CN109547356A - 一种电能计量的数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能计量的数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质，属于电力数据传输领域。本发明的技术方案是：所述方法通过对满足分片条件的接收报文进行报文分片，根据传输带宽使用不同的编码方式对分片报文进行编码；对不满足分片条件的接收报文进行时延检测，根据不同的时延情况请求发送端使用不同的封装格式封装报文。本发明的有益效果是：解决了现有技术中存在的对于带宽限制的长报文直接丢弃或冗余缓存的问题，从而在充分利用带宽的前提下很好的根据传输控制协议的长度合理的分配数据一次传输的长度。

Description

一种电能计量的数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及一种电能计量的数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质，属于电力数据传输技术领域。

背景技术

随着计算机、通讯技术和物联网的飞速发展，为计量业务管理的创新和提升创造了条件，电力企业迫切需要结合自身行业特点充分利用这些有效资源，在新的大营销服务体系下，不断提升营销计量现场作业能力，电力企业迫切需要利用新技术并结合创新的管理模式和技术拓展更先进、更智能、更高效的营销计量现场互动作业。实现营销计量现场管理从离线到在线、从静态到动态、从被动处理到感知管理。

然而，由于各业务的现场作业逐渐增多，不同的业务会有多轮次的人员去现场，缺少统筹安排，现场作业模式有待改进与提高。现场作业与后台系统不能即时同步，现场作业“信息孤岛”问题严重，现场人员无法获取系统综合信息，系统资源利用低，现场业务操作滞后于系统调试。比如，计量资产设备轮换后，各种设备信息及参数需要现场人员带回后，交由内勤人员录入系统调试才能看到现场工作的质量和效果；业务间数据未完全形成共享共通，同一作业现场存在计量资产轮换、采集设备调试、营配信息采录等多业务界面，由不同业务人员重复出现同一现场工作，然后按流程将变更数据分别更新到用电信息采集系统、营销业务应用系统和营配贯通等系统，信息流转过程较为缓慢且容易出现流程脱节形成错误数据，业务数据并未实现同步更新与共享。

因而需要对电能计量的业务数据报文进行数据传输控制。数据报文，是通过一定的技术标准或数据协议，在互联网中用于交换与传输的数据单元。随着通信技术和电子技术的发展，计算设备，例如计算机，需要处理的复杂业务越来越多。在处理数据报文缓存转发复杂业务时，计算机需要较长的时间才能完成处理。当数据报文缓存转发复杂业务的数据流为高速数据流时，报文之间的时间间隔较窄，为了保证流处理的实时性，留给每个报文的处理窗口很有限。数据报文缓存转发复杂业务的处理过程中，由于计算复杂度较高，一个报文需要多个时钟周期才能完成处理。举例来说，在承诺访问速率机制中的令牌计算与令牌桶维护需要用到大位宽的乘法、加法等运算，至少需要3个时钟周期才能完成。

现有技术，现有的远程计量数据传输系统一般包括智能电能表、计量终端和主站，计量终端主要由厂站电能量采集终端、负荷管理终端、低压抄表集中器和配变监测计量终端等计量设备组成。其中，主站的电能计量的缓存转发系统包括数据输入电路、缓存接口电路、链表管理电路、转发调度电路、数据输出电路、数据缓存器及链表存储器。缓存转发系统的工作原理：将数据缓存切片为多个固定大小的存储单元；当收到数据包时，若接收到的数据包小于或等于一个存储单元的大小，则该数据包占用一个独立的存储单元，而若接收到的数据包大于一个存储单元的大小，则将数据包切割为多个数据分片，然后通过缓存接口电路将多个数据分片分别存储在一个存储单元中，并通过链表管理电路将存储多个数据分片的存储单元组成链表发送至转发调度电路和链表存储器，从而完成数据包的写入；当需从数据缓存中读取数据包时，转发调度电路根据链表存储器中的链表信息从对应的存储单元中读取数据，同时数据缓存回收对应的存储单元，通过数据输出电路将读取的数据分片拼接为一个完整的数据包后输出，从而完成数据包的转发。

