CN110034855B - 一种信息传输校验方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信息传输技术领域，特别涉及一种信息传输校验方法及系统。该系统首先将数据信息形成计算信息体；形成若干个n*m阶的矩阵；n*m阶的矩阵与预先设定行阵进行多次转换，得到多级校验码；采集端将采集的数据信息和多级校验码发送到接收端；接收端同样采用预先设定的行阵进行多次转换，得到对应的多级校验码；与采集端的多级校验码比对，找出错误数据。本发明的信息传输校验方法可对实时数据和历史数据进行深层挖掘分析，掌握各个数据的发展和运行规律，优化对数据信息的规划，实现对数据信息的全局掌控和对系统资源的优化控制，提高数据信息的安全性和可靠性。

Description

一种信息传输校验方法及系统
技术领域
本发明涉及信息传输技术领域，特别涉及一种信息传输校验方法及系统。
背景技术
数据在传输的过程中，会受到各种干扰的影响，如脉冲干扰，随机噪声干扰和人为干扰等，这会使数据产生差错。为了能够控制传输过程的差错，通信系统必须采用有效措施来控制差错的产生。
常用的差错控制方法让每个传输的数据单元带有足以使接收端发现差错的冗余信息，这种方法不能纠正错误，但可以发现数据错误，这种方法容易实现，检错速度快，可以通过重传使错误纠正，所以是非常常用的检错方案。当现场实时采集的数据较多，在实际的数据存取与传输过程中，由于元器件或者噪音的干扰等一些原因会出现数据错误，而这个时候我们必须要及时地采取相应的措施，发现并迅速纠正错误。
目前信息传输的主要校验方法有奇偶校验，CRC校验等方法。奇偶校验能够检测出信息传输过程中的部分误码但是它不能纠错，在发现错误后，只能要求重发。但由于其校验方法简单方便，仍然得到了广泛使用。CRC校验又叫循环冗余校验，虽然它的检错能力极强，并且易于实现，但是它不能检测到两位以及两位以上的错误，而且它的多项生成式用于原数较长时，只能查错，不能纠错，也不能定位错误。数据信息在传输过程中容易出现错误及偏差，促使人们对电网自动化通讯系统的数据准确性校验提出了更高的要求。
这种多级的校验的方法既能快速高效的发现错误，又能迅速定位错误数据的位置，用以提高数据校验的准确性。
发明内容
发明目的：
为了解决上述问题，本发明提供了一种提高数据信息的安全性和可靠性的信息传输校验方法及系统。
技术方案：
本发明的技术方案是：
一种信息传输校验方法，包括如下步骤：
S1采集端采集数据信息，形成计算信息体；
S2处理计算信息体，形成若干个n*m阶的矩阵；
S3n*m阶的矩阵与预先设定行阵进行多次转换，得到多级校验码；
S4采集端将采集的数据信息和多级校验码发送到接收端；
S5接收端同样采用预先设定的行阵进行多次转换，得到对应的多级校验码；与采集端的多级校验码比对，找出错误数据。
进一步的，步骤S1的具体步骤是：在采集端采集数据信息，数据信息为十六进制数据；分成若干段，将每段信息体去除首端的功能码和末端的校验码形成计算信息体，表示如下：
[A11 A12 …… A1m]，[A21 A22 …… A2m]……[An1 An2 …… Anm]；
其中，A11，A12，…A1m，A21，A22…A2m……An1，An2，……Anm表示采集的数据信息体中的各个元素。
进一步的，步骤S2是将每n个信息体组成一个n*m阶的矩阵。
进一步的，预先设定的行阵是以十六进制表示的，表示为：[01 02 03… n]，其中n为将构建矩阵的行数转换为十六进制的数。
进一步的，所述的多次转换是指将多个n*m阶的矩阵分别与预先设定行阵相乘转换得到一级行阵；
将一级行阵分成分成若干个信息体再重新组合成矩阵，再与预先设定行阵相乘转换得到二级行阵；
将二级行阵分成若干个信息体再重新组合成矩阵，与预先设定行阵相乘转换得到三级行阵；
以此类推，到第i级校验时将i-1行阵分成若干个信息体，重新组合成矩阵，与预先设定行阵相乘转换得到i级行阵。
进一步的，步骤S3具体是：
(1)用预先设定的行阵和n*m阶的矩阵相乘，得到一个行阵；
Figure BDA0002022191180000031
式中，
Figure BDA0002022191180000032
为一级校验信息体，X代表行阵的列数，将一级校验信息体的首端加入功能码，末端加入计算出的校验码，进行上送；
(2)设用y个信息体进行传输，则确定用y个元素进行传输与n有关,y能整除n；
(3)将
Figure BDA0002022191180000033
写成y个传输信息体，将
Figure BDA0002022191180000034
的计算值写成关于y的行阵表示如下：
[A11 11 A11 12 … A11 1y A11 21 A11 22 … A11 2y … A11 m1 A11 m2 … A11 my]
