本发明专利技术涉及一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，该有效性分析方法包括以下步骤：1)在基于北斗报文的监测系统中，将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型；2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式；3)根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现发送端向接收端传递变频组帧调度信息；4)采用指标有效元素压缩方法压缩Data_Que中“占位发送”的指标要素，保留有效指标要素；5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，补齐Head_Que各个指标映射的第1位；6)Head_Que和Data_Que即为经过优化后监测数据在北斗报文远程传输中的实际形式。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于 北斗卫星通讯和物联网实时监测领域。
技术介绍
物联网配合北斗报文服务很适合远程实时监测，原因有：1)物联网的感知部 分-无线传感器网络布置灵活、自组织能力强，能够在条件恶劣、甚至给人带来危险的地方 进行监测；2)北斗报文服务范围覆盖亚太地区，选择北斗报文服务作为物联网远程传输主 干可以解决偏远地区没有互联网远程传输主干、移动信号甚至信号微弱导致数据无法传输 的问题，例如早在汶川抗震救灾任务中，该服务就在灾区基础通信设备被自然灾害破坏的 情况下成为灾区和外界通信的主要手段。 北斗报文服务是基于"北斗一代"卫星导航系统"有源定位"方式特有的服务，该服 务是其他"无源定位"卫星导航系统如GPS、GL0NASS、GALILE0所不具备的。在监测系统中， 该服务传输过程分为以下几个步骤：1)北斗报文经过发送端北斗终端上传到北斗卫星；2) 北斗卫星向地面中心站转发；3)接收端通过北斗终端从地面中心站获取报文信息。但是北 斗报文服务的通信频度是每分钟一次，每次最多传输80字节，因此以北斗报文服务作为物 联网远程传输主干的监测系统在传输大量数据时，必须采取有效措施提高北斗报文远程传 输有效性。 随着研究的不断发展，很多专家学者通过以下途径提高北斗报文远程传输有效 性：1)通过一种多S頂卡复用的北斗终端设计方案，将一台北斗终端的S頂卡数量提高到 多张，例如航天科技集团公司772所研制的北斗大容量数据传输模块就采用了类似的处理 方法，但是这种方法实际上是通过增加硬件成本来提高传输效率；2)根据汉字GB2312编 码的特点，对GB2312编码进行重新映射，以减少每个表示每个汉字所需的二进制位数，从 而实现北斗报文发送中汉字文本的压缩，缺点是类似方法仅针对汉字，适用范围比较窄；3) 采用Huffman、LZ78、LZW等压缩算法压缩北斗报文数据，不足之处在于发送端必须向接收 端额外发送压缩算法的编码表。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够有效提高监测系统中北斗报文远程 传输有效性的。 为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于北斗报文的物联网实时监 测远程传输有效性优化方法，其特征在于，该有效性分析方法包括以下步骤：1)在基于北 斗报文的监测系统中，将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普 通指标和冗余指标三种类型；2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的 发送方式；3)根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现发送端向接收端传 递变频组帧调度信息；4)采用指标有效元素压缩方法压缩Data_Que中"占位发送"的指标 要素，保留有效指标要素，Data_Que为数值队列；5)根据Data_Que中各个指标有效指标要 素的宽度计算记录分包数，补齐Head_Que各个指标映射的第1位，Head_Que为报头队列； 6)HeacLQue和Data_Que即为经过优化后监测数据在北斗报文远程传输中的实际形式。 进一步，所述步骤1)将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧 急指标、普通指标和冗余指标三种类型，具体划分过程为：1. 1)设置指标阈值：将阈值设 置为紧急阈值和普通阈值Φ 2，ΦΑΦμΙ. 2)量化指标的变动幅度：指标的变动幅度 采用指标差的绝对值来量化，如在当前记录mest中将各个指标/(、/L Jf .,.…Cy、C 和mesa 1}中对应指标分别作差并取绝对值，得 到 .._。山即表明了 mest各个指标在北斗报文两次发送时间间隔内的变 动幅度；1. 