基于CoAP的配电物联网通信协议.docxVIP

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FORMTEXT中国电力企业联合会标准

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FORMTEXT基于CoAP的配电物联网通信协议

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（征求意见稿）

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FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX发布

FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX实施

FORMTEXT中国电力企业联合会???发布

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范围

本文件规定了边设备与端设备之间采用的数据传输协议，包括通信体系架构、应用数据结构以及应用传输过程等。同时对数据传输的帧格式、数据编码及传输规则作出了相应规定。

本文件适用于点对点、多点共线及一点对多点的通信方式，适用于边设备与端设备之间的通信。

规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T16262.1-2006信息技术抽象语法记法（ASN.1）第1部分基本记法规范

GB/T17966-2000微处理器系统的二进制浮点运算

DL/T645-2007多功能电能表通信协议

DL/T860变电站通信网络和系统

DL/T634.5101远动设备及系统第5-101部分

DL/T634.5104远动设备及系统第5-104部分

Q/GDW1376电力用户用电信息采集系统通信协议

Q/GDW1939电力无线传感网络信息安全技术规范

RFC7252受限应用协议（CoAP）

RFC7641受限应用协议（CoAP）中的观察者模式

术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

CoAP客户端CoAPclient

发起CoAP服务的通信端。

CoAP服务器端CoAPserver

响应CoAP客户端服务的通信。

一般技术原则

体系架构

本文件定义了配电物联网通信协议中对CoAP协议的使用。

图4.1配电物联网通信架构示意图

端设备经CoAP协议到边设备后再经MQTT与云主站通信，也可以直接经CoAP与云主站通信。

图4.2 CoAP通信交互示意图

规约结构

本文件明确了配电物联网通讯协议中CoAP协议在ISO七层体系中所属位置以及协议栈数据结构。

本文件采用的UDP传输集与定义在其他相关标准中的相同，没有变更。

图4.3所示为配电物联网系统采用的CoAP协议传输模型。

图4.4所示为配电物联网系统采用的CoAP协议栈结构。

应用功能

用户进程

CoAP协议

应用层（第7层）

UDP协议

传输层（第4层）

IP协议

网络层（第3层）

HPLC、微功率无线RF、NB-IoT等协议

链路层（第2层）

物理层（第1层）

注：第5层，第6层未用。

图4.3 CoAP协议传输模型

图4.4 CoAP协议栈结构

交互机制

按照配电物联网体系架构设计，CoAP协议既可实现端边交互，又可实现端云交互。其中，当端设备与边设备本地组网时，可使用CoAP协议实现端边交互；当端设备（传感器）直接与物联网平台通信时，可使用CoAP协议实现端云交互。目前CoAP协议实现方式一般分为两种：请求/响应模式和观察者模式，分别适用于不同的业务场景。

请求/响应交互模型

根据RFC7252的描述，CoAP协议在应用端点（Endpoint)之间使用请求/响应（Request/Response)的交互模型，支持内建的服务和资源发现，包含诸如URI等Web相关的关键概念。CoAP采用和HTTP协议相似的请求响应工作模式：作为客户端的CoAP端点向作为服务器端的CoAP端点发送一个或多个请求，服务器端响应客户端的CoAP请求。

图4.5 CoAP的请求/响应交互模型

观察者交互模型

RFC7641在CoAP上定义了扩展机制，引入观察者模式。该模式下，作为观察者的CoAP端点（客户端）向作为主题的CoAP端点（服务器端）进行注册，只要资源状态发生变化，服务器端可以主动通知观察者，适用M2M（M