一种快速插入、删除记录的节点库制造技术

本专利申请一种快速插入、删除记录的节点库，涉及的技术领域是嵌入式通信设备制造。节点库为每个已知通信节点存储1条记录(包含多个字段)，它的优点在于应用中低速的存储器件可以实现较高速度的节点操作(检索、插入、删除)，对于1024个节点的库存，它的操作速度相当于顺序操作的平均66倍。它实现上述优点的技术方法在于：1)用CRC算法把作为检索量的节点ID压缩成2字节检索标识Index；2)把节点记录存储区划分为9个向量区和1个顺序存储区；3)9个向量存储区的容量是从大到小的质数，在任一个向量存储区以容量为模对节点的Index求余，余数即是节点的存储位置。即是节点的存储位置。即是节点的存储位置。

【技术实现步骤摘要】
一种快速插入、删除记录的节点库

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[0001]本专利申请一种快速插入、删除记录的节点库。它主要应用于物联网数据通信设备(例如，智能电表行业中的集中器里面)。它的特点在于，使用串行的中、低速存储器件(例如：BL24C512)，能实现对节点记录快速地检索、插入、删除等操作。它涉及的
是嵌入式通信设备制造。
技术背景：
[0002]大约30年前，在电力行业开始出现自动抄表系统(简称AMR)。其核心设备之一就是集中器，集中器的作用是采集所属区域的电能计量值，存储并通过移动通信模块远传到电力公司。作为集中器的核心部件的路由器，如何快速检索电表记录以便快速组织路由是它的核心技术，当时解决方法大多使用并行高速存取器件(诸如带电池的RAM或者铁电E2ROM)。
[0003]近10以来，随着物联网的快速发展，采集工业节点数据并通过移动通信模块或者互联网路由器(光纤端口)传递到数据中心(云端)的设备迅猛增长。而在这些快速发展的设备中，不带路由只传递一跳距内节点数据的是一类设备(需要高密度安装)。而第二类设备自带路由，可以通过A节点中继采集B节点的数据(多跳距)，它的优点是节省安装数量，对公网的接入速度要求低，通信费用低。而我们专利技术的节点库，恰好可以应用于第二类设备中，它无须使用高速存储器件，可以提供比通常方法(顺序存储)平均高66倍的速度操作(检索、插入和删除)节点记录。也就是说，这种节点库的优点在于高速度、低成本，它的应用起源于智能电表行业中的集中器，但不限于此，可以应用于所有包含节点信息存储(插入、删除)的嵌入式通信设备。

技术实现思路
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[0004]本节点库为每个已知通信节点存储1条记录，每条记录包含多个字段(属性子项)：自身的ID(身份识别码)、父节点的ID、通信属性、计量属性等子项。每条记录的字段数、同名字段长度是相同的。没有记录的字段留空白字节(用户自行定义)，其中节点自身ID必须是有效字段，它是检索、插入、删除节点(记录)的唯一特征量。附图1是节点记录的结构示意图。
[0005]节点库的硬件结构如附图2所示，由3部分电路构成。其中MCU用于对节点库各种操作(检索、插入、删除)的管理，通信接口用于MCU与客户之间通信(互动)，E2ROM是存储节点记录的实体。
[0006]在本节点库提供的3种操作(检索、插入、删除)中，检索是最基本的操作。检索的目的是在节点库中找到或确定节点的位置。由于在不同的通信领域节点自身ID的长度(字节数)可能不同，所以我们先用16位的CRC计算把它压缩成2字节特征量，如附图3所示。压缩后的2字节特征量我们称之为检索标识index。这种应用16位CRC压缩节点自身ID变成2字节检索标识的方式是我们的专利技术之一。我们最重要的专利技术是通过对index求余运算获得的余数
作为节点记录在库中的存储位置指针，替代了按时间先后顺序存储节点的通常方法。我们简称这一项专利技术为“向量存储法”。向量存储法的优点在于可以根据节点自身ID通过计算快速定位，而不必在库中顺序查找(耗时很长)。
[0007]节点库的结构如附图4所示。我们把数据库的整个存储空间划分为10个存储区块，1
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9区块应用向量存储法，第10区块使用顺序存储方法。数字1
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10代表不同的存储区块。数字11代表在MCU中的特定RAM区，我们称之为存储的RAM映射区。映射区内每字节中的每一位(bit)代表1条节点记录，与E2ROM中存储该条记录的首址存在一一对应关系。当存储区该位置有有效记录，映射区的对应位为“1”，若无有效记录则映射区对应位为“0”。
[0008]如附图4所示，每个区块中括号内的数字代表区块的容量(可以存储的记录条数)，也是上述求余计算的模值。之所以划分多个区块，是为了回避求余计算所得余数重叠的问题。第10个区块采用顺序存储方式的目的是作为前9区全部重叠的最终解决方案。除非极端情况，一个群以内通信节点的自身ID是大致连续的，两个节点ID出现9次求余重叠的概率很低，这种很小概率的可能性并不影响本节点库在实际中的应用。为了较好规避上述求余重叠问题，本节点库的9个向量存储区块的模(容量)采用了从大至小的质数，这也是本节点库的专利技术点之一。
附图说明：
[0009]图1为节点记录的结构示意图。其中1代表每条记录的字节数，2、3、4表达不同字段的字节数不同
[0010]图2为本节点库的硬件构成，其中MCU用于对节点库各种操作(检索、插入、删除)的管理，通信接口用于MCU与通信或管理模块之间通信(互动)，EEROM是存储节点记录的实体。
[0011]图3为根据节点自身ID定位其存储位置的计算过程。
[0012]图4为本节点库的存储结构。其中数字1
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9代表9个向量存储区块，数字10代表顺序存储区块，数字11代表存储记录的RAM映射区。在存储区块中，从数值(701)至(64)共计10个值代表存储区块的容量。注意，向量存储区块的容量值是质数。
具体实施方式：
[0013]当对节点库中的记录操作，已知节点的自身ID，经过CRC16压缩以后生成检索标识index。先使用第1存储区块模计算余数，根据余数定位存储位置和RAM映射区对应的位。对于插入操作，若是RAM映射位为“0”或者读出记录的节点ID与插入的相等，则将新记录写入EEROM并将映射位置“1”即完成了操作，否则依次转第2至第9区块做相同的操作。对于删除操作，先检查存储区块1对应的映射位为“1”，且读出记录的节点ID与欲删除的相等，则清除相应映射位为“0”即完成了删除操作。若第1存储区块未找到对应的节点，则依次在第2
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9存储区块做相同的操作。若全部失败则转第10存储区块操作。第10存储区块为顺序存储方式，需要逐一检查每条有效存储记录(对应映射位为“1”)的ID是否是欲删除节点。对于在第10存储区插入，也要逐条检查记录才能操作。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本专利申请一种快速插入、删除记录的节点库，其特征是，把先把节点自身ID用16位CRC计算压缩成2字节检索标识index，再用存储区的容量作模求余计算，用余数作为存储位置定位参数；它有别于顺序存储的明显优点在于已知节点ID即可以计算出节点记录的存储位置，比顺序存储需要逐条检索速度快。2.在权利要求1所述和申请的基础上，我们把节点库分成9个向量存储区块，并且从大至小每个区块的容量(模)都采用质数，这样...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景公，
申请(专利权)人：王景公孙颖，
类型：发明
国别省市：