基于FSM 的IEC60870-5-104 的设计与实现.docVIP

基于FSM的IEC60870-5-104的设计与实现 刘明坤1 傅钦翠2 （华东交通大学 交通信息及控制研究所 江西 南昌 330013） 摘要：随着IEC60870-5-104规约标准的制定，为了便于该规约的在实际中的应用，编写较好的应用软件，引入了有限状态机FSM (Finite State Machine)进行设计，并且基于面向对象技术提出了一种高度结构化的有限状态机的实现框架。对该框架的引入，实现了灵活的复用机制，提高了系统的健壮性和可维护性。对此类通信软件的开发，提供了便捷通用的开发模式，且在实际运行中效果良好。 关键词: IEC60870-5-104 有限状态机（FSM） 面向对象 远动规约 Design and implement of IEC60870-5-104 based on FSM Liu Mingkun,Fu Qincui (East China Jiaotong University, Nanchang 330013, China) Abstract: As the international standard protocol —IEC 60870-5-104 has been established, for the convenience of its practice and writing to high-quality application software, FSM(Finite State Machine) introduced in the design and an object-oriented and modularized FSM Implementation Framework is presented.Based on FSM theory, it realizes the flexible reuse and improves the system robustness and maintainability .for communication software emplodering,it provides a convenient and universal design pattern and runs well. Key words: IEC60870-5-104; finite state machine; object-oriented; communication protocol 随着电力系统网络化的发展，很多调度主站和变电站RTU的通信已逐步采用以太网进行传输，为此，IEC TC-57技术委员会第3工作组(WG03)于1998年8月制定了IEC 60870-5-104标准[1]，我国也制定了相应的配套标准DL/T 634. 5104-2002。简称104规约。网络化传输是今后远动通信的必然趋势，但在实际编程实现104规约的过程中，面对传输规则的复杂性，事件转化的多样性，在程序设计方面却没有统一规范的开发模式，一个系统往往要经过反复修改，浪费大量时间。本文通过引入有限状态机FSM (Finite State Machine)理论进行设计，提出了一种有限状态机的实现框架，运用此框架成功实现了基与104规约远动通信软件的开发，为以后此类软件的开发提供了便捷通用的开发模式。 1有限状态机理论简介 有限状态机用于对系统的动态行为建模，一般用状态图(state-chart)来可视化表示，是对反应式系统建模的强大工具。近20年来，FSM和状态图的形式化机制得到了很多扩展研究，有效地支持了各种复杂行为的建模，并应用于UM L等面向对象建模方法中去。 FSM经扩展提供了很多高级特征，如组合状态、状态的进入动作和退出动作、转换动作、转换监护条件等。文中定义的有限状态机由状态、事件、转换和活动组成。每个状态有1个状态进入动作(entry-action)和1个状态退出动作(exit-action)，每个转换有1个源状态和目标状态并且与1个事件相关联。当在源状态时，该事件发生且触发转换的监护条件为真，则顺序执行下列动作:源状态的退出动作;转换动作;目标状态的进入动作。 FSM可以形式化表示为1个五元组: M=(Q，∑，T，δ，qo) 式中：Q为有限状态集; ∑为有穷的事件输入集;T为非空的转换集合; δ为映射函数；qo为初始状态，qo?Q 。 T中的每个元素又可以表示为1个五元组，T=(Source-State, Target-State, Input-Event， Constrain，Action)，