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第二章：APCI格式 #

IEC 60870-5-104 协议（又名 IEC 104）是一种远程控制设备和系统的标准，在基于 TCP/IP 的网络中，使用数据传输来监控和控制地理上广泛的过程。协议标准将站对象中传输的数据实体定义为与 IEC 60870-5-101 协议中使用的数据实体相同。IEC 104 协议的实现使用与 IEC 101 实现相同的站对象 (STA)。IEC 104 是根据 TCP/IP 协议套件 (RFC 2000) 中给出的传输功能选择指定的。在 TCP/IP 中，可以使用各种网络类型，包括 X.25、帧中继、ATM、ISDN、以太网和串行点对点 (X.21)，见下图。

协议	层次
IEC 60870-5-101 和 104 的应用服务数据单元 (ASDU)	应用层（L7）
应用协议控制信息 (APCI)	应用层（L7）
TCP/IP 协议套件（RFC 2200）	传输层（L4）
TCP/IP 协议套件（RFC 2200）	网络层（L3）
TCP/IP 协议套件（RFC 2200）	链路层 (L2)
TCP/IP 协议套件（RFC 2200）	物理层 (L1)

APCI格式 #

每个 APCI（应用协议控制信息）以一个值为 0x68 的起始字节开始，后面跟着 8 位长度的 APDU（应用协议数据单元）和 4 个 8 位控制字段（CF）。APDU 包含一个 APCI 或一个带有 ASDU 的 APCI，见下图。一般情况下，APCI 的长度为 6 个字节。

有固定长度的数据包和包含应用服务数据单元（ASDU）的可变长度的数据包。

帧格式由第一个控制字段（CF1, control field）的最后两位决定。标准定义了三种帧格式，见图。

I格式（信息传输格式），CF1的最后一位为0 #

用于在控制站和受控站之间进行编号信息传输。其长度可变。
I 格式的 APDU 始终包含 ASDU。
I 格式的控制字段指示消息方向。它包含两个 15 位序列号，每个 APDU 和每个方向的序列号依次增加 1。
- 发送方增加发送序列号 N(S)，接收方增加接收序列号 N(R)。接收站返回接收序列号时确认每个 APDU 或多个 APDU，直到其 APDU 正确接收为止。
- 发送站将 APDU 或 APDU 保存在缓冲区中，直到它收到自己的发送序列号作为接收序列号，该接收序列号对所有小于或等于接收序列号的数字都是有效的确认。
- 如果仅在一个方向上传输较长的数据，则必须在另一个方向上发送 S 格式以在缓冲区溢出或超时之前确认 APDU。
- 该方法应在两个方向上使用。建立 TCP 连接后，发送和接收序列号设置为零。
序列号的正确解释取决于 LSB（最低有效位）和 MSB（最高有效位）的位置，见下图。请注意，最右侧位置的固定位（白色背景）不用于序列号。因此，I 格式的序列号只有 15 位。

例如，序列 0x06 0x00 0x02 0x00（见上文右表）将被解释为 N(S) = 3 和 N(R) = 1，即源发送的第三个 APDU，正在等待来自目的地的第一个 APDU。

S 格式（编号监控功能），CF1 的最后几位为 01 #

它用于执行编号的监控功能。它具有固定长度。
S 格式 APDU 始终仅包含一个 APCI。
在数据传输仅在一个方向上进行的任何情况下，必须在超时、缓冲区溢出或超过允许的最大 I 格式 APDU 数量而无确认之前向另一个方向发送 S 格式 APDU。

U 格式（未编号的控制功能），CF2 的最后位为 11 #

它用于执行未编号的控制功能。它具有固定长度。
U 格式 APDU 始终仅由一个 APCI 组成。只能同时激活 TESTFR（测试帧）、STOPDT（停止数据传输）或 STARTDT（开始数据传输）功能之一。CF1 的二进制值如下图所示。
U格式用于STARTDT、STOPDT和TESTFR的激活和确认机制。
控制站使用 STARTDT 和 STOPDT 来控制来自受控站的数据传输。
- 建立连接后，不会自动启用用户数据传输，例如，默认状态为 STOPDT。在此状态下，受控站不会通过此连接发送任何数据，但未编号的控制功能和确认除外。控制站必须通过发送 STARTDT act（激活）来激活用户数据传输。受控站以 STARTDT con（确认）进行响应。如果未确认 STARTD，则控制站将关闭连接。
- 只有控制站发送 STARTDT。预期的操作模式是在初始建立连接后仅发送一次 STARTDT。然后，连接将运行，受控站和控制站都可以随时发送任何消息，直到控制站决定使用 STOPDT 命令关闭连接。
控制站和/或受控站必须定期检查所有已建立连接的状态，以尽快发现任何通信问题。这是通过发送 TESTFR 帧来实现的。
- 可以通过发送测试 APDU (TESTFR=act) 定期在两个方向上测试开放连接，接收站通过发送 TESTFR=con 进行确认。
- 两个站可以在特定时间段内没有发生数据传输（超时）后启动测试程序。

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