[發(fā)明專利]一種分布式雙層實(shí)時(shí)壓縮方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710099979.2
• 申請(qǐng)日: 2007-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101078931A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉桂雄;洪曉斌;金軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;H03M13/29
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 魯兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分布式雙層實(shí)時(shí)壓縮方法及系統(tǒng)，尤其涉及基于IP模式協(xié)同測(cè)控系統(tǒng)的測(cè)控?cái)?shù)據(jù)雙層實(shí)時(shí)壓縮方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)以太網(wǎng)在測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用的進(jìn)一步推廣，系統(tǒng)內(nèi)的測(cè)控節(jié)點(diǎn)大幅度增加，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的引入可大大增加了數(shù)據(jù)庫(kù)的容量；同時(shí)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢時(shí)，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)使得對(duì)硬盤(pán)的操作時(shí)間變短，且數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的解壓速度快，使得系統(tǒng)可以在不影響其他操作的情況下增大查詢的數(shù)據(jù)時(shí)間區(qū)間。更為重要的是，基于壓縮技術(shù)，可以大大減少了在現(xiàn)場(chǎng)以太網(wǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)量，很好地避免了工業(yè)以太網(wǎng)的沖突問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的可靠性。

縱觀國(guó)內(nèi)外比較常見(jiàn)的幾種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，常見(jiàn)的數(shù)據(jù)壓縮算法主要有兩種：一種以ENDA數(shù)據(jù)庫(kù)為代表，采用Huffman壓縮算法；另一種以PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為代表，采用旋轉(zhuǎn)門(mén)壓縮算法，其中旋轉(zhuǎn)門(mén)算法比Huffman算法具有更高的壓縮比，但應(yīng)用于IP模式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中不足之處有三：①“過(guò)渡數(shù)據(jù)集”容量大小的隨機(jī)性。“過(guò)渡數(shù)據(jù)集”指前一個(gè)被保留的數(shù)據(jù)點(diǎn)和新的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)不會(huì)被保存但卻是該旋轉(zhuǎn)門(mén)壓縮實(shí)現(xiàn)算法所必須用到的，它們被保存在內(nèi)存中，如要“過(guò)渡數(shù)據(jù)集”太大，那將造成內(nèi)存的極大浪費(fèi)，影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；②隨著“過(guò)渡數(shù)據(jù)集”的增大，判斷過(guò)渡數(shù)據(jù)集內(nèi)數(shù)據(jù)是否不在“平行四邊形”內(nèi)的時(shí)間將以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，成為實(shí)時(shí)系統(tǒng)的瓶頸；③屬于單節(jié)點(diǎn)的壓縮技術(shù)，沒(méi)考慮到分布式系統(tǒng)中多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)之間存在的大量冗余信息。

根據(jù)以上所述，壓縮方法的創(chuàng)新需要結(jié)合IP模式協(xié)同測(cè)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)來(lái)研究，它影響到測(cè)控?cái)?shù)據(jù)壓縮的壓縮率、準(zhǔn)確率、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性等。

IP模式協(xié)同測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：①采集速度快；②有效性受時(shí)間限制；③分布式數(shù)據(jù)存在一定的冗余度；④參量間存在多重相關(guān)性，某些參量受到其他多個(gè)參量的影響等。故此如何提高分布式測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的壓縮率和準(zhǔn)確性，尋找多參量之間的耦合信息進(jìn)行處理是IP模式協(xié)同測(cè)控系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)非常重要的研究方向。

國(guó)內(nèi)專利號(hào)為CN200510115119.4涉及一種用于過(guò)程控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮方法，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括模擬量的數(shù)值，該方法包括：1)初始化字典；2)讀入數(shù)值；3)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的相鄰數(shù)據(jù)相減獲取差值，在壓縮文件中保存讀入的第一個(gè)數(shù)值；4)采用LZW算法對(duì)所述差值進(jìn)行壓縮。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的無(wú)損壓縮，不涉及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的有損壓縮。

國(guó)內(nèi)專利號(hào)為CN00813613.0的基于三次樣條插值的數(shù)據(jù)壓縮方法，是一種用來(lái)得到壓縮信號(hào)的變換和計(jì)算壓縮信號(hào)的變換的逆變換以得到壓縮信號(hào)的方法和系統(tǒng)，不涉及分布式耦合信息的壓縮。

國(guó)內(nèi)專利號(hào)為CN02120383.0的自適應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)壓縮方法是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)壓縮處理，包括壓縮時(shí)間判斷、斜率的計(jì)算和壓縮測(cè)試判斷三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的自適應(yīng)壓縮，屬于有損壓縮方法，不涉及分布式耦合信息的壓縮。

國(guó)內(nèi)專利號(hào)為CN98124625.7的用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮的方法，該方法包括步驟：將數(shù)據(jù)值分解成一系列具有低頻、高頻和混合頻率分量的分量；確定具有一個(gè)幅值的分量中的每一個(gè)的第一系數(shù)量超過(guò)預(yù)定分量閾值；將所述每個(gè)分量分解成一系列具有低頻、高頻和混合子分量的子分量；確定具有一個(gè)幅值的子分量中的每一個(gè)的第二系數(shù)量超過(guò)預(yù)定子分量閾值；確定所述分量是否應(yīng)當(dāng)被分解成所述子分量；和在進(jìn)行分解時(shí)將前述步驟應(yīng)用于每個(gè)所述子分量直到達(dá)到所述分解預(yù)定級(jí)為止。該方法屬于一種數(shù)據(jù)值集子波分解方法，未涉及到PLSR_SBR方法。

國(guó)內(nèi)還有其它一些主要對(duì)其他信息(如文本、聲音、圖像等)進(jìn)行壓縮的相關(guān)專利為：如國(guó)內(nèi)專利CN03114423.3基于信源高階熵的數(shù)據(jù)壓縮方法，該發(fā)明是基于信源的高階(2階或3階)熵，能較大地提高數(shù)據(jù)的壓縮比；是自適應(yīng)算法，不需要事先知道各信源的出現(xiàn)頻率；是直接根據(jù)信源的出現(xiàn)頻率建立非前綴編碼，不需要建立二叉樹(shù)，適用于所有數(shù)字化文件的壓縮和解壓縮，也可作為圖像、聲音等信息有損壓縮方法中的熵編碼算法，還可用于各種實(shí)時(shí)流媒體信息的壓縮和解壓縮，而本發(fā)明是針對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。

本發(fā)明是基于IP模式協(xié)同測(cè)控系統(tǒng)，通過(guò)PLSR_SBR實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分布式耦合信息的雙層實(shí)時(shí)壓縮，其計(jì)算較簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性好，精度高。

發(fā)明內(nèi)容