然而，由于电能计量的数据报文中包含了将要发送的完整的数据信息，其长短不一致，长度不限且可变。数据报文的转发方式在读取数据报文时，不能很好的根据传输控制协议的长度合理的分配数据一次传输的长度，造成资源浪费，读取速度慢的问题。

综上所述，电能计量的数据报文的处理能力是衡量计量业务管理网络设备性能的一个重要指标，数据报文的有效缓存及高效转发可提高数据的传输速度。因此，如何合理利用资源提高计量业务管理网络设备数据报文的处理效率就成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种电能计量的数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质，通过对满足分片条件的接收报文进行报文分片，根据传输带宽使用不同的编码方式对分片报文进行编码；对不满足分片条件的接收报文进行时延检测，根据不同的时延情况请求发送端使用不同的封装格式封装报文，从而达到在充分利用带宽的前提下很好的根据传输控制协议的长度合理的分配数据一次传输的长度的目的，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种电能计量的数据传输方法，包含以下步骤：（1）接收隧道报文，根据隧道报文首行数据内容的报文长度值判断是否大于最大传输单元值，若是，则判定隧道报文可以分片，则将隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片，若否，则将隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测；（2）当第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对所述分片报文进行编码，当第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对所述分片报文进行编码；（3）当第二令牌桶的隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，请求发送端使用第一封装格式封装所述隧道报文，当第二令牌桶的隧道报文的时延小于预设最小时延阈值时，请求发送端使用第二封装格式封装所述隧道报文。

所述报文分片方法，包括：（1）将隧道报文除以分片报文默认长度值后向上取整的商值作为分片数量，其中，分片报文默认长度值不大于最大传输单元值；（2）调整分片报文默认长度值，使调整的分片报文长度与分片报文头长度之和不超过分片报文默认长度值；(3) 将隧道报文分成分片数量个调整的分片报文长度的分片报文。

所述使用第一编码方式对分片报文进行编码或使用第二编码方式对分片报文进行编码之前，还包括：（1） 将分片报文附加添加校验码，获得校验分片报文；（2）将校验分片报文附加分片报文头部后，根据分片报文的片偏移量按链表顺序排列；（3）将按链表顺序排列的分片报文队列通过先进先出窗口的调度方式路由转发至下一网络节点。

当所述隧道报文可以分片时，方法还包括：（1）根据隧道报文分片后所需的令牌数调整通知窗口长度；（2）将调整的通知窗口长度反馈给发送端。

当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对分片报文进行编码，包括：（1）当采用有线传输时，选择单极性编码方式对级联的分片报文进行编码；（2）当采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择M进制QAM正交调制混合编码方式对级联的分片报文进行编码，其中，M是2的整数倍。

当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对分片报文进行编码，包括：（1）当采用有线传输时，选择双极性编码方式对级联的分片报文进行编码；（2）当采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择N个子载波OFDM正交调制混合编码方式对级联的分片报文进行编码，其中，N是2的整数倍。

一种电能计量系统，包含接收模块、调度模块和处理模块，三者依次连接。

一种电能计量设备，包含通信总线、存储器和处理器，所述存储器和处理器通过通信总线连接。

一种电能计量的计算机可读存储介质，包含计算机程序，与电能计量的数据传输方法相匹配。

本发明的有益效果是：通过对满足分片条件的接收报文进行报文分片，根据传输带宽使用不同的编码方式对分片报文进行编码；对不满足分片条件的接收报文进行时延检测，根据不同的时延情况请求发送端使用不同的封装格式封装报文。解决了现有技术中存在的对于带宽限制的长报文直接丢弃或冗余缓存的问题，从而达到在充分利用带宽的前提下很好的根据传输控制协议的长度合理的分配数据一次传输的长度的目的。

