[發明專利]一種復雜監控網絡中的數據打包方法及系統

有效

• 申請號: 201710380974.0
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107204877B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 李歧強;徐磊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/801
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種復雜監控網絡中的數據打包方法及系統，將信道的誤碼率與測點數據的上傳周期要求作為參數，建立包含時間的多尺度約束的優化模型，利用基于種群的啟發式算法求解，以實現網絡連接與數據發送次數的最小化。本發明可應用于企業生產過程、智能建筑系統等復雜監控網絡，能有效地對數量龐大、種類各異的現場測點進行優化管理，通過減少網絡連接與解析次數，減輕上級數據中心的運行負擔，提高系統運行效率。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種復雜監控網絡中的數據打包方法及系統。

背景技術

在復雜監控網絡中，由于測點數量龐大，數據采集中心往往承擔著巨大的網絡連接與數據解析負擔。系統中，利用多個匯集單元，可以對其下屬的測點進行有效的組織與管理，如圖1所示。通過匯集單元對數據進行組合打包上傳，可以有效地減少網絡連接與數據發送次數。合適的數據打包方法能夠大量減輕上級數據單元的負擔，優化系統運行。

對于監控網絡中測點數量多、監測數據總量大且上傳周期要求各異情況，有以下問題需要考慮：

第一、發送過程中如果產生錯誤，往往會導致整個數據幀的重發。如果組合而成的數據包字節數過大，則更容易造成誤碼而導致重發，繼而同樣增加了發送總次數；如果數據包字節數過短，則直接增加了分組數以及協議頭等開支，增加了系統的連接與解析負擔。

第二、分組導致了組中數據的上傳周期降低到組內的上傳周期最小值。減小數據的上傳周期，相當于增加整體傳輸的數據量，也是對系統負擔的加大。而測點數據上傳周期上限由用戶自主設定，且網絡中測點的增添也可看作是動態隨機的，因而以上傳周期為標準的分組邊界難以簡單界定。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種復雜監控網絡中的數據打包方法及系統，本發明針對測點數量多、監測數據總量大、數據上傳周期各異的監控網絡，利用多尺度組合建模并優化求解方法，使復雜網絡中網絡連接與數據發送次數達到最小，從而減輕上級數據中心的連接與解析負擔，提高了系統的運行效率。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種復雜監控網絡中的數據打包方法，將信道的誤碼率與測點數據的上傳周期要求作為參數，建立包含時間的多尺度約束的優化模型，利用基于種群的啟發式算法求解，以實現網絡連接與數據發送次數的最小化。

進一步的，預設多個固定格式與內容的數據幀，將接收到的數據與其預設的數據進行對比，從而計算得出匯集單元與上級數據單元之間的信道誤碼率。

進一步的，建立優化模型時采集測點的數量、各測點標識名、各測點數據的上傳周期上限、各測點每次上傳的字節數和傳輸協議所需要添加的固定字節數。

進一步的，優化模型的目標函數為單位時間內所有測點組的數據傳輸次數總和最小。

進一步的，優化模型的約束條件包括第j組測點的數據傳輸時間間隔與第i個測點是否在j組中的布爾變量的乘積小于等于第i個測點的上傳周期要求。

具體的，優化模型為：

s.t.k_j＝N_j/T_j (2)

T_j·x_ij≤I_i (6)