其中，
Figure BDA0002022191180000035
上标的第一个数字表示本级校验进行的第几次计算，第二个数字表示进行是第几级校验，以此类推；
(4)将y*m个信息体的行阵变换成y行m列的矩阵，表示如下：
Figure BDA0002022191180000041
(5)采用上述同样的预先设定的行阵，转换成一级校验信息体，并转换成y行m列的矩阵，对
Figure BDA0002022191180000042
组信息体进行计算，直到进行到第
Figure BDA0002022191180000043
次计算，得到：
Figure BDA0002022191180000044
(6)将进行
Figure BDA0002022191180000045
次计算得到的
Figure BDA0002022191180000046
个y行m列的矩阵写成n行m列矩阵表示如下：
Figure BDA0002022191180000047
(7)再用设定的行阵和上述的矩阵模型相乘，又得到一个行阵，表示如下：
Figure BDA0002022191180000048
得到的为三级校验信息体，将三级级校验信息体的首端加入功能码，末端加入计算出的校验码，进行上送；
(8)假设进行到第i级校验，则校验计算公式表示如下：
Figure BDA0002022191180000051
进一步的，所述的y个信息体的个数的确定方法是：由于采集数据信息为十六进制数据信息体，对行阵中n的最大值进行评估：
出现最大值的情况为行阵中一列上的元素每一个都为FF，则最大值表示为：
Figure BDA0002022191180000052
对最大值可以用几位十六进制去传输进行评估，
Figure BDA0002022191180000053
的大小取决于
Figure BDA0002022191180000059
的大小，
①当
Figure BDA0002022191180000055
时，用16位数据表示，则需要2个信息体进行传输；
②当
Figure BDA0002022191180000056
时，用24位数据表示，则需要3个信息体进行传输；
③当
Figure BDA0002022191180000057
时，用32位数据表示，则需要4个信息体进行传输；
④当时
Figure BDA0002022191180000058
用(8N+16)位数据标书，则需要N+2个信息体进行传输。
进一步的，加入的功能码设为zz，zz中第一位z与校验码的级数对应，第二位z与数据信息的段数对应。
进一步的，为了达到高可靠性和快速传输的目的采用2级或者3级校验。
进一步的，将每段计算信息体采用奇偶校验或者CRC校验方法得到的设为该段计算信息体的校验码。
一种信息传输校验系统，该系统包括：
采集模块，用于采集数据信息，形成计算信息体；
处理模块，用于处理计算信息体，形成若干个n*m阶的矩阵；
转换模块，用于n*m阶的矩阵与预先设定行阵进行多次转换，得到多级校验码；
发送模块，用于将采集的数据信息和多级校验码发送到接收模块；
接收模块，用于接收发送模块发送的数据信息和多级校验码；
比对模块，用于将接收模块的数据信息同样采用预先设定的行阵进行多次转换，得到对应的多级校验码，与采集端的多级校验码比对，找出错误数据。
优点及效果：
本发明通过对采集的数据进行校验，提出了信息传输多级校验技术。这一数据的多级正确校验技术方法，由于采用多级校验，在每一级的数据校验中都可以及时发现错误，使得校验过程变得安全可靠，以往的校验形式与方法比较单一，本发明的校验方法更加立体化，可以更加准确地发现并定位数据错误。
附图说明：
图1是本发明的信息传输校验方法流程图。
具体实施方式
下面结合实际数据对本发明的具体实施做进一步说明。
如图1所示，一种信息传输校验方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1采集端采集数据信息，形成计算信息体；
S2处理计算信息体，形成若干个n*m阶的矩阵；
S3n*m阶的矩阵与预先设定行阵进行多次转换，得到多级校验码；
S4采集端将采集的数据信息和多级校验码发送到接收端；
S5接收端同样采用预先设定的行阵进行多次转换，得到对应的多级校验码；与采集端的多级校验码比对，找出错误数据。
步骤S1的具体步骤是：在采集端采集数据信息，数据信息为十六进制数据；分成若干段，将每段信息体去除首端的功能码和末端的校验码形成计算信息体，表示如下：
[A11 A12 …… A1m]，[A21 A22 …… A2m]……[An1 An2 …… Anm]；