附图说明

图1 是本发明电能计量的数据传输方法实施例一流程示意图；

图2是本发明电能计量的数据传输方法实施例二流程示意图；

图3是本发明电能计量的数据传输系统结构示意图；

图4是本发明电能计量的数据传输设备结构示意图；

图中：接收模块21、调度模块22、处理模块23、通信总线31、存储器32、处理器33。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明技术方案作进一步详细的说明。

一种电能计量的数据传输方法，包含以下步骤：（1）接收隧道报文，根据隧道报文首行数据内容的报文长度值判断是否大于最大传输单元值，若是，则判定隧道报文可以分片，则将隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片，若否，则将隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测；（2）当第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对所述分片报文进行编码，当第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对所述分片报文进行编码；（3）当第二令牌桶的隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，请求发送端使用第一封装格式封装所述隧道报文，当第二令牌桶的隧道报文的时延小于预设最小时延阈值时，请求发送端使用第二封装格式封装所述隧道报文。

所述报文分片方法，包括：（1）将隧道报文除以分片报文默认长度值后向上取整的商值作为分片数量，其中，分片报文默认长度值不大于最大传输单元值；（2）调整分片报文默认长度值，使调整的分片报文长度与分片报文头长度之和不超过分片报文默认长度值；(3) 将隧道报文分成分片数量个调整的分片报文长度的分片报文。

所述使用第一编码方式对分片报文进行编码或使用第二编码方式对分片报文进行编码之前，还包括：（1） 将分片报文附加添加校验码，获得校验分片报文；（2）将校验分片报文附加分片报文头部后，根据分片报文的片偏移量按链表顺序排列；（3）将按链表顺序排列的分片报文队列通过先进先出窗口的调度方式路由转发至下一网络节点。

当所述隧道报文可以分片时，方法还包括：（1）根据隧道报文分片后所需的令牌数调整通知窗口长度；（2）将调整的通知窗口长度反馈给发送端。

当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对分片报文进行编码，包括：（1）当采用有线传输时，选择单极性编码方式对级联的分片报文进行编码；（2）当采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择M进制QAM正交调制混合编码方式对级联的分片报文进行编码，其中，M是2的整数倍。

当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对分片报文进行编码，包括：（1）当采用有线传输时，选择双极性编码方式对级联的分片报文进行编码；（2）当采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择N个子载波OFDM正交调制混合编码方式对级联的分片报文进行编码，其中，N是2的整数倍。

一种电能计量系统，包含接收模块21、调度模块22和处理模块23，三者依次连接。

一种电能计量设备，包含通信总线31、存储器32和处理器33，所述存储器32和处理器33通过通信总线31连接。

一种电能计量的计算机可读存储介质，包含计算机程序，与电能计量的数据传输方法相匹配。

本发明实施例技术方案的主要思想：判断所接收的隧道报文是否可以分片，若是，则将所述隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片，若否，则将所述隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测；当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对所述分片报文进行编码，当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对所述分片报文进行编码；当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，请求发送端使用第一封装格式封装所述隧道报文，当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延小于预设最小时延阈值时，请求发送端使用第二封装格式封装所述隧道报文。

为了更好的理解上述的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

本发明实施例一提供了一种电能计量的数据传输方法，如图1所示，该电能计量的数据传输方法具体可以包括如下步骤：

步骤S101，接收隧道报文；

本实施例中，上述方法可以应用于TCP或SDN网络中的交换机、转发器或路由器中，为便于描述，以下及以上述方法的执行主体为电能计量转发器为例进行说明。

本实施例中，上述隧道报文并不特指某个固定的隧道报文，而是可以指代转发器接收到的任一隧道报文，本发明实施例后续不做复述。

步骤S102，判断所述隧道报文是否可以分片，若是，则将所述隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片，若否，则将所述隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测；

