论文总字数：30081字

摘 要

高级计量基础架构（AMI）是智能电网建设的关键环节，能够帮助电力企业实现智能抄表、线损分析并加强与用户之间的设备互动。AMI项目分为3个部分——统一管理系统、前置机以及下层的网关电表。前置机的作用主要是连接上层统一管理系统和下层的网关电表，其北向接口负责管理系统和电表网关之间的指令下发和电表数据上传。本论文基于Restful的通信机制构造前置机的仿真机，统一管理系统的开发人员可用它来调试管理系统的南向接口。

论文主要工作包括：

（1）分析前置机与管理系统之间的通信需求，完成管理系统与仿真机之间的通信接口总体设计方案。

（2）在总体接口设计方案的框架下，对不同通信机制的接口进行详细设计。

（3）采用Java语言实现仿真机，并为其各种功能提供了完整的使用说明。

论文设计并实现了前置机系统的仿真机，并已经成功运用于企业承担的尼日利亚、哥伦比亚等海外AMI项目中。该仿真机支持构造各种成功、失败返回的场景，支持开发人员手动通过修改配置文件的方式构造返回的数据以及返回格式。

关键词：高级计量架构 通信接口 仿真机

A COMPONENT SIMULATOR BASED ON RESTFUL STYLE

ABSTRACT

Advanced metering infrastructure (AMI) is a key link in the process of the smart grid construction, can help electric power enterprises realize the intelligent meter reading, line loss analysis and strengthen the gateway of interaction with the user. The main role of Head-end is to connect the unified management system of the upper layer and the gateway and meter of the lower layer, and the main task of north interface of Head-end is to collect meter data from the gateway meter up to management system. This paper based on communication mechanisms (Restful) to construct the simulator of Head-end, the developer of management system can use it to debug the south interface of the management system.

The main work includes:

(1) Analyze the communication requirements between the Head-end and the management system, and complete the overall design scheme of the communication interface between the management system and the simulator.

(2) In the framework of the overall interface design scheme, the interfaces of different communication mechanisms are designed in detail.

(3) Using Java language to implement simulation, and provide a complete description of the simulation.

This paper designs and implements the simulator of the Head-end machine system, and has been successfully used in the overseas AMI projects such as Nigeria, Columbia and so on. The simulator supports the construction of a variety of successful and failed scenes, to support the developers to manually construct the structure of the returned data and return format by modifying the configuration file.

KEY WORDS: AMI communication interface SIMULATOR

目录

摘 要 2

ABSTRACT 3

目录 5

第一章 绪 论 6

1.1 论文工作背景 6

1.2仿真机现状及工作意义 7

1.3 本文组织结构 8

第二章 相关技术介绍 8

2.1 AMI解决方案 8

2.1.1AMI总体解决方案 8

2.1.2前置机系统 9

2.2 RESTful通信机制 12

2.3SSL 12

第三章 需求分析 13

3.1 概况 13

3.2具体服务简介 13

3.2.1 前置机管理服务 13

3.2.2 设备命令下发服务 13

第四章 流程分析 14

4.1设备上线流程 14

4.2命令下发流程 15

4.3设备命令执行流程 17

第五章 架构分析 18

5.1 实际系统总体架构 18

5.2 管理系统—仿真机总体架构 18

第六章 详细设计 19

6.1 通信接口的消息方式 19

6.2具体接口设计 20

6.2.1服务接口规范 20

6.2.2 具体服务接口设计 22

6.3总体设计 42

6.3.1总体设计原则 42

6.3.2服务器详细设计 42

6.3.3客户端详细设计 44

第七章 仿真机的程序实现 46

7.1服务器端程序实现 46

7.1.1 服务器端实例化 46

7.1.2 接口的程序实现 47

7.2客户端程序实现 48

第八章 成果展示及总结 48

8.1 成功展示 48

8.2 总结 49

致谢 50

参考文献（References） 51

绪 论

1.1 论文工作背景

近年来，物联网高速发展，其核心技术M2M（Machine To Machine or Man）将传统的人与人互联扩展到人与物互联、物与物互联。这种技术在智能电网、智能家居、企业楼宇能效、智能城市等领域有着广泛的应用前景。

随着全球资源的日益减少和环境污染的日益严重，电力市场化进程的演进越来越快。同时，用户对电能质量和用电可靠性的要求越来越高，使得电力行业面临前所未有的挑战。建设灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网成为未来电网的发展方向^[1]。智能电网是当前全球电力工业关注的焦点，涉及从发电用户的整个能源转换过程和电力输送链，它是建立在集成、高速双向通信网络基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法及先进的决策支持系统技术应用，实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全目标^[2]。智能电网主要由四部分构成:高级计量基础架构（AMI），高级配电运行（ADO），高级输电运行（ATO），高级资产管理（AAM） ^[3]。其中，高级计量基础架构（AMI）是智能电网建设的关键环节，能够帮助电力企业实现智能抄表，进行线损分析，同时又可以加强与用户之间的网关互动，从而可以提升供电质量、优化客户体验，达到节能减排、合理优化电力的使用、提高企业运营效率、降低运营成本的目的^[4]。

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