本發(fā)明涉及用電信息采集領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用層協(xié)議基于數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?br/>
背景技術(shù)：
在當(dāng)前基于電力線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的用電信息采集系統(tǒng)中，應(yīng)用層協(xié)議都基于TCP/IP協(xié)議，本質(zhì)上都是以O(shè)SI七層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層（L3層）、傳輸層（L4層）為基礎(chǔ)在OSI七層協(xié)議的應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用層協(xié)議。實(shí)際應(yīng)用中電力線網(wǎng)絡(luò)信道質(zhì)量不高，通信效果不好，這時(shí)L3層和L4層占用大量通信開銷、對信道質(zhì)量要求較高的缺點(diǎn)變得十分嚴(yán)重甚至不可接受，并且這種缺點(diǎn)會隨著中繼層數(shù)的增加而更加顯著。同時(shí)，集中器必須擁有所有終端模塊的IP地址信息，而用電信息采集系統(tǒng)中往往只記錄MAC地址，這就要求終端模塊的MAC地址和IP地址必須有一對一的映射關(guān)系，而且在集中器中引入了MAC地址與IP地址的映射表，終端模塊的MAC地址和IP地址一對一的映射關(guān)系降低了系統(tǒng)的靈活性，并且集中器維護(hù)這額外的映射表增大了系統(tǒng)的復(fù)雜度，降低了系統(tǒng)健壯性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種減少信道開銷，提高系統(tǒng)靈活性、健壯性，降低系統(tǒng)復(fù)雜度的用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā榱藢?shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種技術(shù)方案為：一種在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，所述用電信息采集系統(tǒng)包括集中器，該集中器通信連接頭端模塊，該頭端模塊寬帶通信連接一終端模塊，該終端模塊通信連接采集器，集中器向采集器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，集中器將用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送給頭端模塊，頭端模塊將該用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)鏈路層幀并通過寬帶發(fā)送給終端模塊，終端模塊接收頭端模塊發(fā)送的第一數(shù)據(jù)鏈路層幀，終端模塊對第一數(shù)據(jù)鏈路層幀進(jìn)行解幀后發(fā)送給采集器；采集器向集中器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采集器將發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送給終端模塊，終端模塊將發(fā)送數(shù)據(jù)封裝成第二數(shù)據(jù)鏈路層幀后通過寬帶通信發(fā)送給頭端模塊，頭端模塊將第二數(shù)據(jù)鏈路層幀轉(zhuǎn)換為集中器可接受的數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器。其中，所述集中器與頭端模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸基于TCP/UDP幀協(xié)議，所述用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法為，集中器向采集器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)在集中器中封裝成第一TCP/UDP幀后發(fā)送給頭端模塊，頭端模塊將第一TCP/UDP幀轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)鏈路層幀并通過寬帶發(fā)送給終端模塊，終端模塊接收頭端模塊發(fā)送的第一數(shù)據(jù)鏈路層幀，終端模塊對第一數(shù)據(jù)鏈路層幀進(jìn)行解幀后發(fā)送給采集器；采集器向集中器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采集器將發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送給終端模塊，終端模塊將發(fā)送數(shù)據(jù)封裝成第二數(shù)據(jù)鏈路層幀后通過寬帶通信發(fā)送給頭端模塊，頭端模塊對第二數(shù)據(jù)鏈路層幀進(jìn)行物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的解幀后再封裝為第二TCP/UDP幀并發(fā)送給集中器。其中，所述集中器與頭端模塊之間網(wǎng)口連接。其中，所述將第一TCP/UDP幀轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)鏈路層幀的方法為，將第一TCP/UDP幀依次進(jìn)行物理層到傳輸層的解幀，然后將解完幀的數(shù)據(jù)重新封裝為第一數(shù)據(jù)鏈路層幀。其中，所述頭端模塊與終端模塊之間的寬帶通信為電力線寬帶通信。其中，所述終端模塊通信連接采集器的方式為串口連接。本發(fā)明的有益效果為：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的基于寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的用電信息采集系統(tǒng)中，應(yīng)用層協(xié)議都基于TCP/IP協(xié)議，本質(zhì)上都是以O(shè)SI七層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層為基礎(chǔ)在OSI七層協(xié)議的應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用層協(xié)議，本發(fā)明的在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，在頭端模塊進(jìn)行幀的轉(zhuǎn)換，將集中器發(fā)往采集器的數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)鏈路層幀再發(fā)送出去，同樣將采集器發(fā)送給集中器的數(shù)據(jù)鏈路層幀在此轉(zhuǎn)換為集中器可讀的幀，在終端模塊進(jìn)行接收數(shù)據(jù)鏈路層幀并解幀然后將解幀出的數(shù)據(jù)發(fā)送給采集器，以及采集器發(fā)送出的數(shù)據(jù)經(jīng)過終端模塊封裝成數(shù)據(jù)鏈路層幀并發(fā)送給頭端模塊，這樣數(shù)據(jù)在寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中都是以數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議傳輸?shù)?，因此?、去除網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層的通信開銷，對信道質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)通信能力的要求隨之降低，在電力線通信網(wǎng)絡(luò)信道惡劣的時(shí)候能夠保證更高的采集成功率；2、不再要求終端模塊的MAC地址和IP地址有一對一的映射關(guān)系，只需在集中器中設(shè)定頭端模塊IP，不再需要維護(hù)全部終端模塊的MAC-IP映射表，提高了系統(tǒng)的靈活性，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)健壯性。