本实施例中，隧道接收模块接收到报文发送端发送的报文（即待传输报文）时，可以获取该待传输报文的长度，该长度是隧道报文首行数据内容的报文长度值。

将所述隧道报文首行数据内容的报文长度值与最大传输单元值相比较，当所述隧道报文首行数据内容的报文长度值大于最大传输单元值，比如最大传输单元值是1500字节，则判定所述隧道报文可以分片，并将所述隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片；

将所述隧道报文首行数据内容的报文长度值与最大传输单元值相比较，当所述隧道报文首行数据内容的报文长度值小于等于最大传输单元值，比如最大传输单元值是1500字节，判定所述隧道报文不可以分片，并将所述隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测。

本实施例中，所述报文分片的方法具体包括如下步骤：

首先，将所述隧道报文除以分片报文默认长度值后向上取整的商值作为分片数量，其中，所述分片报文默认长度值不大于所述最大传输单元值，比如，最大传输单元值是1500字节；

本实施例中，可以确定待传输报文的数量，即确定需要将该隧道报文分成多少个待传输报文，并将该待传输报文分成N个报文。

作为示例，假设所述隧道报文的长度为11100字节，分片报文默认长度值为1200字节，获取的商值和余数分别为9和300，将11100字节长度的所述隧道报文分为10个分片报文。

其次，调整所述分片报文默认长度值，使调整的分片报文长度与所述分片报文头长度之和不超过所述分片报文默认长度值；比如，分片报文头是12字节。

然后，将所述隧道报文分成所述分片数量个所述调整的分片报文长度的分片报文。

步骤S103，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对所述分片报文进行编码。

在一个可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时且采用有线传输时，选择单极性编码方式对级联的所述分片报文进行编码；

在另一可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时且采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择M进制QAM正交调制混合编码方式对级联的所述分片报文进行编码，其中，M是2的整数倍。

需要说明的是，在符合当前带宽传输要求的前提下，如果要求较低的误码率，可采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中M值较低的调制格式，比如M=16，以保证重要数据的可靠传输；如果允许较高的误码率，可采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中M值较大的调制格式，比如M=128，以保证重要数据的高效传输。

当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对所述分片报文进行编码。

在一个可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求且采用有线传输时，选择双极性编码方式对级联的所述分片报文进行编码；

在另一可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求且采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择N个子载波OFDM正交调制混合编码方式对级联的所述分片报文进行编码，其中，N是2的整数倍。

需要说明的是，由于当前带宽受限，需要采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中N值较低的调制格式，比如N=256，以保证数据的FFT子载波占用的带宽总数不能超过0.8的传输带宽，以保证数据的可靠传输。

当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，请求发送端使用第一封装格式封装所述隧道报文，当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延小于最小预设时延阈值时，请求发送端使用第二封装格式封装所述隧道报文。

本实施例中，当接收的所述隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，表明报文的路由时间较长，需要通知发送端在下一次的要采用较短的数据包格式来封装隧道报文再传输，其中，所述第一封装格式是较短的、固定长度的数据包封装格式。

本实施例中，当接收的所述隧道报文的时延小于预设最小时延阈值时，表明报文的路由时间较短，可通知发送端在下一次的要采用较长的数据包格式来封装隧道报文再传输。其中，所述第二封装格式是较长的、可变长度的数据包封装格式。

具体地，所述第一封装格式、第二封装格式的封装内容依次排列为：目的地址、源地址、校验位、报文长度、隧道标识及报文正文。其中，第一封装格式的报文正文的数量是固定的、第二封装格式的报文正文的数量是可变的。

在发送端的所述封装过程具体为：将隧道的目的地址、源地址、校验位、报文长度、隧道标识加至报文正文中。

实施例二

本发明实施例二提供了一种电能计量的数据传输方法，如图2所示，该电能计量的数据传输方法具体可以包括如下步骤：

步骤S201，接收隧道报文；

本实施例中，上述方法可以应用于TCP或SDN网络中的交换机、转发器或路由器中，为便于描述，以下及以上述方法的执行主体为转发器为例进行说明。

本实施例中，上述隧道报文并不特指某个固定的隧道报文，而是可以指代转发器接收到的任一隧道报文，本发明实施例后续不做复述。

步骤S202，判断所述隧道报文是否可以分片，若是，则将所述隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片，若否，则将所述隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测；

