IEC62056-62接口类将IEC 62056-61对象标识系统中的数据项进行分类、归整,采用对象建模的方法构造了计量仪表通信的接口模型,规定了计量仪表的功能、数据显示和数据交换方式等,是COSEM核心组成部分。COSEM把计量仪表看成是公共事业部门商业过程的一个重要组成部分,从仪表通信的角度采用对象建模的方法建立了仪表的接口模型,它不包含仪表的数据采集和数据处理方面的内容,从“外部”来看,这个接口模型代表了计量仪表在商业过程中的“行为特征”。
接口模型由数据、寄存器、扩展寄存器、需量寄存器、通用曲线等23个接口类组成,见图3。这些接口类的实例即为对象,所有对象的第一个属性都是逻辑名,即OBIS码。逻辑名连同类标识码和版本号一起,唯一标识对象包含信息的含意,并与厂家无关。按照面向对象的程序设计方法,各种不同接口类的集合构成了一个标准类库,制造商从这个标准类库中选择一个子集来建立自己产品的模型,并进行产品设计,这种标准化仪表接口类库的概念为不同的用户和制造商提供多种多样的选择而且又不失互操作性。
从上面的介绍可以看出,COSEM的理念是非常清晰的,它希望简化计量仪表的通信设计,制造商可以把精力集中在以提高产品性能的核心技术的开发方面,为用户提供快捷和高水平的服务,避免在仪表通信部分花去大量的精力进行低水平重复开发。
使用DLMS/COSEM标准与计量仪表通信基于客户机/服务器模型,其中计量计费系统主站(或其它抄表设备)充当客户机,计量仪表充当服务器,给客户机提供服务,因此在DLMS/COSEM中,计量仪表也称为COSEM服务器。如图4所示,COSEM服务器模型为三层体系结构:
- 第一层:物理设备。它包含一个或多个逻辑设备,其中一个必须是管理逻辑设备,用来抽象表示物理电能表。
- 第二层:逻辑设备。它包含一组可访问COSEM对象,用来表示计量仪表的功能单元。
- 第三层:COSEM对象。它是构建逻辑设备的功能模块,即COSEM对象模型。
图5演示如何使用COSEM服务器模型来构建一块具有简单功能电能表的模型,该模型包括1个管理逻辑设备,包括4个可访问的COSEM对象:LDN(Logical Device Name)逻辑设备名对象、正向有功总电能底度值寄存器对象、正向有功费率1电能底度值寄存器对象、A(Association)连接对象。
COSEM对象通过选择接口类来实现。例如图5中电能表的“正向有功总电能底度值寄存器”对象,可以选择“寄存器”类实现。该类共有3个属性:逻辑名、值、倍率量纲和1个方法:复位,“逻辑名”属性表示该寄存器的OBIS码;“值”属性表示该寄存器保存的测量值或状态值;“倍率和量纲”属性表示值属性的倍率和量纲;“复位”方法可以对该寄存器的值清零。正向有功总电能底度值寄存器对象通过 “寄存器”类的实例化对象来实现,其属性分别为1.1.1.8.0.255、1483、10^1Wh,表示该“正向有功总电能底度值寄存器”为14.83kWh。根据不同需要,按照上述过程用各种对象如同搭“积木”一样可以构建各种类型的电能表。通过定义“积木块”来实现电能表的整体功能,具有最大限度的灵活性,既可以覆盖大范围的产品——从非常简单的居民表到复杂的多功能电能表,又具有可扩展性来满足将来需求。
在解除管制的市场中,所有参与者都需要得到数据,但通常只有部分数据访问权限。为了满足这种市场需求,使用“连接”对象来控制访问方式。“连接”对象针对不同的客户,执行相应的身份验证机制,提供不同层次的信息。安全级别分为最低、低(LLS)、高(HLS)三种。最低安全级别主要在数据采集系统获取未知仪表的结构时使用。低安全级别为客户机身份验证提供了一个密码。它主要在信道能够提供充分保证防止偷听和报文(密码)反演时采用。高级安全是一个四步验证的过程,采用加密算法和密钥。使用高级安全时,客户机和服务器都需要进行验证。这种验证机制在信道不能提供充分保证防止偷听和报文(密码)反演时采用。COSEM规范没有规定加密算法。另外在COSEM应用层中也使用了加密技术。