用于无损地压缩数据流的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于无损地压缩数据流（DS）的方法和设备，所述数据流包括结构化的数据对象的序列，所述数据对象具有特性的列表，所述特性分别包含密钥值对，所述方法具有如下步骤：将数据流（DS）的结构化的数据对象分解（S1）成恒定的数据对象部分和可变的数据对象部分，所述恒定的数据对象部分具有带有恒定值的密钥值对，所述可变的数据对象部分具有带有可变值的密钥值对；将结构化的数据对象的恒定的数据对象部分一次地传输（S2）至接收器；并且将数据流（DS）的分解的数据对象的可变的数据对象部分传输（S3）至接收器。

Methods and devices for lossless compression of data streams

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无损地压缩数据流的方法和设备
本专利技术涉及用于无损地压缩数据流、尤其事件数据流的方法和设备。
技术介绍
在系统、例如工业设施或分布式的基于因特网的系统的数字化中，所述系统配设有传感器和数据网，以便在任意时刻检测整个系统和其子系统或系统之内的各个部件的状态，并且必要时从中推导出必需的措施。属于所述措施的是控制干预、优化过程或预防性工作。此外，能够存储获得的数据，以便能够对系统或设施的性能进行分析，并且能够在需要时证实系统之内的过程。如果大量的传感器安装在设施或系统中并且所述传感器分别以高的频率产生传感器数据，那么所产生的传感器数据的传输和处理难于进行。如果例如25000个传感器在十分之一秒周期中产生具有100字节的数据规模的数据或数据包，那么需要的是，每天传输、处理和必要时也存储大约2兆兆字节。随着系统或设施越来越复杂，数据量持续增大。在常见的系统中，存在不同的解决方案，以便将用于处理数据的数据传递量和处理耗费降低。通过传感器数据的数据处理的分散，数据处理耗费能够分配到系统的不同的部件或单元上。这造成，在中央数据处理单元的情况下的数据传递中的瓶颈消失。作为系统的可能的部件能够使用网络节点、控制元件和其他硬件单元，所述硬件单元与系统的数据网连接并且具有足够空闲的数据存储器和用于数据处理的适当的处理器。系统的每个部件能够与以下规则或算法关联，所述规则或算法说明，如何处理信号或传感器数据。在所谓的发布/订阅方案中，将传感器数据从其产生者或数据源仅传递至如下消费者，所述消费者实际需要所述数据。由此可能的是，在部件之间的通信网不完全由全部数据充满，而是在系统之内的数据传递在多播的意义上替代广播降低到最小值。在所述常见的解决方案中，因此未订阅的数据没有在系统之内分布。其他常见的解决方案在于，将传感器数据处理分配到数据网中的所谓的事件处理单元（EPU）上，使得分解传感器数据或传感器信号的中央数据处理。事件处理单元能够分配到系统或网络之内的不同的网络节点或控制部件上。函数、即规则和算法的分配在此大多以如下方式和方法进行：在信号产生者、即传感器和信号消费者、即具有在其中集成的数据处理规则的事件处理单元之间的间距最小化。在此，可以借助适当的度量来测量间距，例如借助于所谓的跳数或数据传递速度。事件处理单元能够借助于相应的规则和算法来过滤数据流，例如根据时间、值或值偏差；例如通过计算平均值、标准偏差或中位数来结合数据流；或关联数据流，例如其方式为，从不同的信号类型中提取更高品质的、内容较丰富的信息，即所谓的事件。系统之内的每个网络节点或每个控制部件因此能够作为事件的消费者和产生者出现。所述常见的解决方案的共同点是，大大地降低数据传输，使得仅网络或系统的相应的区段由数据传输负荷，进行订阅的消费者也处于所述区段中并且通过所述区段能够更快地进行数据处理。所述解决方案在所谓的分布式复杂事件处理的范围内使用。对于处理数据，尤其所谓的事件数据，能够遵循不同的技术方案。在所谓的单独事件处理中，每个事件生成特定的反应，其中例如能够使用判定表格。在所谓的事件流处理中，处理相同类型的事件的一个或多个同步的序列，所述事件出自相同数据源，例如传感器或EPU，其方式为：从事件值的预设的顺序模式中，生成特定的动作。在此例如能够使用自动机。在所谓的复杂事件处理中，对出自不同数据源的事件的非常高的、异质的非同步的序列进行处理，其方式为：识别预设的事件模式，并且从中生成或导出特定的动作。在此能够使用模式识别。在发布/订阅方案中，在每个事件处理单元（EPU）上仅出现如下事件，所述事件在那里也是被订阅的从而能够被处理。然而，用于降低数据的数据传递量和数据处理耗费的常见方案在数据量高的情况下达到其极限。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的是，实现一种方法和一种设备，所述方法和设备进一步降低用于数据传输和数据处理的耗费。所述目的根据本专利技术通过具有在权利要求1中说明的特征的方法来实现。本专利技术因此实现一种用于无损地压缩数据流的方法，所述数据流包括结构化的数据对象的序列，所述数据对象具有特性的列表，所述特性分别包含密钥值对，其中该方法具有如下步骤：将数据流的结构化的数据对象分解成恒定的数据对象部分和可变的数据对象部分，所述恒定的数据对象部分具有带有恒定值的密钥值对，并且所述可变的数据对象部分具有带有可变值的密钥值对；将结构化的数据对象的恒定的数据对象部分一次传输至接收器，并且将数据流的分解的数据对象的可变的数据对象部分传输至接收器。在根据本专利技术的方法的一个可能的实施方式中，数据流的结构化的数据对象具有Java脚本对象简谱、JSON，数据对象。在根据本专利技术的方法的一个可能的实施方式中，每个密钥值对具有以下密钥，所述密钥通过字符串形成。在根据本专利技术的方法的一个替选的实施方式中，每个密钥值对具有以下密钥，所述密钥通过数字形成。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，密钥值对具有值，所述值通过数据对象、数组、字符串、数值或逻辑值形成。