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# libiec61850m 模块工程文档
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## 概述
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libiec61850m 是 RTU 项目中 IEC 61850 MMS **客户端应用线程**，位于 `src/system/libiec61850m/`。它作为应用层桥接器，将底层的 `libmms_m` 封装库与 RTU 的**数据中心（Datacenter）**连接起来，实现完整的 IEC 61850 客户端功能。
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### 在系统架构中的位置
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app_iec61850m (应用线程)
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↓ 调用 API
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libiec61850m (本模块) ──── 信号注册/回调
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↓ 调用 libmms_m API ↓ dc_signal_*
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libmms_m (协议封装层) Datacenter (数据中心)
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↓ IEC 61850 Client API
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libiec61850 (第三方库)
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↓ MMS/TCP
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远端 IED 设备
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### 核心职责
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1. **配置解析**：将 XML 配置文件解析为 `stru_cfg` 结构
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2. **信号注册**：将信号点注册到数据中心（out/yk/ao/param）
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3. **数据桥接**：将 libmms_m 回调的数据转发到数据中心
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4. **遥控/设值转换**：将数据中心的变化回调转为 libmms_m 事件
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### 文件结构
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src/system/libiec61850m/
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├── inc/
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│ ├── iec61850m.h ← 模块主头文件（app 入口声明）
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│ └── parse_xml.h ← XML 配置解析声明
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└── src/
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├── iec61850m.cpp ← 核心实现（~830 行）
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└── parse_xml.cpp ← XML 解析实现（~320 行）
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引用头文件 `release/inc/myMms_m.h`（数据结构定义）。
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## 1. XML 配置文件解析（parse_xml.cpp）
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### 1.1 XML 结构
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```xml
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<Root>
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<Para desc="描述" host_ip="192.168.1.100" host_port="102" ied="IEDNAME"/>
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<Point desc="描述">
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<St> <!-- 遥信 -->
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<Item no="1" saddr="..." desc="..." type="2" fc="0" LDev="TEMPLATE" LNode="GGIO1" DoName="Ind1"/>
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</St>
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<Mx> <!-- 遥测 -->
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<Item no="1" saddr="..." desc="..." type="6" fc="1" LDev="TEMPLATE" LNode="MMXU1" DoName="TotW"/>
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</Mx>
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<Co> <!-- 遥控 -->
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<Item no="1" saddr="..." desc="..." type="2" fc="12" LDev="TEMPLATE" LNode="GGIO1" DoName="SPCSO1" ctlModel="2"/>
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</Co>
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<Ao> <!-- 模拟输出/设值 -->
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<Item no="1" saddr="..." desc="..." type="6" fc="12" LDev="TEMPLATE" LNode="GGIO1" DoName="AnOut1"/>
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</Ao>
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<Param> <!-- 参数/定值 -->
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<Item no="1" saddr="..." desc="..." type="6" fc="6" LDev="PROT" LNode="PDIS1" DoName="PhStr"/>
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</Param>
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</Point>
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</Root>
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```
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### 1.2 元素/属性映射
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| XML 元素 | 说明 |
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|---------|------|
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| `Root` | 根节点 |
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| `Para` | 连接参数（IP、端口、IED 名） |
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| `Point` | 信号点容器 |
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| `St/Mx/Co/Ao/Param` | 5 种信号类型子节点 |
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| `Item` | 单个信号点 |
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| Item 属性 | 存储字段 | 说明 |
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|----------|---------|------|
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| `saddr` | `item.saddr` | 短地址（数据中心标识） |
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| `desc` | `item.desc` | 描述 |
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| `type` | `item.type` | MMS 数据类型（MMS_BOOLEAN=2, FLOAT=6, INTEGER=4 等） |
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| `fc` | `item.fc` | 功能约束（ST=0, MX=1, CO=12, SG=6 等） |
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| `LDev` | `item.ldev` | 逻辑设备名 |
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| `LNode` | `item.lnode` | 逻辑节点名 |
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| `DoName` | `item.doname` | 数据对象名 |
