IEEE 1888智慧能源標準及開發(fā)指南

目　錄
第1章　IEEE 1888標準概述　1
1．1　IEEE 1888標準簡介　1
1．1．1　IEEE 1888協(xié)議的概念　1
1．1．2　IEEE 1888協(xié)議的優(yōu)點　2
1．1．3　IEEE 1888協(xié)議的安全對策　3
1．2　IEEE 1888標準的發(fā)展歷程　4
1．2．1　IEEE 1888核心標準　4
1．2．2　IEEE 1888系列子標準　6
1．3　IEEE 1888標準與現(xiàn)有技術(shù)　7
1．3．1　IEEE 1888與能源管理系統(tǒng)　7
1．3．2　IEEE 1888與監(jiān)測控制系統(tǒng)　10
1．4　IEEE 1888標準的應(yīng)用　14
1．4．1　IEEE 1888的應(yīng)用場景　15
1．4．2　電力管理系統(tǒng)的應(yīng)用示例　16
1．4．3　設(shè)施設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用示例　16
1．5　IEEE 1888協(xié)議的開發(fā)　17
第2章　智慧能源時代的IEEE 1888技術(shù)　21
2．1　如何面對世界能源形勢的變化　21
2．1．1　嚴峻的國際性能源資源問題　21
2．1．2　智慧能源的興起　22
2．1．3　能源、電力和通信的合作　22
2．1．4　開放的通信基礎(chǔ)設(shè)施　23
2．2　IEEE 1888標準的作用　23
2．2．1　統(tǒng)一的通信方式　23
2．2．2　共享的數(shù)據(jù)和服務(wù)　24
2．2．3　設(shè)備、軟件、服務(wù)的開發(fā)自由化　25
2．2．4　自由化的系統(tǒng)設(shè)計　25
2．3　IEEE 1888標準化的市場開拓　26
2．4　IEEE 1888的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用　27
2．4．1　成立智慧能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟　27
2．4．2　基于IEEE 1888的智慧能源產(chǎn)業(yè)鏈　28
第3章　IEEE 1888標準的系統(tǒng)架構(gòu)　31
3．1　IEEE 1888的系統(tǒng)架構(gòu)概述　31
3．1．1　網(wǎng)關(guān)(GW)　32
3．1．2　存儲器(Storage)　32
3．1．3　應(yīng)用單元(APP)　33
3．1．4　注冊器(Registry)　34
3．2　基于管控點“POINT”的數(shù)據(jù)管理　34
3．2．1　管控點“POINT”的概念　34
3．2．2　“POINT”與時序數(shù)據(jù)　36
3．2．3　POINT的名稱與數(shù)據(jù)的位置　37
3．2．4　POINT的語意　38
3．2．5　“POINT列表”與語意管理　39
3．2．6　POINT的標識規(guī)則　40
3．3　組件間的通信　41
3．3．1　WRITE協(xié)議　42
3．3．2　FETCH協(xié)議　43
3．3．3　TRAP協(xié)議　44
3．4　組件和注冊器之間的通信　44
3．4．1　REGISTRATION協(xié)議　45
3．4．2　LOOKUP協(xié)議　46
3．5　IEEE 1888組件的設(shè)計思想　47
3．5．1　組件與注冊器之間的模型關(guān)系　47
3．5．2　GW、Storage、APP的本質(zhì)　48
3．5．3　組件間的數(shù)據(jù)交換　49
3．5．4　注冊器——大規(guī)模IEEE 1888系統(tǒng)的大腦　50
第4章　IEEE 1888標準的通信方法　51
4．1　IEEE 1888消息的基本構(gòu)造　51
4．1．1　遠程過程調(diào)用(RPC)的原理　51
4．1．2　請求消息和響應(yīng)消息的構(gòu)成　52
4．2　組件之間的通信方法　53
4．3　組件之間通信所涉及的類對象　55
4．3．1　Transport類　55
4．3．2　Header類　56
4．3．3　Body類　56
4．3．4　PointSet類　57
4．3．5　Point類　58
4．3．6　Value類　58
4．3．7　Query類　59
4．3．8　Key類　60
4．3．9　OK類　61
4．3．10　ERROR類　62
4．3．11　Web服務(wù)描述語言　63
4．3．12　組件間通信過程中的類對象規(guī)則　69
4．4　組件與注冊器之間通信所涉及的類對象　73
4．4．1　Transport類　74
4．4．2　Header類　75
4．4．3　OK類　75
4．4．4　Error類　76
4．4．5　Lookup類　76
4．4．6　Body類　77
4．4．7　Component類　78
4．4．8　Key類　79
4．4．9　Point類　80
第5章　IEEE 1888系統(tǒng)設(shè)計和構(gòu)建　82
5．1　基于單獨部署的設(shè)備或軟件構(gòu)建IEEE 1888系統(tǒng)　82
5．1．1　IEEE 1888系統(tǒng)的實現(xiàn)方式　82
5．1．2　構(gòu)建系統(tǒng)必須注意的事項　82
5．1．3　設(shè)備或軟件的配置方法　83
5．2　系統(tǒng)構(gòu)建的流程　84
5．2．1　系統(tǒng)的需求定義　85
5．2．2　設(shè)備、軟件、服務(wù)的選擇　86
5．2．3　點列表的制作　86
5．2．4　網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計　88
5．2．5　安裝工程　88
5．2．6　導入配置文檔　89
5．2．7　運轉(zhuǎn)測試　89
5．3　例題設(shè)定：辦公樓電力管理系統(tǒng)　89
5．4　設(shè)計例題系統(tǒng)　90
5．5　系統(tǒng)需求定義　90
5．5．1　設(shè)備、軟件、服務(wù)的選定　91
5．5．2　制作點列表　95