附圖說明圖1為本發(fā)明的電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)流的示意圖。具體實(shí)施方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。請參閱圖1，圖中L2表示數(shù)據(jù)鏈路層。本發(fā)明提供了一種在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ鲇秒娦畔⒉杉到y(tǒng)包括集中器，該集中器通信連接頭端模塊，該頭端模塊寬帶通信連接一終端模塊，該終端模塊通信連接采集器，集中器向采集器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，集中器將用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送給頭端模塊，頭端模塊將該用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)鏈路層幀并通過寬帶發(fā)送給終端模塊，終端模塊接收頭端模塊發(fā)送的第一數(shù)據(jù)鏈路層幀，終端模塊對第一數(shù)據(jù)鏈路層幀進(jìn)行解幀后發(fā)送給采集器；采集器向集中器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采集器將發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送給終端模塊，終端模塊將發(fā)送數(shù)據(jù)封裝成第二數(shù)據(jù)鏈路層幀后通過寬帶通信發(fā)送給頭端模塊，頭端模塊將第二數(shù)據(jù)鏈路層幀轉(zhuǎn)化為集中器可接受的數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的基于寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的用電信息采集系統(tǒng)中，應(yīng)用層協(xié)議都基于TCP/IP協(xié)議，本質(zhì)上都是以O(shè)SI七層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層為基礎(chǔ)在OSI七層協(xié)議的應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用層協(xié)議，本發(fā)明的在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，在頭端模塊進(jìn)行幀的轉(zhuǎn)換，將集中器發(fā)往采集器的數(shù)據(jù)幀封裝成數(shù)據(jù)鏈路層幀再發(fā)送出去，同樣將采集器發(fā)送給集中器的數(shù)據(jù)鏈路層幀在此轉(zhuǎn)換為集中器可讀的幀，在終端模塊進(jìn)行接收數(shù)據(jù)鏈路層幀并解幀然后將解幀出的數(shù)據(jù)發(fā)送給采集器，以及采集器發(fā)送出的數(shù)據(jù)經(jīng)過終端模塊封裝成數(shù)據(jù)鏈路層幀并發(fā)送給頭端模塊，這樣數(shù)據(jù)在寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中都是以數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議傳輸?shù)模虼耍?、去除網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層的通信開銷，對信道質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)通信能力的要求隨之降低，在電力線通信網(wǎng)絡(luò)信道惡劣的時(shí)候能夠保證更高的采集成功率；2、不再要求終端模塊的MAC地址和IP地址有一對一的映射關(guān)系，只需在集中器中設(shè)定頭端模塊IP，不再需要維護(hù)全部終端模塊的MAC-IP映射表，提高了系統(tǒng)的靈活性，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)健壯性。在本實(shí)施例中，所述集中器與頭端模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸基于TCP/UDP幀協(xié)議，集中器向采集器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)在集中器中封裝成第一TCP/UDP幀后發(fā)送給頭端模塊，頭端模塊將第一TCP/UDP幀依次進(jìn)行物理層到傳輸層的解幀，然后將解完幀的數(shù)據(jù)重新封裝為第一數(shù)據(jù)鏈路層幀并通過寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給終端模塊，終端模塊接收頭端模塊發(fā)送的第一數(shù)據(jù)鏈路層幀，終端模塊對第一數(shù)據(jù)鏈路層幀進(jìn)行解幀后發(fā)送給采集器；采集器向集中器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采集器將發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送給終端模塊，終端模塊將發(fā)送數(shù)據(jù)封裝成第二數(shù)據(jù)鏈路層幀后通過寬帶通信發(fā)送給頭端模塊，頭端模塊對第二數(shù)據(jù)鏈路層幀進(jìn)行物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的解幀后再封裝為第二TCP/UDP幀并發(fā)送給集中器。當(dāng)然，在另一實(shí)施例中，集中器和頭端模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸是基于串口協(xié)議傳輸?shù)?，此時(shí)，頭端模塊具有將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)鏈路層幀的功能，同時(shí)也具有將數(shù)據(jù)鏈路層幀轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)的功能；或者，集中器和頭端模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸是其他形式的數(shù)據(jù)，只要在頭端模塊上加入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能即可。在本實(shí)施例中，所述頭端模塊與終端模塊之間的寬帶通信為電力線寬帶通信，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕糠质窃陔娏€寬帶上進(jìn)行的，由于電力線分布廣使得用電采集系統(tǒng)的安裝和使用既方便，范圍有廣泛，同時(shí)實(shí)際應(yīng)用中電力線網(wǎng)絡(luò)信道質(zhì)量不高，通信效果不好，這時(shí)網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層占用大量通信開銷、對信道質(zhì)量要求較高的缺點(diǎn)變得十分嚴(yán)重甚至不可接受，并且這種缺點(diǎn)會隨著中繼層數(shù)的增加而更加顯著，因此采用本發(fā)明的在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ㄊ蔷哂型怀龅膶?shí)用效果的，使得電力線寬帶網(wǎng)絡(luò)在用電信息采集領(lǐng)域可以應(yīng)用的更加廣泛和讓用戶實(shí)用更加的放心。在本實(shí)施例中，所述終端模塊通信連接采集器的方式為串口連接，所述集中器與頭端模塊之間網(wǎng)絡(luò)接口連接。本發(fā)明的原理是：將集中器發(fā)送的數(shù)據(jù)和采集器發(fā)送的數(shù)據(jù)，分別由頭端模塊和終端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)鏈路層的幀，這樣在頭端模塊與終端模塊之間的數(shù)據(jù)就是基于數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議傳輸?shù)摹Ｒ陨纤鰞H為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。