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| `ctlModel` | `item.ctrl_model` | 控制模型（仅 Co 类型需要） |
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**引用自动生成规则**：
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```
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reference = ied + LDev + "/" + LNode + "." + DoName
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例如: "IEDNAMETEMPLATE/GGIO1.Ind1"
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```
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### 1.3 公共 API
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```cpp
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// 解析 XML 配置文件，返回 stru_cfg*
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stru_cfg *parse_cfg(const std::string &cfg_file);
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// 打印配置内容到 stdout
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void show_cfg(stru_cfg &cfg);
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```
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## 2. 核心实现（iec61850m.cpp）
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### 2.1 类型映射
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```cpp
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// MMS 类型 → 本地 DATA_TYPE_* 类型
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LOCAL std::map<uint8_t, uint8_t> g_mms_m_type_to_local_type = {
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{MMS_BOOLEAN, DATA_TYPE_U8},
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{MMS_INTEGER, DATA_TYPE_S32},
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{MMS_UNSIGNED, DATA_TYPE_U32},
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{MMS_FLOAT, DATA_TYPE_F32},
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{MMS_STRING, DATA_TYPE_STR},
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};
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// IEC 61850 控制模型 → RTU 本地控制类型
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LOCAL std::map<uint8_t, uint8_t> g_mms_m_ctrl_type_to_local_ctrl_type = {
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{CONTROL_MODEL_STATUS_ONLY, SIGNAL_CTRL_TYPE::NONE},
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||
{CONTROL_MODEL_DIRECT_NORMAL, SIGNAL_CTRL_TYPE::DIRECT_NORMAL},
|
||
{CONTROL_MODEL_SBO_NORMAL, SIGNAL_CTRL_TYPE::SBO_NORMAL},
|
||
{CONTROL_MODEL_DIRECT_ENHANCED, SIGNAL_CTRL_TYPE::DIRECT_NORMAL},
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||
{CONTROL_MODEL_SBO_ENHANCED, SIGNAL_CTRL_TYPE::SBO_NORMAL},
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};
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```
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### 2.2 模块实例管理
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```cpp
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typedef struct {
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int fd; // mms_m 客户端句柄
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const char *prj_name; // 项目/配置文件名（如 "mms_m.xml"）
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int debug; // 调试标志（0=关, 1=开）
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uint32_t connectionTimeout; // 连接超时 [毫秒, 默认10000]
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stru_mms_m_event mms_event; // 预分配的事件（用于遥控/设值）
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stru_cfg *p_cfg; // 配置指针
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} stru_iec61850m_info;
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LOCAL std::vector<stru_iec61850m_info> g_vec_iec61850m_info = {
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{
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.fd = -1,
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.prj_name = "mms_m.xml",
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.debug = MMS_M_DEBUG_PRINT_OFF,
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.connectionTimeout = 10000,
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.mms_event = { .p_func = mms_event_back },
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.p_cfg = NULL,
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}
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};
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```
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当前只配置了**一个**客户端实例，配置文件路径为 `<进程目录>/config/MMS/mms_m.xml`。
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### 2.3 初始化流程
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```
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app_iec61850m_init1()
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├── dc_signal_out("iec61850m.run_cnt", ...) ← 注册运行计数
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├── get_base_path() → g_61850m_prj_path ← "<进程目录>/config/MMS/"
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│
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└── iec61850m_init()
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├── for each g_vec_iec61850m_info[i]:
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│ ├── parse_cfg(g_61850m_prj_path + prj_name) ← 解析 XML
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│ ├── show_cfg() ← 打印配置
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│ │
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│ ├── iec61850m_signal_init(*p_cfg) ← 注册信号到数据中心
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│ │ ├── 为每个信号点分配数据内存 (dc_create_data_ptr_by_type)
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│ │ ├── dc_signal_out() ← ST/MX 类型
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│ │ ├── dc_signal_yk() ← CO 类型, 带 iec61850m_signal_co_change_callback
