遥控遥测通道数据压缩传输方法技术

本发明专利技术属于通讯技术领域，具体为一种遥控遥测通道数据压缩传输的方法，可大幅降低数据传输所需带宽，进而提供更多的通道和更高的数据刷新率。该方法可满足智能装备遥控遥测数据大量、快速、及时、准确、有效传输方面的需要。当智能装备需要远程完成复杂的实时性较高的任务时，此方法是极具工程实用价值的。

【技术实现步骤摘要】
遥控遥测通道数据压缩传输方法
本专利技术属于通讯
，具体为一种遥控遥测通道数据压缩传输的方法。
技术介绍
通常，智能装备所支持的遥控遥测通道数量越多越好，如此便能支持更多的功能；所支持的遥控遥测通道数据刷新率越高，则智能装备针对遥控遥测数据作出反应的速度就越及时，也就意味着更平滑的遥控动作及更精细的遥测采样。但这也带来了占用数据带宽过高的问题，而智能装备的数据链路带宽往往并不充裕。综上所述，采用常规方式传输遥控遥测数据无法达到多通道、高刷新率的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种遥控遥测通道数据压缩传输的方法，以满足在智能装备执行复杂任务时对遥控遥测数据传输提出的功能强、反应快、可靠性高、数据带宽要求低等要求，极具应用价值。为实现上述技术目的，本专利技术提供的方案是：一种遥控遥测通道数据压缩传输方法，包括如下步骤。步骤一，发送端与接收端根据通道数据特征信息确定数据帧详细格式；若发送端和接收端已事先约定相关内容，则跳过此步骤。步骤二，发送端按照遥控数据刷新周期（该时间为预设值），通过缓存的已成功发送的遥控数据侦测通道值发生变化的通道（通道数据发送后，正常情况下会收到回复，收到回复意味着成功发送。如果成功发送则用此次通道数据将该通道的上次成功发送的数据缓存记录覆盖，如果发送失败则仍然保留上次成功发送的通道数据缓存记录。用通道实时值与其比较，如果通道值与缓存中的值不一致，则将该通道数据提取以供下次发送之用。），并提取对应的数据。步骤三，如果发送端没有提取到数据，且在预设的心跳时间（该“心跳时间”为预设值，根据具体情况通常设置为1秒到10秒，超出这个时间没有发送数据意味着通信意外中断。）内曾发送过遥控数据，则返回步骤二；反之，则进入下一步骤。步骤四，发送端利用遥控通道特性信息依次提取每个通道的数据并进行压缩，得到压缩的数据。步骤五，发送端发送压缩的数据至接收端，并将当前遥控通道数据存入数组。步骤六，接收端接收压缩的数据。步骤七，接收端利用遥控通道特性信息进行数据解压缩，获取解压的数据，并利用解压的数据更新遥控通道中的数据。步骤八，接收端回复发送端，用于表示成功接收数据。步骤九，发送端收到回复后更新遥控数据缓存。步骤十，返回步骤二，进入下一循环。而且，所述通道数据特征信息包括通道数量、类型、精度等信息。本专利技术可大幅降低数据传输所需带宽，进而提供更多的通道和更高的数据刷新率。该方法可满足智能装备遥控遥测数据大量、快速、及时、准确、有效传输方面的需要。当智能装备需要远程完成复杂的实时性较高的任务时，此方法是极具工程实用价值的。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。本实施例提供一种遥控遥测通道数据压缩传输的方法，为方便说明本专利技术的方法步骤，假设数据链发送端与接收端已事先约定遥控或遥测通道数据特征：通道总数为，通道编码为（通道一为，通道二为，依次类推）；通道类型数组，为0时表示连续量通道，为1时表示开关量通道；通道精度数组，当为连续量时表示精度bit位数，当为开关量时则表示开关段数；发送端实时通道值数组；缓存的已成功发送的遥控数据；发送端的已发送通道值缓冲数据；发送端的已变通道的记录数组，当时表示对应通道没有发生变化，当为时表示此通道的值已发生变化；接收端实时通道值数组；通道值上限为；通道值下限为；映射函数为，其中为映射结果，为被映射数值，为被映射区间，为映射到的区间；为数据类型，表示长度bit的无符号整型，其类型中最小值为，最大值为。数据传输所用协议的数据帧格式为：数据帧中依次包含若干个“通道数据”，每个“通道数据”包含“通道编码”和“通道值”（分为“连续量通道值”和“开关量通道值”两种）两部分。设为“通道编码”数据长度，单位为bit；设数组为各个通道对应的“通道值”数据长度，单位为bit。步骤一，发送端与接收端根据通道数据特征信息确定数据帧详细格式。具体为，发送端向接收端发送数据，声明遥控通道数据特征，然后等待接收端确认接收。根据不等式：，可得L值。当时有：；当时有：，分别在，，，……，时计算，可得数组中每个元素的值。若发送端和接收端已事先约定相关内容，则跳过此步骤。步骤二，发送端按照数据刷新周期侦测发生变化的通道。具体为，发送端按照遥控数据刷新周期（该时间为预设值），通过缓存的已成功发送的遥控数据侦测通道值发生变化的通道，并提取对应的数据。当时有：；当时有：，分别在，，，……，时计算，可得数组中每个元素的值。通道数据发送后，正常情况下会收到回复，收到回复意味着成功发送。如果成功发送则用此次通道数据将该通道的上次成功发送的数据缓存记录覆盖，如果发送失败则仍然保留上次成功发送的通道数据缓存记录。用通道实时值与其比较，如果通道值与缓存中的值不一致，则将该通道数据提取以供下次发送之用。步骤三，如果发送端没有提取到数据（即，CHS中元素全为0），且在预设的心跳时间内曾发送过遥控数据（即，距上次发送数据的时间小于心跳时间），则返回步骤二；反之，则进入下一步骤。该“心跳时间”为预设值，根据具体情况通常设置为1秒到10秒，超出这个时间没有发送数据意味着通信意外中断。步骤四，发送端利用遥控通道特性信息依次提取每个通道的数据并进行压缩，得到压缩的数据。当时，不向数据帧中添加对应通道的数据；当且时，首先向数据帧填入“通道编码”数据：，然后向数据帧填入“通道值”数据：即可，若还有下一个通道数据则在此后追加；当且时，首先向数据帧填入“通道编码”数据：，然后向数据帧填入“通道值”数据：即可，若还有下一个通道数据则在此后追加。分别在，，，……，时计算，待每个通道都处理完毕后，则可得待发送的数据帧。步骤五，发送端发送数据帧至接收端，并将当前遥控通道数据存入数组。步骤六，接收端接收来自发送端的数据帧。步骤七，接收端解析接收到的数据帧中的数据。接收端利用遥控通道特性信息进行数据解压缩，获取解压的数据。解析时需要顺序读取数据帧中的bit数据，首先读取通道编码，数据长度为bit，有；继续顺序读取通道值数据，读取数据长度为bit。当时：；当时：，按顺序解析数据帧中的数据，最终可得数据帧中所包含的若干个通道数据的通道编码和通道值，然后更新接收端对应通道值。步骤八，接收端回复发送端，表示已经成功接收并解析了数据帧。步骤九，如果发送端在发送数据后的一个数据刷新周期内收到来自接收端的数据帧接收成功的回复，则更新遥控数据缓存，即：，，，……。步骤十，返回步骤二，进入下一循环。以无人机通常使用的遥控通道数据传输为例，其通道数量通常为8通道，数据刷新率为10Hz~20Hz不等，数据传输出错后没有重传机制，使用数字传输电台与无人机飞行状态数据一同传输。在此条件下，驾驶无人机时经常出现遥控延迟、失去响应的情况，可操作性、操作感、安全性都明显不足，极易造成事故。在使用本专利技术提供的方法后，同等硬件条件下，支持的通道数量由8个上升至16个，数据刷新率则提升至50Hz。功能性提升了100%，响应速度提升了150%，可靠性提升数倍，数据带宽占用率则降低了10%~97%，拥有功能强大、反应迅速、高可靠性、低带宽需求等诸多优点。本专利技术提出的方法适用于多种智能装备，包括但不仅限于无人机、无人车辆、无人船只、无人潜艇、智能机器人。以上所述仅是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种遥控遥测通道数据压缩传输方法，包括如下步骤：步骤一，发送端与接收端根据通道数据特征信息确定数据帧详细格式；若发送端和接收端已事先约定相关内容，则跳过此步骤；步骤二，发送端按照遥控数据刷新周期，通过缓存的已成功发送的遥控数据侦测通道值发生变化的通道（怎么理解？），并提取对应的数据；步骤三，如果发送端没有提取到数据，且在预设的心跳时间内曾发送过遥控数据，则返回步骤二；反之，则进入下一步骤；步骤四，发送端利用遥控通道特性信息依次提取每个通道的数据并进行压缩，得到压缩的数据；步骤五，发送端发送压缩的数据至接收端，并将当前遥控通道数据存入数组；步骤六，接收端接收压缩的数据；步骤七，接收端利用遥控通道特性信息进行数据解压缩，获取解压的数据，并利用解压的数据更新遥控通道中的数据；步骤八，接收端回复发送端，用于表示成功接收数据；步骤九，发送端收到回复后更新遥控数据缓存；步骤十，返回步骤二，进入下一循环。

