一种电力载波与以太网融合的通信传输方法及系统与流程

本发明属于通信传输，具体涉及一种电力载波与以太网融合的通信传输方法及系统。

背景技术：

1、电力载波通信是一种利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。当前，电力载波通讯多用于智能电力抄表领域，通过电表收集用户的用电、用水等数据，并附加到电力线上进行传输至互联网中，从而可以让用户可以在移动终端上实时查看自身的用电数据。

2、如公开号为 “cn104579424a”的中国专利文本公开了一种电力载波通信方法，其中的电力载波网络包括集中器、采集器和载波表，集中器是位于电力载波网络最上层的主节点，采集器和载波表是位于电力载波网络其它各层的子节点，该发明通过分布式组网及抄读数据使电力载波通信在不可靠的载波媒介上实现了可靠、稳定的通信，实现了快速电能信息采集。

3、在铁路运输领域中，铁路信号设备是用于控制火车进行前进和转换方向的设备，在过去，一般是通过设置在室内中的电流采集板来采集设备回路中的电流、电压等数据，从而对信号设备的状态进行监控；当前，随着技术的发展，铁路信号设备应用了大量的设备对其自身的运行参数进行监控，例如通过在转辙机内安装微型摄像头，来对转辙机内各个机械结构之间的间隙进行监控，然而，视频的数据量较大，若再额外架设通信电缆进行传输数据，则会存在较大的成本，若直接通过电力载波的方式传输，由于电力载波传输易受到干扰，导致传输过程中丢失数据，因此，如何将收集的铁路信号设备数据稳定的传输至上位机中，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种电力载波与以太网融合的通信传输方法及系统，以实现将采集到的铁路信号数据稳定快速传输至室内上位机中。

2、为了达到上述的发明目的，本发明提出一种电力载波与以太网融合的通信传输方法，包括：

3、步骤s1：设置多条第一载波通信，每条所述第一载波通信连接有多个采集终端，所述采集终端采集设备的运行数据，所述运行数据通过对应的所述第一载波通信发送至第一客户端，且同一时间发送至所述第一客户端的所述运行数据的数据总量小于第一限值；

4、步骤s2：若第二载波通信和第三载波通信处于正常状态，所述第一客户端接收所述运行数据后，将同一时间接收的所述运行数据融合为第一数据，再将所述第一数据拆分为第二数据和第三数据，并标注相同的数据标识，所述第二数据和所述第三数据的数据量分别小于第二限值和第三限值；

5、步骤s3：所述第一客户端通过所述第二载波通信和所述第三载波通信、分别将所述第二数据和所述第三数据发送至第二客户端，且发送所述第三数据时，所述第三数据被拆分为多个第四数据，并间隔预设时间发送，以实现将所述第二数据和所述第三数据同时发送至所述第二客户端；

6、步骤s4：所述第一客户端将发送后的所述第二数据和所述第三数据存储至缓存区，若在第一时长内接收到所述第二客户端返回的接收成功信号，将所述缓存区内的所述第二数据和所述第三数据删除，否则将所述缓存区内的数据重新发送；

7、步骤s5：所述第二客户端基于所述数据标识还原并获得所述第一数据后，通过以太网通信将所述第一数据发送至监控设备。

8、进一步的，基于以下步骤确定所述第一限值、所述第二限值和所述第三限值：

9、获取所述第一载波通信的第一数量及每条所述第一载波通信的子带宽，基于所述第一数量和所述子带宽计算第一带宽；

10、预先设置所述第三限值的数值，获取所述第二载波通信和所述第三载波通信的第二带宽和第三带宽，设置第一约束和第二约束，求解满足所述第一约束和所述第二约束、且最大数值的所述第二限值，以及与此所述第二限值对应的所述第一限值，所述第一约束为：，所述第二约束为：，其中，、、分别为所述第一限值、所述第二限值和所述第三限值，、、分别为所述第一带宽、所述第二带宽和所述第三带宽，t为预设的时间值。

11、进一步的，发送所述缓存区内的数据包括以下步骤：

12、将所述缓存区划分为第一存储区和第二存储区，所述第一存储区和所述第二存储区分别通过所述第二载波通信和所述第三载波通信发送数据，所述第二数据和所述第三数据被发送后分别存储至所述第一存储区和所述第二存储区中；

13、若未接收到所述第二数据或所述第三数据的接收成功信号，将未接收成功信号对应的数据与存储区内已经存储的数据生成数据组合，所述数据组合包括所述第二数据和所述第三数据，将所述数据组合中的所述第二数据和所述第三数据分别通过所述第二载波通信和所述第三载波通信发送，若无法获得所述数据组合，则将未接收成功信号对应的数据暂存；