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，数据流的分解的结构化的数据对象的可变的数据对象部分具有数组，所述数组的元素是以下密钥值对，所述密钥值对异步地流向接收器。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，数据流的可变的数据对象部分分别包含用于标记其与数据流的所属性的明确的识别标志。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，求取数据流的结构化的数据对象的可变的数据对象部分相对于参考数据对象的改变，并且将其传输至接收器。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，参考数据对象通过数据流的结构化的数据对象连同预先确定的持久性形成。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，数据流的参考数据对象本身被标记并且被传输至接收器。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，参考数据对象的持久性通过传输周期的数量或有效时间段来确定。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，数据流的结构化的数据对象的分解对于运行时间在数据流传输至接收器期间进行。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，在接收器方面，数据流的结构化的数据对象基于得到的恒定的数据对象部分和接收到的可变的数据对象部分重建，用于进一步的数据处理。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，在接收器方面，数据流的结构化的数据对象基于暂存的参考数据对象和接收到的可变的数据对象部分的变化重建，用于进一步的数据处理。在根据本专利技术的方法的另一可能的实施方式中，数据流是事件数据流，尤其传感器数据流。本专利技术根据另一方面还涉及一种具有在权利要求15中说明的特征的用于无损地压缩数据流的压缩设备。因此，本专利技术实现一种用于无损地压缩数据流的压缩设备，所述数据流包括结构化的数据对象的序列，所述数据对象具有特性的列表，所述特性分别由密钥值对构成，其中设备具有：数据分解单元（DZE），所述数据分解单元适合于，将数据流的结构化的数据对象分解成恒定的数据对象部分和可变的数据对象部分，所述恒定的数据对象部分具有带有恒定值的密钥值对，并且所述可变的数据对象部分具有带有可变值的密钥值对；和数据传输单元（DÜE），所述数据传输单元一次将分解的数据对象的恒定的数据对象部分传输给接收器并且分开地将分解的数据对象的可变的数据对象部分传输给接收器。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无损地压缩数据流（DS）的方法，所述数据流包括结构化的数据对象的序列，所述数据对象具有特性的列表，所述特性分别包含密钥值对，所述方法具有如下步骤：（a）将所述数据流（DS）的结构化的数据对象分解（S1）成恒定的数据对象部分和可变的数据对象部分，所述恒定的数据对象部分具有带有恒定值的密钥值对，所述可变的数据对象部分具有带有可变值的密钥值对；（b）将所述结构化的数据对象的恒定的数据对象部分一次地传输（S2）至接收器；并且（c）将所述数据流（DS）的分解的数据对象的可变的数据对象部分传输（S3）至所述接收器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.31 DE 102017201506.31.一种用于无损地压缩数据流（DS）的方法，所述数据流包括结构化的数据对象的序列，所述数据对象具有特性的列表，所述特性分别包含密钥值对，所述方法具有如下步骤：（a）将所述数据流（DS）的结构化的数据对象分解（S1）成恒定的数据对象部分和可变的数据对象部分，所述恒定的数据对象部分具有带有恒定值的密钥值对，所述可变的数据对象部分具有带有可变值的密钥值对；（b）将所述结构化的数据对象的恒定的数据对象部分一次地传输（S2）至接收器；并且（c）将所述数据流（DS）的分解的数据对象的可变的数据对象部分传输（S3）至所述接收器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据流（DS）的结构化的数据对象具有Java脚本对象简谱、JSON，数据对象。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中每个密钥值对具有以下密钥，所述密钥通过字符串或数字形成。4.根据上述权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述密钥值对具有以下值，所述值通过数据对象、数组、字符串、数值或逻辑值形成。5.根据上述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述数据流（DS）的分解的结构化的数据对象的可变的数据对象部分具有数组，所述数组的元素是以下密钥值对，所述密钥值对异步地流向所述接收器。6.根据上述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中数据流（DS）的可变的数据对象部分分别包含用于标记其与所述数据流（DS）的所属性的明确的识别标志。7.根据上述权利要求1至6中任一项所述的方法，其中确定所述数据流（DS）的结构化的数据对象的可变的数据对象部分相对于参考数据对象的改变，并且将所述改变传输至所述接收器。8.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G沃尔克森，M施奈德，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE