接上上文，板上運行提示缺少某些庫，可能是因為交叉編譯工具版本太高了。後續使用vitis自帶的交叉編譯工具編譯，然後放入Xilinx開發板運行成功。

EMS，即能源管理系統，是儲能“3s”之一。設計和製造一個儲能EMS系統需要考慮包括系統架構設計、功能需求、軟體開發、硬體選型等多個方面：

1. 需求分析：確定系統的功能需求和性能指標，包括對儲能系統的監測、控制、優化等方面的需求，同時考慮系統的可擴展性和適應性；
2. 架構設計：設計系統的整體架構，包括前端數據採集、後端數據處理、控制演算法、用戶界面等部分的組成結構，確定系統各模塊之間的交互和通信方式；
3. 軟體開發：開發系統的軟體部分，包括數據採集、數據處理、控制演算法、用戶界面等功能模塊的開發；
4. 硬體選型：選擇合適的硬體設備，包括感測器、控制器、通信設備等，確保硬體設備能夠滿足系統的性能和功能要求，並與軟體系統相相容；
5. 測試部署：驗證系統的功能和性能是否符合設計要求，確保各個模塊之間的協調運行和數據的準確性，再部署到實際的儲能系統中，進行現場調試和優化。

目前行業內做EMS開發的公司有杭州高特、杭州協能、山東德聯和研華等公司。博主本人是做嵌入式開發出身，莫名其妙進入儲能行業後第一個項目就是EMS。在第一步時就十分懵逼：以前都是實現某項功能、完成某個成果才算工作量，不理解為什麼這類工作搜集材料整理個需求文檔就算完成工作了？掙扎了大半年之後好像對這種解決方案類的工作有一些理解了，努力嘗試“以系統的整體架構入手去思考問題”。

第一步需求分析，這一步要做的工作就是根據電站設計的指標和需求整理一堆excel和Visio文檔，一般是要有多年經驗的老員工才能幹，半轉行的應屆生一般幹不了。

第二步架構設計，以一個五層結構的EMS系統為例，從下到上可以是：硬體層（PC）、操作系統層（Linux，Windows）、支撐平臺層（資料庫、網路通信）、數學建模層（預測模型、系統模型等）及應用軟體層（SCADA、應用軟體）。需要完成全系統的功能分解及信息流規劃，模塊間通信協議、介面及線纜種類、規格等。
前端數據採集，包括光伏、風力、儲能電芯、電網及負荷、PCS等模塊的數據。採集後實時顯示在用戶界面，並使用這些數據進行系統狀態估計、控制保護及實現所需其他功能（如自動發電控制、負荷預測、發電預測與經濟調度等）。
模塊內的通信方式以串列通信（IIC\SPI）和CAN通信為主，模塊之間則以61850，modbus，104等協議為主。

第三步軟體開發的工作量十分龐大，一般由專業的EMS完成底層代碼開發，用戶進行二次開發。

第四步類似一、二步，需要對整個系統以及常用的硬體設備非常熟悉才能幹的了。

最後一步，整體測試驗證、項目落地運行。

以上這些啰啰嗦嗦，講了一堆巨集觀的內容，但是到了實際工作分配後，卻不知道第一步要乾什麼。以前是做嵌入式的，實在不想去搞項目管理，還是想把工作內容與軟體開髮結合起來。考慮到現實情況能做的實在太少，上網查了幾篇論文，看了幾篇博客，發現有個開源的通信工程代碼libiec61850，還有詳細的文檔介紹。於是下載了源碼學習了一下，順便移植到Xilinx開發板上運行，與上位機聯調。

IEC61850

登錄網站libiec61850.com，下載源碼到本地。
工程可以在Windows、Linux下運行，包括x86及ARM架構，可以和IEDScout通信。網站上有介紹文檔和API說明。在Linux虛擬機內編譯後，選擇client_example2和server_example_goose。進入.c文件後，修改網路介面名稱、IP地址和mac地址，保存編譯，然後以sudo運行server和client。可以看到服務端與客戶端分別輸出如下：