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│ │ ├── dc_signal_ao() ← AO 类型, 带 iec61850m_signal_ao_change_callback
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│ │ └── dc_signal_param() ← Param 类型, 带 iec61850m_signal_param_change_callback
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||
│ │
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||
│ ├── mms_m_out_init(p_cfg, debug, timeout) ← 启动 MMS 客户端
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│ │
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│ ├── mms_m_out_bind_param_zone_signal(fd, p_cfg->point.p_ao[0].saddr)
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||
│ │ └── 将第一个 AO 信号绑定为定值区指示器
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│ │
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│ ├── mms_m_out_get_value(fd, mms_data_back) ← 注册数据回调
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│ └── mms_m_out_get_connect_status(fd, iec61850m_connect_status) ← 注册状态回调
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```
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### 2.4 数据类型与信号注册详细
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| 信号类型 | 数据中心函数 | 变化回调 | 参数说明 |
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|---------|-------------|---------|---------|
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| ST（遥信） | `dc_signal_out` | 无（只读输出） | p_val[0] 为值 |
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| MX（遥测） | `dc_signal_out` | 无（只读输出） | p_val[0] 为值 |
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| CO（遥控） | `dc_signal_yk` | `iec61850m_signal_co_change_callback` | ctrl_model 映射为本地类型 |
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| AO（模拟输出） | `dc_signal_ao` | `iec61850m_signal_ao_change_callback` | 带 p_default[0] 默认值 |
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| Param（参数） | `dc_signal_param` | `iec61850m_signal_param_change_callback` | 带 p_default[0], p_val[0..N-1] 多区值 |
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### 2.5 数据回传链路（mms_data_back）
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mms_data_back() ← libmms_m 数据回调入口
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│
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├── 按 reason 过滤：
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│ 忽略: REASON_DATA_CHANGE, REASON_GI,
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│ REASON_INTEGRITY, REASON_ALL_CALL
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│ 处理: REASON_READ_AO, REASON_READ_PARAM
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│
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├── 打印日志（按 MMS 类型格式化）
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│
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└── 按信号类型匹配并写入 Datacenter:
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├── ST 点匹配: dc_set_out_signal_val(saddr, p_value)
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├── MX 点匹配: dc_set_out_signal_val(saddr, p_value)
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||
├── AO 点匹配: dc_signal_ao_set_val_without_check(saddr, local_type, p_value)
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||
└── Param 点匹配:
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dc_signal_param_set_val_without_check(saddr, local_type, set_zone-1, p_value)
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```
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**注意**：`mms_data_back` 只处理 AO 和 Param 的**主动读取**结果。数据变化和报告上送的数据通过 libmms_m 的报告回调机制直接输出，但当前代码中报告回调仅打印日志，未对接数据中心。
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### 2.6 遥控/设值下发链路
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```
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Datacenter 信号变化
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│
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├── CO: iec61850m_signal_co_change_callback()
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│ └── iec61850m_signal_change_decode() ← 解析 step/data_type/value
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│ └── mms_send_control() ← 构造 mms_event
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│ └── mms_m_out_do_set_yk() ← 发送到 libmms_m
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│
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├── AO: iec61850m_signal_ao_change_callback()
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||
│ └── 同上流程 (ctrl_type = _MMS_M_EVENT_AO_WRITE)
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||
│
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||
└── Param: iec61850m_signal_param_change_callback()
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||
└── 同上流程 (ctrl_type = _MMS_M_EVENT_PARAM_WRITE, 传入 set_zone+1)
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```
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### 2.7 连接上线后的处理
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```
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iec61850m_connect_status(fd, ON_LINE)
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├── iec61850m_ext_demo(fd)
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│ ├── mms_m_query_server(fd, ...) ← 查询 IED 信息
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│ ├── mms_m_read_sg_info(fd, "PROT", ...) ← 读取定值组
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│ └── 其他 ext demo（文件操作已注释）
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│
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├── mms_m_out_read_ao_or_params(fd, AO_READ, NULL) ← 读全部 AO
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└── mms_m_out_read_ao_or_params(fd, PARAM_READ, NULL) ← 读全部参数
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```
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### 2.8 应用线程函数