3)根据Φ ρ Φ2、山划分指标I i的类型：如果d > Φ ρ则I1是紧急指标；如果 Φ Xdi^1，则 1;是普通指标；如果d ^ Φ 2,则diS Φ 2是冗余指标。 进一步，所述步骤2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发 送方式，具体为：发送队列包括：紧急发送队列Q 1、普通发送队列Q2、冗余发送队列Q3，划分 Jf的发送队列时应首先判断/f_1)是否属于Q1，因为当/#-13属于仏时就表明是紧急 指标，的发送队列确定后，通过以下步骤确定.的发送队列：2. I) 不属于仏时： ①如果(Ii^ Φ i，表明G是紧急指标，/丨属于Q1;②如果Φ 2〈山〈Φ 1，表明./f是普通指标，!'1.属 于Q2;③如果d A Φ 2，表明If是冗余指标，/f属于Q3;2. 2) /^―1〕属于仏时：①如果d# Φ i， 表明4也是紧急指标，/f属于Q1;②如果d Φ i，表明/!是非紧急指标，發属于Q2。 进一步，三个虚拟调度队列Qi、Q2、Q3中指标不同的发送方式：（a)Qi、Q 2队列中指标 采取"占位发送"即正常发送的方式，而且Q1拥有比Q 2更高的发送优先级，传输链路拥塞时 优先发送Q1; (b) Q 3队列中的指标是"冗余指标"，采用"不占位发送"的方式压缩该指标：该 发送方式下，记录中属于Q 3队列的指标不发送，指标在记录中的位置由记录中下一个属于 Q1S Q2的指标占用。 进一步，接收端传递变频组帧调度信息，具体过程为：若接收端接收到的当前记录 中存在"不占位发送"的指标，通过调取接收到的上一条记录中对应指标补齐当前记录，接 收端为补齐当前记录必须从发送端获取以下信息：一是变频组帧调度后记录中各个指标是 否"不占位发送"的信息；二是当压缩效果不理想，记录必须分多包发送时发送端的分包信 息，ICM通过位映射队列设计实现以上信息从发送端到接收端的传输；位映射队列设计将 记录划分为2个存在映射关系的物理队列，即"报头队列"和"数值队列":3. l)Head_Que采 用二进制数码"〇"和" 1"表示，每2位为一个映射，每个映射都代表一个指标在本记录中 的发送状态：第1位用于描述指标是否属于该分包；第2位用于描述指标是否"占位发送"， " 11"代表所映射指标属于该分包并且"占位发送"；" 10"代表所映射指标属于该分包并且 "不占位发送";"01"代表所映射指标不属于该分包并且"占位发送";"00"代表所映射指标 不属于该分包并且"不占位发送";3. 2) Data_Que存储记录中"占位发送"指标，每一个指标 都能在HeacLQue中找到代表其发送状态的映射。 进一步，所述步骤5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分 包数，具体过程为：假设在实际监测系统中待传指标数n、历史统计各个指标的单指标变频 压缩率Com 1 %、每个指标的有效要素位宽为WicLSave1，北斗报文单次可传输的最大指标个 数k(k彡η)由下列公式确定： 式M 为单次记录中Data_Que的宽度为单次记录 - .H 中Head_Que的宽度；压缩率取最大值时k得到最小值，即Commax= max (Com ;% )时最少可 传输的监测指标数k ?决定，在极端情况压缩 率为1时，k取最小值： 压缩率取最小值时k得到最大值，即Commin= min (Com ;% )时全部η个指标都可 以通过报文发送，k取最大值： n = m 即：一条记录当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，该有效性分析方法包括以下步骤：1)在基于北斗报文的监测系统中，将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型；2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式；3)根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现发送端向接收端传递变频组帧调度信息；4)采用指标有效元素压缩方法压缩Data_Que中“占位发送”的指标要素，保留有效指标要素，Data_Que为数值队列；5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，补齐Head_Que各个指标映射的第1位，Head_Que为报头队列；6)Head_Que和Data_Que即为经过优化后监测数据在北斗报文远程传输中的实际形式。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田立勤，高坤，张琪，曹阳威，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北;13
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