本实施例中，隧道接收模块接收到报文发送端发送的报文（即待传输报文）时，可以获取该待传输报文的长度，该长度是隧道报文首行数据内容的报文长度值。

将所述隧道报文首行数据内容的报文长度值与最大传输单元值相比较，当所述隧道报文首行数据内容的报文长度值大于最大传输单元值，比如最大传输单元值是1500字节，则判定所述隧道报文可以分片，并将所述隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片；

将所述隧道报文首行数据内容的报文长度值与最大传输单元值相比较，当所述隧道报文首行数据内容的报文长度值小于等于最大传输单元值，比如最大传输单元值是1500字节，判定所述隧道报文不可以分片，并将所述隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测。

本实施例中，所述报文分片的方法具体包括如下步骤：

首先，将所述隧道报文除以分片报文默认长度值后向上取整的商值作为分片数量，其中，所述分片报文默认长度值不大于所述最大传输单元值，比如，最大传输单元值是1500字节；

本实施例中，可以确定待传输报文的数量，即确定需要将该隧道报文分成多少个待传输报文，并将该待传输报文分成N个报文。

作为示例，假设所述隧道报文的长度为11100字节，分片报文默认长度值为1200字节，获取的商值和余数分别为9和300，将11100字节长度的所述隧道报文分为10个分片报文。

其次，调整所述分片报文默认长度值，使调整的分片报文长度与所述分片报文头长度之和不超过所述分片报文默认长度值；比如，分片报文头是12字节。

然后，将所述隧道报文分成所述分片数量个所述调整的分片报文长度的分片报文。

步骤S203，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，首先，将所述分片报文附加添加校验码，获得校验分片报文；其次，将所述校验分片报文附加所述分片报文头部后，根据所述分片报文的片偏移量按链表顺序排列；接着，将按所述链表顺序排列的分片报文队列通过先进先出窗口的调度方式路由转发至下一网络节点；最后，使用第一编码方式对所述分片报文进行编码。

在一个可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时且采用有线传输时，选择单极性编码方式对级联的所述分片报文进行编码；

在另一可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时且采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择M进制QAM正交调制混合编码方式对级联的所述分片报文进行编码，其中，M是2的整数倍。

需要说明的是，在符合当前带宽传输要求的前提下，如果要求较低的误码率，可采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中M值较低的调制格式，比如M=16，以保证重要数据的可靠传输；如果允许较高的误码率，可采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中M值较大的调制格式，比如M=128，以保证重要数据的高效传输。

当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，首先，将所述分片报文附加添加校验码，获得校验分片报文；其次，将所述校验分片报文附加所述分片报文头部后，根据所述分片报文的片偏移量按链表顺序排列；接着，将按所述链表顺序排列的分片报文队列通过先进先出窗口的调度方式路由转发至下一网络节点；最后，使用第二编码方式对所述分片报文进行编码。

在一个可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求且采用有线传输时，选择双极性编码方式对级联的所述分片报文进行编码；

在另一可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求且采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择N个子载波OFDM正交调制混合编码方式对级联的所述分片报文进行编码，其中，N是2的整数倍。

需要说明的是，由于当前带宽受限，需要采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中N值较低的调制格式，比如N=256，以保证数据的FFT子载波占用的带宽总数不能超过0.8的传输带宽，以保证数据的可靠传输。

当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，请求发送端使用第一封装格式封装所述隧道报文，当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延小于最小预设时延阈值时，请求发送端使用第二封装格式封装所述隧道报文。

本实施例中，当接收的所述隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，表明报文的路由时间较长，需要通知发送端在下一次的要采用较短的数据包格式来封装隧道报文再传输，其中，所述第一封装格式是较短的、固定长度的数据包封装格式。