5．5．3　網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計　96
5．6　根據(jù)設(shè)計書對各設(shè)備進行配置　97
5．6．1　現(xiàn)有電力表計的IEEE 1888網(wǎng)關(guān)　98
5．6．2　電子顯示屏　98
第6章　IEEE 1888系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)　99
6．1　系統(tǒng)開發(fā)概述　99
6．2　IEEE 1888軟件開發(fā)包SDK　99
6．2．1　SDK的便利之處　99
6．2．2　SDK的組成　100
6．3　基于IEEE 1888 SDK的網(wǎng)關(guān)開發(fā)　103
6．3．1　網(wǎng)關(guān)開發(fā)方法　103
6．3．2　網(wǎng)關(guān)實際開發(fā)過程　104
6．4　基于IEEE 1888 SDK的應(yīng)用開發(fā)　105
6．4．1　讀取數(shù)據(jù)應(yīng)用的開發(fā)　105
6．4．2　保存數(shù)據(jù)應(yīng)用的開發(fā)　106
6．4．3　實際應(yīng)用開發(fā)過程　107
6．5　基于IEEE 1888嵌入式板卡的高速原型機　108
6．5．1　對應(yīng)IEEE 1888的嵌入式硬件　109
6．5．2　例題設(shè)定：溫度&照度傳感器的連接　109
6．5．3　開發(fā)環(huán)境的梳理順序　111
6．5．4　示例程序的寫入順序　114
6．5．5　IEEE 1888通信功能的編程　115
6．5．6　與周邊裝置的接口　119
6．5．7　周邊電路的設(shè)計　122
第7章　IEEE 1888應(yīng)用示例　125
7．1　寶之慧簡介　125
7．1．1　寶之慧架構(gòu)　125
7．1．2　寶之慧組件介紹　127
7．1．3　搭建智慧應(yīng)用的步驟　128
7．2　寶之慧對IEEE 1888的全面支持　129
7．3　網(wǎng)關(guān)——iCentroGate　130
7．3．1　IEEE 1888驅(qū)動描述　131
7．3．2　IEEE 1888驅(qū)動配置　131
7．4　存儲器——iHyperDB　133
7．4．1　IEEE 1888服務(wù)及配置　133
7．4．2　IEEE 1888 API　138
7．5　應(yīng)用——iCentroView　138
7．5．1　選擇安裝IEEE 1888驅(qū)動　139
7．5．2　配置IEEE 1888設(shè)備　140
7．5．3　配置IEEE 1888的管控點　141
7．5．4　配置相對應(yīng)的Tag點　142
7．5．5　組態(tài)實現(xiàn)監(jiān)控　143
7．5．6　部署下發(fā)配置信息　144
7．5．7　運行客戶端　144
7．6　寶信智慧能源云——iPowerCloud 　145
7．6．1　方案對IEEE 1888的支持　145
7．6．2　智慧能源云的功能　146
第8章　IEEE 1888的管理和控制　148
8．1　系統(tǒng)架構(gòu)　148
8．1．1　概述　148
8．1．2　架構(gòu)設(shè)計　149
8．2　管理傳感器和執(zhí)行器的工作流程　151
8．2．1　APP調(diào)用MCU的服務(wù)　151
8．2．2　APP直接與網(wǎng)關(guān)通信　151
8．3　管理控制單元MCU　152
8．3．1　概述　152
8．3．2　架構(gòu)　152
8．3．3　典型的MCU通信序列　153
8．4　網(wǎng)關(guān)　154
8．4．1　概述　154
8．4．2　框架　155
8．4．3　訪問控制　156
8．4．4　事件處理　156
8．5　網(wǎng)關(guān)的控制和管理　156
8．5．1　概述　156
8．5．2　設(shè)置網(wǎng)關(guān)的配置和運行狀態(tài)　158
8．5．3　獲取網(wǎng)關(guān)的配置和運行狀態(tài)　159
8．5．4　給執(zhí)行器發(fā)送控制指令　159
8．5．5　讀取傳感器的實時數(shù)據(jù)　160
8．6　SERVICE協(xié)議　162
8．6．1　協(xié)議定義　162
8．6．2　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　162
8．7　WRITE、FETCH和TRAP協(xié)議的擴展　168
8．7．1　概述　168
8．7．2　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　169
8．7．3　Header類的重新定義　170
8．7．4　Control類　171
第9章　IEEE 1888的安全性　173
9．1　安全需求和設(shè)計原則　173
9．1．1　安全威脅　173
9．1．2　安全需求　175
9．1．3　設(shè)計原則　175
9．2　安全架構(gòu)　176
9．2．1　系統(tǒng)架構(gòu)　176
9．2．2　發(fā)起方Initiator和響應(yīng)方Responder　176
9．2．3　身份標識ID　177
9．3　安全協(xié)議　177
9．3．1　通信序列　177
9．3．2　通信接口　179
9．4　AAA功能詳解　181
9．4．1　TLS配置管理器TCM　181
9．4．2　認證管理器AM　181
9．4．3　訪問控制管理器ACM　185
附錄　186
附錄A　如何閱讀IEEE 1888參考代碼　186
A．1　IEEE 1888開發(fā)中參考代碼的作用　186
A．2　Java參考代碼　187
A．3　C語言的參考代碼　204
附錄B　IEEE 1888代碼示例　210
B．1　IEEE 1888 WRITE客戶端源代碼　210
B．2　IEEE 1888 WRITE通信庫源代碼　217
B．3　IEEE 1888 FETCH通信庫源代碼　245
B．4　IEEE 1888 FETCH通信庫需求報警裝置源代碼　254