14、在执行重新发送后，若在第二时长内未接收到所述第二数据的接收成功信号，则将所述第二数据由所述第一存储区转移至所述第二存储区内，并将移动后的所述第二数据拆分为所述第四数据进行发送。

15、进一步的，基于以下步骤对存入至所述第一存储区和所述第二存储区的所述第二数据和所述第三数据进行压缩：

16、所述采集终端采集的所述运行数据包括设备类型、参数数据和视频数据，所述运行数据被发送至所述第一客户端后，获取所述第一存储区和所述第二存储区已占用容量和总容量的比值，若所述第一存储区和所述第二存储区的所述比值均超过临界阈值，所述第一客户端基于所述运行数据中的设备类型和参数数据定位该所述运行数据中视频数据的关键时间段，对视频数据的关键时间段进行标记，在所述运行数据被合成所述第一数据且被拆分为所述第二数据和所述第三数据后，所述第二数据和所述第三数据将要存储至所述第一存储区和所述第二存储区中时，将所述第二数据和所述第三数据中除被标记所述关键时间段之外的视频数据进行抽帧压缩后，再继续进行存储。

17、进一步的，在发送所述第二数据和所述第三数据的过程中，还基于以下步骤调整所述第三限值：

18、间隔监测所述第一存储区和所述第二存储区内已占用容量的变化趋势，若所述第一存储区已占用容量逐渐增大，则提高所述第三限值，并重新计算所述第一限值和所述第二限值，若所述第二存储区已占用容量逐渐增大，则将已经被移动至所述第二存储区内的所述第二数据还原回所述第一存储区中。

19、进一步的，获取所述第一限值后，基于以下步骤确定每条所述第一载波通信的第四限值：

20、获取每条所述第一载波通信连接的所述采集终端的第二数量，基于第一公式计算第n条所述第一载波通信的所述第四限值，所述第一公式为：，其中，为n条所述第一载波通信的所述第二数量。

21、进一步的，基于以下步骤计算所述预设时间：

22、获取所述第二载波通信发送所述第二数据的第一时间，所述第三载波通信发送所述第二数据的第二时间，将所述第一时间和所述第二时间的差值设置为所述预设时间

23、本发明还提供了一种电力载波与以太网融合的通信传输系统，该系统用于实现上述所述的一种电力载波与以太网融合的通信传输方法，该系统包括：

24、采集终端，所述采集终端用于采集设备的第一数据，所述第一数据通过对应的所述第一载波通信发送至第一客户端，且同一时间发送至所述第一客户端的所述第一数据的数据量小于第一限值；

25、第一客户端，若第二载波通信和第三载波通信处于正常状态，所述第一客户端接收所述第一数据后，将所述第一数据拆分为第二数据和第三数据，并标注相同的数据标识，所述第二数据和所述第三数据的数据量分别小于第二限值和第三限值，所述第一客户端通过所述第二载波通信和所述第三载波通信、分别将所述第二数据和所述第三数据发送至第二客户端，且发送所述第三数据时，所述第三数据被拆分为多个第四数据，并间隔预设时间发送，以实现将所述第二数据和所述第三数据同时发送至所述第二客户端，所述第一客户端将发送后的所述第二数据和所述第三数据存储至缓存区，若在第一时长内接收到所述第二客户端返回的接收成功信号，将所述缓存区内的所述第二数据和所述第三数据删除，否则将所述缓存区内的数据重新发送；

26、第二客户端，所述第二客户端基于所述数据标识还原并获得所述第一数据后，通过以太网通信将所述第一数据发送至监控设备。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

28、本发明首先通过第一载波通信收集所有设备的运行数据，并发送至第一客户端，第一客户端在收到运行数据后，将其合并为第一数据，再将第一数据拆分为第二数据和第三数据，第二数据和第三数据分别通过第二载波通信和第三载波通信发送，若只设置同一条线路，一旦发生干扰，还需将整个第一数据重新进行传输，而本发明将第一数据拆分为两个较小的数据，并通过两条线路发送，即便其中一条发生扰动，由于事先已经存储在缓存区中，因此只需将丢失的数据从缓冲区内重新发送即可，如此就提升了数据的传输速度；另外，第三数据还被拆分为两个第四数据进行发送，且第四数据中还存在间隔，这样在提升第三数据发送可靠性的同时，还能使得携带相同标识的数据同时被第二客户端接收，使得第二客户端可以同一时间接收到数据并进行合成。

29、本发明还为第一载波通信、第二载波通信和第三载波通信设置第一限值、第二限值和第三限值，如此可以使得第一客户端接收的数据量与发送的数据量相等，避免第一客户端接收的数据量过大而增加其使用负荷，致使数据出现丢失的风险。