本实施例中，当接收的所述隧道报文的时延小于预设最小时延阈值时，表明报文的路由时间较短，可通知发送端在下一次的要采用较长的数据包格式来封装隧道报文再传输。其中，所述第二封装格式是较长的、可变长度的数据包封装格式。

具体地，所述第一封装格式、第二封装格式的封装内容依次排列为：目的地址、源地址、校验位、报文长度、隧道标识及报文正文。其中，第一封装格式的报文正文的数量是固定的、第二封装格式的报文正文的数量是可变的。

在发送端的所述封装过程具体为：将隧道的目的地址、源地址、校验位、报文长度、隧道标识加至报文正文中。

步骤S204，根据所述隧道报文分片后所需的令牌数调整通知窗口长度；将调整的所述通知窗口长度反馈至给发送端。

在本实施例中，由于所述隧道报文分片后导致占用的令牌数需求发生了变化，因而需要将原来的令牌数窗口长度做相应的调整，并将调整后的通知窗口长度及时通知发送端，以免在接收端调整了令牌需求后，发送端依然按原来的令牌协议来传输报文，导致隧道报文拥塞或丢包。

实施例三

本发明实施例三提供了一种电能计量的数据传输系统，在本发明实施例中，下述系统可以应用于TCP或SDN网络中的交换机、转发器或路由器中，为便于描述，以下系统的执行主体为转发器为例进行说明，如图3所示，该电能计量的数据传输系统具体可以包括如下模块：

接收模块，用于接收隧道报文；

调度模块，用于判断所述隧道报文是否可以分片，若是，则将所述隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片，若否，则将所述隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测；

处理模块，用于当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对所述分片报文进行编码，当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对所述分片报文进行编码；还用于当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，请求发送端使用第一封装格式封装所述隧道报文，当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延小于预设最小时延阈值时，请求发送端使用第二封装格式封装所述隧道报文。

实施例四

本发明实施例四提供了一种电能计量的数据传输设备，如图4所示，该电能计量的数据传输设备具体可以包括如下模块：

通信总线，用于实现处理器与存储器间的连接通信；

存储器，用于存储计算机程序；存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包含非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。存储器可选的可以包含至少一个存储装置。

处理器，用于执行上述计算机程序以实现如下步骤：

步骤S301，接收隧道报文；

本实施例中，上述方法可以应用于TCP或SDN网络中的交换机、转发器或路由器中，为便于描述，以下及以上述方法的执行主体为转发器为例进行说明。

本实施例中，上述隧道报文并不特指某个固定的隧道报文，而是可以指代转发器接收到的任一隧道报文，本发明实施例后续不做复述。

步骤S302，判断所述隧道报文是否可以分片，若是，则将所述隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片，若否，则将所述隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测；

本实施例中，隧道接收模块接收到报文发送端发送的报文（即待传输报文）时，可以获取该待传输报文的长度，该长度是隧道报文首行数据内容的报文长度值。

将所述隧道报文首行数据内容的报文长度值与最大传输单元值相比较，当所述隧道报文首行数据内容的报文长度值大于最大传输单元值，比如最大传输单元值是1500字节，则判定所述隧道报文可以分片，并将所述隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片；

将所述隧道报文首行数据内容的报文长度值与最大传输单元值相比较，当所述隧道报文首行数据内容的报文长度值小于等于最大传输单元值，比如最大传输单元值是1500字节，判定所述隧道报文不可以分片，并将所述隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测。

本实施例中，所述报文分片的方法具体包括如下步骤：

首先，将所述隧道报文除以分片报文默认长度值后向上取整的商值作为分片数量，其中，所述分片报文默认长度值不大于所述最大传输单元值，比如，最大传输单元值是1500字节；