可以看到服務端和客戶端正常運行。客戶端展示瞭如何訪問一個未知設備上的數據模型，這個數據模型在服務端文件夾內的cid文件中。這是61850的IED 模型配置文件，下麵來仔細解讀一下這個文件。

cid文件

讀懂這個文件需要一定的XML語法知識，可以參考61850-6文檔。打開文件，將其分為三部分解讀。

1、通信配置

第5~36行communication部分是文件的通信配置部分。communication下是子網和接入點部分，其中接入點處定義了IED名稱和接入點名稱，在後面部分會用到。

接入點下的address設置IP地址、子網掩碼和網關。
OSI-TSEL：表示 OSI 模型中的 TSEL（Transport Service Access Point Selector）為 0001，用於在傳輸層標識服務訪問點。
OSI-PSEL：表示 OSI 模型中的 PSEL（Presentation Service Access Point Selector）為 00000001，用於在表示層標識服務訪問點。
OSI-SSEL：表示 OSI 模型中的 SSEL（Session Service Access Point Selector）為 0001，用於在會話層標識服務訪問點。

GSE表示 GSE 實例的 ldInst 為 "GenericIO"，cbName 為 "gcbEvents"，分別指定了邏輯設備名稱和控制塊名稱。Address為地址信息，MinTime和MaxTime一般為毫秒。

2、IED

Services部分描述了服務端IED實例支持的服務。
AccessPoint是通信配置部分出現過的接入點，裡面包含來一個LDevice邏輯設備GenericIO，邏輯設備內部有三個邏輯節點，分別是LN0、LPHD和GGIO。

LN0內部定義了四個數據集DataSet，兩個報告控制塊ReportControl，兩個GSEControl和一個數據對象DO。
DataSet（數據集）：用於定義一組數據對象，這些數據對象通常包含監測點、測量值、狀態等信息。可用於定義需要傳輸的數據集合，以便在電力系統中進行監測、控制和管理。
ReportControl（報告控制）：用於定義報告生成和傳輸的控制參數，包括報告生成周期、報告傳輸方式、報告對象等。可以用於配置系統生成和傳輸報告的行為，以便及時獲取系統狀態和事件信息。
GSEControl（GSE控制）：用於控制 GSE（Generic Substation Events）數據的生成和傳輸，包括 GSE 數據的採集周期、傳輸方式、優先順序等。可以用於配置 GSE 數據的採集和傳輸參數，以便及時獲取系統中的事件信息。

GGIO內部定義了一個Mod和四個SPCSO。SPCSO代表generic single point controllable status output是否使能，ctlModel均為direct-with-normal-security。關於這個值的具體含義可以參考61850-7-2。

3、數據類型模板

最後一部分是DataTypeTemplates，在這裡定義的模板才能被第二部分使用。包括了邏輯節點、數據對象、數據屬性和枚舉類型。

Xilinx開發板測試

最後來在Xilinx開發板上運行代碼，與電腦虛擬機之間使用61850協議互相通信。連接開發板需要用到電源線、網線和串口線（也可以用ssh協議，這樣就不用串口）。

首先需要安裝交叉編譯環境,可參考前幾節文章內容，在ARM官網下載，或者直接使用vitis自帶的交叉編譯工具鏈。如果報錯command not found，運行以下命令：

apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi
sudo apt-get install gcc-arm*

安裝完成後，安裝libiec61850官網說明，make時附帶參數TARGET=LINUX-ARM，即可編譯完成ARM格式的可執行文件。使用file命令校驗：

可以看到文件無誤。虛擬機運行服務端程式server_example_goose，客戶端仍然選擇client_example2，使用ssh命令傳輸到開發板上運行，輸出結果如下：

看到輸出結果與虛擬機內輸出相同，程式運行無誤。

同時也可以使用wireshark觀察交互的數據包：

後續可以把Xilinx開發板換成BMS，電腦換成EMS、工控機，多嘗試使用幾個61850服務，感受協議在電力系統中的使用方式。