【技术特征摘要】
1.一种遥控遥测通道数据压缩传输方法，包括如下步骤：步骤一，发送端与接收端根据通道数据特征信息确定数据帧详细格式：发送端向接收端发送数据，声明遥控通道数据特征，然后等待接收端确认接收，根据不等式：，可得L值，当时有：，当时有：，分别在，，，……，时计算，可得数组中每个元素的值；若发送端和接收端已事先约定相关内容，则跳过此步骤；步骤二，发送端按照遥控数据刷新周期，通过缓存的已成功发送的遥控数据侦测通道值发生变化的通道，并提取对应的数据，当时有，当时有，分别在，，，……，时计算，可得数组中每个元素的值；步骤三，如果发送端没有提取到数据，且在预设的心跳时间内曾发送过遥控数据，则返回步骤二；反之，则进入下一步骤；步骤四，发送端利用遥控通道特性信息依次提取每个通道的数据并进行压缩，得到压缩的数据，当时，不向数据帧中添加对应通道的数据；当且时，首先向数据帧填入通道编码数据，然后向数据帧填入通道值数据即可，若还有下一个通道数据则在此后追加；当且时，首先向数据帧填入通道编码数据，然后向数据帧填入通道值数据即可，若还有下一个通道数据则在此后追加，分别在，，，……，时计算，待每个通道都处理完毕后，则可得待发送的数据帧；步骤五，发送端发送压缩的数据至接收端，并将当前遥控通道数据存入数组；步骤六，接收端接收压缩的数据；步骤七，接收端利用遥控通道特性信息进行数据解压缩，获取解压的数据，解析时...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志鹏，
申请(专利权)人：武汉猎隼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：