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```cpp
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void *app_iec61850m(void *arg)
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{
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// 标准 RTU app 线程模板
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while (1) {
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task_event_recv(p_event,
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EV_TIMER1 | EV_TIMER2 | EV_TIMER3,
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TASK_EVENT_FLAG_OR | TASK_EVENT_FLAG_CLEAR,
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TASK_EVENT_WAIT_FOREVER,
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&event);
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if (event & EV_TIMER1) { ; } // 10ms 定时器（预留）
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if (event & EV_TIMER2) { ; } // 100ms 定时器（预留）
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if (event & EV_TIMER3) {
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p_app->run_cnt++; // 1s 定时器：运行计数
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}
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}
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}
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```
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**注意**：app_iec61850m 线程本身不执行任何 MMS 操作。所有 MMS 通信由 libmms_m 内部的独立 `pthread_task` 线程驱动。
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## 3. CLI 调试命令
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```bash
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iec61850m info # 查看所有客户端实例信息
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iec61850m yk <fd> <saddr> <val> <ctrl_type> # 手动遥控（框架已有，部分代码注释）
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iec61850m set <fd> <saddr> <val> <set_type> # 手动设值（框架已有）
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```
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注册方式：`CMD_REGISTER("iec61850m", cmd_iec61850m, "iec61850客户端线程的控制命令")`
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## 4. 线程模型
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```
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RTU 主进程
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├── app_sys 线程 (ap_sys.cpp)
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├── ...
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│
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├── app_iec61850m 线程 (本模块)
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│ └── 3 个标准 RTU 定时器 (10ms / 100ms / 1000ms)
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│ └── 仅 1000ms 定时器：p_app->run_cnt++
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│
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||
├── libmms_m 内部线程 (pthread_task) ← 由 mms_m_out_init() 创建
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│ └── 主循环 300ms 周期
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│ ├── 连接状态维护
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│ ├── 事件处理
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│ └── 4 个业务定时器 (120s/60s/30s/20s)
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│
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||
└── libiec61850 库内部线程 (IedConnection 线程模式)
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└── MMS 报文收发、报告处理
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```
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**三层线程协作**：
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| 层级 | 线程 | 职责 |
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|------|------|------|
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| RTU 应用层 | `app_iec61850m` | 信号注册、运行计数 |
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| 协议封装层 | libmms_m `pthread_task` | 连接管理、事件调度、数据路由 |
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| 第三方库层 | libiec61850 内部 | MMS 协议栈、报告分发 |
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## 5. 数据流向总览
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```
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┌──────────────────────────────┐
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||
│ 远端 IED (服务端) │
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└──────────┬───────────────────┘
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||
│ MMS/TCP
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┌──────────▼───────────────────┐
|
||
│ libiec61850 (第三方库) │
|
||
│ IedConnection + Report │
|
||
└──────────┬───────────────────┘
|
||
│
|
||
┌──────────────────┴──────────────────┐
|
||
│ libmms_m (封装层) │
|
||
│ ┌─────────────────────────────┐ │
|
||
│ │ mms_m_report_callback() │ │ ← 报告数据（当前仅打印）
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│ │ mms_m_send_call_all() │ │ ← 周期总召
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│ │ mms_m_send_read_ao/param() │ │ ← 读 AO/参数
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||
│ │ mms_m_send_co() │ │ ← 遥控
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||
│ │ mms_m_send_param_write() │ │ ← 设值
|
||
│ └──────────┬──────────────────┘ │
|
||
└─────────────┼───────────────────────┘
|
||
│ mms_m_out_value_cb
|
||
┌─────────────▼───────────────────────┐
|
||
│ libiec61850m (应用层) │
|
||
│ ┌──────────────────────────────┐ │
|
||
│ │ mms_data_back() │ │ ← 数据回调→Datacenter
|
||
│ │ iec61850m_signal_*_callback() │ │ ← Datacenter→遥控/设值
|
||
│ └──────────┬───────────────────┘ │
|
||
└─────────────┼───────────────────────┘
|
||
│ dc_signal_* / dc_set_*
|
||
┌─────────────▼───────────────────────┐
|
||
│ Datacenter (数据中心) │
|
||
│ out / in / yk / ao / param │
|
||
└─────────────────────────────────────┘
|
||
```
|