其中，A11，A12，…A1m，A21，A22…A2m……An1，An2，……Anm表示采集的数据信息体中的各个元素。
步骤S2是将每n个信息体组成一个n*m阶的矩阵。
预先设定的行阵是以十六进制表示的，表示为：[01 02 03… n]，其中n为将构建矩阵的行数转换为十六进制的数。
所述的多次转换是指将多个n*m阶的矩阵分别与预先设定行阵相乘转换得到一级行阵；
将一级行阵分成分成若干个信息体再重新组合成矩阵，再与预先设定行阵相乘转换得到二级行阵；
将二级行阵分成若干个信息体再重新组合成矩阵，与预先设定行阵相乘转换得到三级行阵；
以此类推，到第i级校验时将i-1行阵分成若干个信息体，重新组合成矩阵，与预先设定行阵相乘转换得到i级行阵。
步骤S3具体是：
(1)用预先设定的行阵和n*m阶的矩阵相乘，得到一个行阵；
Figure BDA0002022191180000081
式中，
Figure BDA0002022191180000082
为一级校验信息体，X代表行阵的列数，将一级校验信息体的首端加入功能码，末端加入计算出的校验码，进行上送；
(2)设用y个信息体进行传输，则确定用y个元素进行传输与n有关,y能整除n；
(3)将
Figure BDA0002022191180000083
写成y个传输信息体，将
Figure BDA0002022191180000084
的计算值写成关于y的行阵表示如下：
[A11 11 A11 12 … A11 1y A11 21 A11 22 … A11 2y … A11 m1 A11 m2 … A11 my]
其中，
Figure BDA0002022191180000085
上标的第一个数字表示本级校验进行的第几次计算，第二个数字表示进行是第几级校验，以此类推；
(4)将y*m个信息体的行阵变换成y行m列的矩阵，表示如下：
Figure BDA0002022191180000086
(5)采用上述同样的预先设定的行阵，转换成一级校验信息体，并转换成y行m列的矩阵，对
Figure BDA0002022191180000087
组信息体进行计算，直到进行到第
Figure BDA0002022191180000088
次计算，得到：
Figure BDA0002022191180000089
(6)将进行
Figure BDA0002022191180000091
次计算得到的
Figure BDA0002022191180000092
个y行m列的矩阵写成n行m列矩阵表示如下：
Figure BDA0002022191180000093
(7)再用设定的行阵和上述的矩阵模型相乘，又得到一个行阵，表示如下：
Figure BDA0002022191180000094
得到的为三级校验信息体，将三级级校验信息体的首端加入功能码，末端加入计算出的校验码，进行上送；
(8)假设进行到第i级校验，则校验计算公式表示如下：
Figure BDA0002022191180000095
得到的为i级校验信息体，将i级校验信息体的首端加入功能码，末端加入计算出的校验码，进行上送。
所述的y个信息体的个数的确定方法是：
由于采集数据信息为十六进制数据信息体，对行阵中n的最大值进行评估：出现最大值的情况为行阵中一列上的元素每一个都为FF，则最大值表示为：
Figure BDA0002022191180000101
对最大值可以用几位十六进制去传输进行评估，
Figure BDA0002022191180000102
的大小取决于
Figure BDA0002022191180000103
的大小，
①当
Figure BDA0002022191180000104
时，用16位数据表示，则需要2个信息体进行传输；
②当
Figure BDA0002022191180000105
时，用24位数据表示，则需要3个信息体进行传输；
③当
Figure BDA0002022191180000106
时，用32位数据表示，则需要4个信息体进行传输；
④当时
Figure BDA0002022191180000107
用(8N+16)位数据标书，则需要N+2个信息体进行传输。
加入的功能码设为zz，zz中第一位z与校验码的级数对应，第二位z与数据信息的段数对应。
将每段计算信息体采用奇偶校验或者CRC校验方法得到的设为该段计算信息体的校验码。
一般采用2级或3级校验，2级或3级校验既能达到高可靠性又能实现快速传输的目的。
一种信息传输校验系统，该系统包括：
采集模块，用于采集数据信息，形成计算信息体；
处理模块，用于处理计算信息体，形成若干个n*m阶的矩阵；
转换模块，用于n*m阶的矩阵与预先设定行阵进行多次转换，得到多级校验码；
发送模块，用于将采集的数据信息和多级校验码发送到接收模块；
