎样解释（解析）说一下。

控制域（平衡式）

在报文解析中，我就是按照图里面的取值方法对对应的字节进行取值，然后进行逻辑判断，将结果加到解析结果里面，由于后四位所代表的平衡链路功能码在这里是固定的，所以可以采取枚举或者反射（常量）的方式进行解析
地址域 （以104的信息体地址为例）
在规约中地址才用的低前高后（低位在前高位在后）的规则
例如：68 10 08 00 02 00 09 01 03 00 01 00 01 40 00 2B 02 00（黄色部分为信息体地址）

所以 这个信息体的地址为01 40 00 >> 0x004001=16385

3、时标CP56Time2a

	/**
     * 时标CP56Time2a解析
     *
     * @param b 时标CP56Time2a（长度为7 的int数组）
     * @return 解析结果
     */
    public static String TimeScale(int b[]) {

        StringBuilder result = new StringBuilder();

        int year = b[6] & 0x7F;
        int month = b[5] & 0x0F;
        int day = b[4] & 0x1F;
        int week = (b[4] & 0xE0) / 32;
        int hour = b[3] & 0x1F;
        int minute = b[2] & 0x3F;
        int second = (b[1] << 8) + b[0];

        result.append("时标CP56Time2a:20");
        result.append(year).append("-");
        result.append(String.format("%02d", month)).append("-");
        result.append(String.format("%02d", day)).append(",");
        result.append(hour).append(":").append(minute).append(":");
        result.append(second / 1000 + "." + second % 1000).append("\n");

        return result.toString();
    }

4、遥测量的解析
在101的遥测中定义到有三种类型的值，分别是归一化值，标度值，短浮点数，具体的定义大家可以参考“电力101/104规约中遥测量类型转换”，下面我说一下在Java中怎么解析这三种类型的值。直接上代码了。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Telemetry telemetry = new Telemetry();
        System.out.println(telemetry.Bytes2Float_NVA(0xa4, 0x6a));// 报文数据的为A4 6A(低位在前，高位在后) ，为0x6AA4
        System.out.println(telemetry.Bytes2Float_SVA(0xa4, 0x6a));// 报文数据的为A4 6A(低位在前，高位在后) ，为0x6AA4

        System.out.println(telemetry.Bytes2Float_IEEE754("3e0779a6"));
        //报文数据 A6 79 07 3E = 0x3e0779a6 = 0.1323(IEEE754 短浮点数)http://lostphp.com/hexconvert/
    }
}

/**
 * 遥测量解析
 *
 * @author zhangyu
 */

public class Telemetry {

    /**
     * 归一化值
     */
    public static float Bytes2Float_NVA(int low, int high) {
        float fVal;
        int nva = (high << 8) + low;
        // 符号位1位，0为正数，1为负数，后面的为补码表示，
        // 正数的补码和原码相同不需要转换。对于负数,先取反码再加1得到补码的补码，就是原码了。
        int symbol = (high & 0x80);//符号位：0表示正数，1表示负数
        if (symbol == 0x80)
            fVal = -1 * (((nva ^ 0xffff) + 1) & 0x7fff);//  (nva ^ 0xffff) + 1 :补码的补码  ，取出后面的15位数据乘上-1得到值
        else fVal = nva;
        return fVal / 32767;//这里的32767值的是一个量纲，一般这个参数是主站和从站商定的
    }

    /**
     * 标度化值
     */
    public static float Bytes2Float_SVA(int low, int high) {
        float fVal;
        int nva = (high << 8) + low;
        int symbol = (high & 0x80);//0表示正数，1表示负数
        if (symbol == 0x80)
            fVal = -1 * (((nva ^ 0xffff) + 1) & 0x7fff);
        else fVal = nva;
        return fVal;
    }

    /**
     * 短浮点数
     *
     * @param data 从低位到高位按顺序
     * @return
     */
    public static float Bytes2Float_IEEE754(String data) {

        return Float.intBitsToFloat(Integer.valueOf(data, 16));
    }
}

 对于短浮点数的计算，在Java的文档里有这样的说明。

 还有一些ASDU里的信息体的解析过程代码，有点多，就不一一贴出来了
代码已经发布到GitHub，需要的伙伴可以直接下载

5.104规约解析遇到的一些难题

1. 报文类型的区分
   101报文区分定长和变长两种，而104规约都是变长的报文。但是对于104来说，其控制域决定了104报文分别属于三种类型（I帧S帧U帧）。所以在解析104到控制域的时候，是在解析104的第一个难题。我先说一下我自己的区分逻辑。

 我是用控制域的第一字节去和3做位运算（因为和3做位运算就可以得到第一字节的D1/D0两位），从上面的图中我们可以看到，结果如果是1的话就是S格式，如果是3的话就是U格式，其他 的结果就是I格式的报文。
第二种方式是我在和一个网友交谈中得到的，他是运用奇数或者偶数来区分的，这里我列一个表格 ，这样的话如果第一个字节是偶数就是I帧，否则判断第三字节是0就是U帧。这样也可以区分报文的类型
但是我认为还是做位运算效率会更高，计算奇偶性还需要用到%这样的运算。

位运算的运用
在解析规约的时候，我一般都是运用的位运算(&)，这样既可以提高程序的效率，也有助于理解。首先在规约的定义中有很多的一个字节中的不同位代表一个含义，这种时候就运用到了位运算，这样就可以直接将对应位的值提取出来，例如那可变结构限定词这个字节来举个例子。最高位的D7代表的是信息元素地址的连续性，其中0不连续1连续，所以我们只需要拿这个字节和128(0x80)做位运算就可以得到D7这一位，如果结果是10000000就说明是1连续。这个地方更直观一点的判断方法就是((B&0x80)>>7)==1?连续 : 不连续。

时标的解析

首先时标这里一共有7个字节，下面对这几个字节的含义以及解析方法做一下解释：

年(byte 7):这里只有后面的7位有效，但是第8位填充的是0，所以这一个字节直接转换形成int就可以了。
月(byte 6):同上
小时(byte 4):同上
分钟(byte 3):同上
日(byte 5[bit 1~5]):第五字节的后5位表示的是日，byte5 & 0x1F 就可以得到(0x1F = 0001 1111),例如第五字节是87(87 = 0x57 = 0101 0111)，其中010指的是星期，10111指的是day。这里使用87 & 0x1F就可以得到23。使用87 & 0xE0就可以得到64，然后再用这个结果除以32就可以得到结果，如果说除以32不太理解的话，也可以用结果右移运算64>>5也可以得到结果 。
毫秒(byte 1 and byte 2):这个地方首先是低前高后的问题(这个为题不太明白的可以先翻一下下面的第四个问题)，( byte 2 << 8 ) + byte 1 ，这个地方我用一个表格说明一下(例如第一字节是6E，第二字节是2A)。

低前高后的问题

这里讲一下低前高后的问题，拿这个104规约的信息对象地址举例。例如34 12 00这是原报文的字节，再具体解析的时候我们要把它转成0x001234=4660，其实这里和上面的毫秒的解析方式一样。、

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