本实施例中，可以确定待传输报文的数量，即确定需要将该隧道报文分成多少个待传输报文，并将该待传输报文分成N个报文。

作为示例，假设所述隧道报文的长度为11100字节，分片报文默认长度值为1200字节，获取的商值和余数分别为9和300，将11100字节长度的所述隧道报文分为10个分片报文。

其次，调整所述分片报文默认长度值，使调整的分片报文长度与所述分片报文头长度之和不超过所述分片报文默认长度值；比如，分片报文头是12字节。

然后，将所述隧道报文分成所述分片数量个所述调整的分片报文长度的分片报文。

步骤S303，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，首先，将所述分片报文附加添加校验码，获得校验分片报文；其次，将所述校验分片报文附加所述分片报文头部后，根据所述分片报文的片偏移量按链表顺序排列；接着，将按所述链表顺序排列的分片报文队列通过先进先出窗口的调度方式路由转发至下一网络节点；最后，使用第一编码方式对所述分片报文进行编码。

在一个可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时且采用有线传输时，选择单极性编码方式对级联的所述分片报文进行编码；

在另一可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时且采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择M进制QAM正交调制混合编码方式对级联的所述分片报文进行编码，其中，M是2的整数倍。

需要说明的是，在符合当前带宽传输要求的前提下，如果要求较低的误码率，可采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中M值较低的调制格式，比如M=16，以保证重要数据的可靠传输；如果允许较高的误码率，可采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中M值较大的调制格式，比如M=128，以保证重要数据的高效传输。

当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，首先，将所述分片报文附加添加校验码，获得校验分片报文；其次，将所述校验分片报文附加所述分片报文头部后，根据所述分片报文的片偏移量按链表顺序排列；接着，将按所述链表顺序排列的分片报文队列通过先进先出窗口的调度方式路由转发至下一网络节点；最后，使用第二编码方式对所述分片报文进行编码。

在一个可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求且采用有线传输时，选择双极性编码方式对级联的所述分片报文进行编码；

在另一可选实施例中，当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求且采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择N个子载波OFDM正交调制混合编码方式对级联的所述分片报文进行编码，其中，N是2的整数倍。

需要说明的是，由于当前带宽受限，需要采用所述报文数量-编码索引表的映射关系中N值较低的调制格式，比如N=256，以保证数据的FFT子载波占用的带宽总数不能超过0.8的传输带宽，以保证数据的可靠传输。

当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，请求发送端使用第一封装格式封装所述隧道报文，当所述第二令牌桶的所述隧道报文的时延小于最小预设时延阈值时，请求发送端使用第二封装格式封装所述隧道报文。

本实施例中，当接收的所述隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，表明报文的路由时间较长，需要通知发送端在下一次的要采用较短的数据包格式来封装隧道报文再传输，其中，所述第一封装格式是较短的、固定长度的数据包封装格式。

本实施例中，当接收的所述隧道报文的时延小于预设最小时延阈值时，表明报文的路由时间较短，可通知发送端在下一次的要采用较长的数据包格式来封装隧道报文再传输。其中，所述第二封装格式是较长的、可变长度的数据包封装格式。

具体地，所述第一封装格式、第二封装格式的封装内容依次排列为：目的地址、源地址、校验位、报文长度、隧道标识及报文正文。其中，第一封装格式的报文正文的数量是固定的、第二封装格式的报文正文的数量是可变的。

在发送端的所述封装过程具体为：将隧道的目的地址、源地址、校验位、报文长度、隧道标识加至报文正文中。

步骤S304，根据所述隧道报文分片后所需的令牌数调整通知窗口长度；将调整的所述通知窗口长度反馈至给发送端。

在本实施例中，由于所述隧道报文分片后导致占用的令牌数需求发生了变化，因而需要将原来的令牌数窗口长度做相应的调整，并将调整后的通知窗口长度及时通知发送端，以免在接收端调整了令牌需求后，发送端依然按原来的令牌协议来传输报文，导致隧道报文拥塞或丢包。