接收模块，用于接收发送模块发送的数据信息和多级校验码；
比对模块，用于将接收模块的数据信息同样采用预先设定的行阵进行多次转换，得到对应的多级校验码，与采集端的多级校验码比对，找出错误数据。
实施例1
一种信息传输校验方法，该方法步骤如下：
S1采集端采集数据信息，形成计算信息体；
本实施例以6段数据，每段中有6个元素的数据作为例子对具体的校验方法做进一步说明。采集到的数据表示如下：
F2 A0 00 00 00 CD 06 33 00 18 00 D8 07 00 00 FF 47 D3 08 82 00 3E 00D4 09 11 00 C2 07 27 71 26 02 02 01 42
将采集到的数据信息去除首端的功能码和末端的校验码表示如下：
A0 00 00 00 33 00 18 00 00 00 FF 47 82 00 3E 00 11 00 C2 07 26 02 0201
S2处理计算信息体，形成n*m阶的矩阵；
将上述信息组成6*4的矩阵表示如下：
Figure BDA0002022191180000111
设定一个进行一级校验的行阵表示如下：
(01 02 03 04 05 06) (2)
用设定的行阵和构建的矩阵相乘，得到一个行阵，表示如下：
Figure BDA0002022191180000121
得到的(0447 000C 07FB 00FE)首端加入功能码，末端加入计算出的校验码进行上送。
n*m阶的矩阵与预先设定行阵进行多次转换，得到多级校验码；
实施例1每列计算出的数据需要2个元素进行传输，因此y＝2，将一级校验码写成2行表示如下：
Figure BDA0002022191180000122
根据
Figure BDA0002022191180000123
式子可知，n＝6，y＝3，则还需要2组采集数据。
设采集的另两组6*6的数据去除功能码和校验码表示如下：
Figure BDA0002022191180000124
对上述两组信息体进行与第一组信息体同样的计算，可以得到：
Figure BDA0002022191180000125
Figure BDA0002022191180000131
Figure BDA0002022191180000132
同样得到2组校验码，排列表示如下：
Figure BDA0002022191180000133
(7)将式(4)与式(8)构成矩阵表示如下：
Figure BDA0002022191180000134
再用式(2)和构建的矩阵乘，又得到一个行阵，表示如下：
Figure BDA0002022191180000135
得到的(0073 0CFC 000F 0CA3)首端加入功能码，末端加入计算出的校验码进行上送。
S4采集端将采集的数据信息和多级校验码发送到接收端；
实施例1计算到二级校验码结束，在实际应用中可以自行拟定计算到几级校验结束，计算方法与上述方法相同，只是循环计算。
S5接收端同样采用预先设定的行阵进行多次转换，得到对应的多级校验码；与采集端的多级校验码比对，找出错误数据。
接收端运用与发送端相同的算法进行一级校验，二级校验，三级校验等等，找出错误数据，并要求采集端重新上送正确的数据。
本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、系统、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种信息传输校验方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1采集端采集数据信息，形成计算信息体；
S2处理计算信息体，形成若干个n*m阶的矩阵；
S3 n*m阶的矩阵与预先设定行阵进行多次转换，得到多级校验码；
S4采集端将采集的数据信息和多级校验码发送到接收端；
S5接收端同样采用预先设定的行阵进行多次转换，得到对应的多级校验码；
与采集端的多级校验码比对，找出错误数据；
步骤S1的具体步骤是：在采集端采集数据信息，数据信息为十六进制数据；
分成若干段，将每段信息体去除首端的功能码和末端的校验码形成计算信息体，表示如下：
[A11 A12……A1m]，[A21 A22……A2m]……[An1 An2……Anm]；
其中，A11，A12，…A1m，A21，A22…A2m……An1，An2，……Anm表示采集的数据信息体中的各个元素；
步骤S2是将每n个信息体组成一个n*m阶的矩阵；
预先设定的行阵是以十六进制表示的，表示为：[01 02 03…n]，其中n为将构建矩阵的行数转换为十六进制的数；
所述的多次转换是指将多个n*m阶的矩阵分别与预先设定行阵相乘转换得到一级行阵；
将一级行阵分成若干个信息体再重新组合成矩阵，再与预先设定行阵相乘转换得到二级行阵；
将二级行阵分成若干个信息体再重新组合成矩阵，与预先设定行阵相乘转换得到三级行阵；
以此类推，到第i级校验时将i-1行阵分成若干个信息体，重新组合成矩阵，与预先设定行阵相乘转换得到i级行阵；
步骤S3具体是：
(1)用预先设定的行阵和n*m阶的矩阵相乘，得到一个行阵；
Figure FDA0003302768670000021
式中，
Figure FDA0003302768670000023
为一级校验信息体，X代表行阵的列数，将一级校验信息体的首端加入功能码，末端加入计算出的校验码，进行上送；
(2)设用y个信息体进行传输，则确定用y个元素进行传输与n有关,y能整除n；
(3)将
Figure FDA0003302768670000024
写成y个传输信息体，将
Figure FDA0003302768670000025
的计算值写成关于y的行阵表示如下：
[A11 11 A11 12…A11 1y A11 21 A11 22…A11 2y…A11 m1 A11 m2…A11 my]
其中，A11 11上标的第一个数字表示本级校验进行的第几次计算，第二个数字表示进行是第几级校验，以此类推；
(4)将y*m个信息体的行阵变换成y行m列的矩阵，表示如下：
Figure FDA0003302768670000026
(5)采用上述同样的预先设定的行阵，转换成一级校验信息体，并转换成y行m列的矩阵，对
Figure FDA0003302768670000027
组信息体进行计算，直到进行到第
Figure FDA0003302768670000028
次计算，得到：
Figure FDA0003302768670000031
(6)将进行
Figure FDA0003302768670000032
次计算得到的
Figure FDA0003302768670000033
个y行m列的矩阵写成n行m列矩阵表示如下：
Figure FDA0003302768670000034
(7)再用设定的行阵和(6)中的n行m列矩阵相乘，又得到一个行阵，表示如下：
Figure FDA0003302768670000035
得到的为三级校验信息体，将三级校验信息体的首端加入功能码，末端加入计算出的校验码，进行上送；
(8)假设进行到第i级校验，则校验计算公式表示如下：
Figure FDA0003302768670000041
得到的为i级校验信息体，将i级校验信息体的首端加入功能码，末端加入计算出的校验码，进行上送。
2.根据权利要求1所述的信息传输校验方法，其特征在于：所述的y个信息体的个数的确定方法是：
由于采集数据信息为十六进制数据信息体，对行阵中n的最大值进行评估：出现最大值的情况为行阵中一列上的元素每一个都为FF，则最大值表示为：
Figure FDA0003302768670000042
对最大值可以用几位十六进制去传输进行评估，
Figure FDA0003302768670000043
的大小取决于
Figure FDA0003302768670000044
的大小，
①当
Figure FDA0003302768670000045
时，用16位数据表示，则需要2个信息体进行传输；
②当
Figure FDA0003302768670000046
时，用24位数据表示，则需要3个信息体进行传输；
③当
Figure FDA0003302768670000047
时，用32位数据表示，则需要4个信息体进行传输；
④当时
Figure FDA0003302768670000048
用(8N+16)位数据标书，则需要N+2个信息体进行传输。
3.根据权利要求1所述的信息传输校验方法，其特征在于：加入的功能码设为zz，zz中第一位z与校验码的级数对应，第二位z与数据信息的段数对应。
4.根据权利要求1所述的信息传输校验方法，其特征在于：将每段计算信息体采用奇偶校验或者CRC校验方法得到的设为该段计算信息体的校验码。
5.一种实现权利要求1所述信息传输校验方法的系统，其特征在于：该系统包括：
采集模块，用于采集数据信息，形成计算信息体；
处理模块，用于处理计算信息体，形成若干个n*m阶的矩阵；
转换模块，用于n*m阶的矩阵与预先设定行阵进行多次转换，得到多级校验码；
发送模块，用于将采集的数据信息和多级校验码发送到接收模块；
接收模块，用于接收发送模块发送的数据信息和多级校验码；
比对模块，用于将接收模块的数据信息同样采用预先设定的行阵进行多次转换，得到对应的多级校验码，与采集端的多级校验码比对，找出错误数据。
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