本实施例中的处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现成可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。上述处理器可以是微处理器或者上述处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

实施例五

本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述电能计量的数据传输的方法。

综上上述，本发明实施例提供的一种电能计量的数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质，通过对满足分片条件的接收报文进行报文分片，根据传输带宽使用不同的编码方式对分片报文进行编码；对不满足分片条件的接收报文进行时延检测，根据不同的时延情况请求发送端使用不同的封装格式封装报文。所以，本发明实施例达到了以下技术效果：解决了现有技术中存在的对于带宽限制的长报文直接丢弃或冗余缓存的问题，从而在充分利用带宽的前提下很好的根据传输控制协议的长度合理的分配数据一次传输的长度。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。该计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明是参照本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种电能计量的数据传输方法，其特征在于包含以下步骤：（1）接收隧道报文，根据隧道报文首行数据内容的报文长度值判断是否大于最大传输单元值，若是，则判定隧道报文可以分片，则将隧道报文分配至第一令牌桶进行报文分片，若否，则将隧道报文分配至第二令牌桶进行时延检测；（2）当第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对所述分片报文进行编码，当第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对所述分片报文进行编码；（3）当第二令牌桶的隧道报文的时延大于预设最大时延阈值时，请求发送端使用第一封装格式封装所述隧道报文，当第二令牌桶的隧道报文的时延小于预设最小时延阈值时，请求发送端使用第二封装格式封装所述隧道报文。

2.根据权利要求1所述的一种电能计量的数据传输方法，其特征在于：所述报文分片方法，包括（1）将隧道报文除以分片报文默认长度值后向上取整的商值作为分片数量，其中，分片报文默认长度值不大于最大传输单元值；（2）调整分片报文默认长度值，使调整的分片报文长度与分片报文头长度之和不超过分片报文默认长度值；(3) 将隧道报文分成分片数量个调整的分片报文长度的分片报文。

3.根据权利要求1所述的一种电能计量的数据传输方法，其特征在于：所述使用第一编码方式对分片报文进行编码或使用第二编码方式对分片报文进行编码之前，还包括（1） 将分片报文附加添加校验码，获得校验分片报文；（2）将校验分片报文附加分片报文头部后，根据分片报文的片偏移量按链表顺序排列；（3）将按链表顺序排列的分片报文队列通过先进先出窗口的调度方式路由转发至下一网络节点。

4.根据权利要求3所述的一种电能计量的数据传输方法，其特征在于：当所述隧道报文可以分片时，方法还包括（1）根据隧道报文分片后所需的令牌数调整通知窗口长度；（2）将调整的通知窗口长度反馈给发送端。

5.根据权利要求1所述的一种电能计量的数据传输方法，其特征在于：当所述第一令牌桶的分片报文数量符合当前带宽传输要求时，使用第一编码方式对分片报文进行编码，包括（1）当采用有线传输时，选择单极性编码方式对级联的分片报文进行编码；（2）当采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择M进制QAM正交调制混合编码方式对级联的分片报文进行编码，其中，M是2的整数倍。

6.根据权利要求1所述的一种电能计量的数据传输方法，其特征在于：当所述第一令牌桶的分片报文数量不符合当前带宽传输要求时，使用第二编码方式对分片报文进行编码，包括（1）当采用有线传输时，选择双极性编码方式对级联的分片报文进行编码；（2）当采用无线传输时，根据报文数量-编码索引表的映射关系选择N个子载波OFDM正交调制混合编码方式对级联的分片报文进行编码，其中，N是2的整数倍。

7.一种电能计量系统，其特征在于：包含接收模块（21）、调度模块（22）和处理模块（23），三者依次连接。

8.一种电能计量设备，其特征在于：包含通信总线（31）、存储器（32）和处理器（33），所述存储器（32）和处理器（33）通过通信总线（31）连接。

9.一种电能计量的计算机可读存储介质，其特征在于：包含计算机程序，与电能计量的数据传输方法相匹配。