CN112311499B - 调整封包长度的方法、行动装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

一种调整封包长度的方法，应用于行动装置中。计算出目前最接近所述行动装置的第一参考点，比较所述行动装置的目前位置与所述第一参考点的GPS数据的差异以计算出精简GPS数据。判断先前是否已上传第二参考点给服务器。若先前已传送所述第二参考点给所述服务器，判断所述第一参考点与所述第二参考点是否相同。若所述第一参考点与所述第二参考点不同，则上传所述第一参考点至所述服务器。若先前未传送所述第二参考点给所述服务器，则上传所述第一参考点至所述服务器，并且上传所述精简GPS数据到所述服务器。本发明还提供一种调整封包长度的系统及行动装置，可减少封包长度，以减少封包遗失率，并降低耗电量，不需频繁的更换电池。

Description

调整封包长度的方法、行动装置及存储介质
技术领域
本发明涉及封包处理技术，尤其涉及一种调整封包长度的方法、行动装置及存储介质。
背景技术
物联网(Internet of Things，IOT)前端(Front End)产品透过LoRa技术来传输封包，其优点是传输距离长、低频以及低功耗。LoRa技术的缺点包括(1)封包长度仅些微增加，自身的封包遗失率会显著上升，因为与其他使用者的封包碰撞机率越高；(2)碰撞发生时，受影响的封包皆会遗失或变成不完整的封包，长时间使用会干扰所有使用者，整体的封包遗失率上升；以及(3)过长的封包长度，再加上频繁的封包上传，将导致整个系统的封包遗失率急遽上升。此外，大多数的IOT前端产品是以小容量电池供电，且不支持充电功能，因而需要频繁的更换电池。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种调整封包长度的方法与行动装置，可减少封包长度，以减少封包遗失率，并降低耗电量，不需频繁的更换电池。
本发明实施例提供一种调整封包长度的方法，应用于一行动装置中，其中，所述行动装置包括根据所述行动装置动的一移动区域内制定的复数个参考点并且经由一网络与一服务器连接，所述方法包括下列步骤：计算出目前最接近所述行动装置的一第一参考点；比较所述行动装置的目前位置与所述第一参考点的GPS数据的差异以计算出精简GPS数据；判断先前是否已上传一第二参考点给所述服务器；若先前已传送所述第二参考点给所述服务器，判断所述第一参考点与所述第二参考点是否相同；若所述第一参考点与所述第二参考点不同，则上传所述第一参考点至所述服务器；若先前未传送所述第二参考点给所述服务器，则上传所述第一参考点至所述服务器；以及上传所述精简GPS数据到所述服务器。
本发明实施例还提供一种行动装置中，其存储根据所述行动装置动的一移动区域内制定的复数个参考点并且经由一网络与一服务器连接，包括：一选择模块，用于计算出目前最接近所述行动装置的一第一参考点；一比较模块，用于比较所述行动装置的目前位置与所述第一参考点的GPS数据的差异以计算出精简GPS数据；一判断模块，用于判断先前是否已上传一第二参考点给所述服务器，且若先前已传送所述第二参考点给所述服务器，判断所述第一参考点与所述第二参考点是否相同；以及一传送模块，用于若所述第一参考点与所述第二参考点不同，则上传所述第一参考点至所述服务器，若先前未传送所述第二参考点给所述服务器，则上传所述第一参考点至所述服务器，以及上传所述精简GPS数据到所述服务器。
本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，其特征在于，所述指令由处理器并加载执行前述的调整封包长度的方法的步骤。
本发明实施例的调整封包长度的方法及行动装置可应用于封包长度更长(例如，大于7bytes)的LoRa GPS封包，更能有效的降低系统的误包率，提升系统效能，有效降低系统的整体误包率。。
附图说明
图1是本发明实施例调整封包长度的方法的步骤流程图。
图2是本发明实施例订定参考点的示意图。
图3是本发明实施例选择参考点的示意图。
图4是本发明实施例节省地址长度的参考点与GPS装置的示意图。
图5是本发明实施例的行动装置的硬件架构示意图。
图6是本发明实施例的行动装置的功能方块图。
主要元件符号说明
参考点 1、2、…、16
行动装置 50、500
处理器 510
内存 520
大量存储装置 530
选择模块 610
比较模块 620
判断模块 630
传送模块 640
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例的间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围的内。
全球定位系统(Global Positioning System，GPS)封包是系统中长度最长的封包，考虑系统整体封包遗失率与耗电，需优先降低其封包长度。基于许多车辆以及需定位物通常在固定的目标地区中移动，本发明实施例的调整封包长度的方法将所述目标地区进行重点分化，再制定GPS参考点，最后于出厂前将GPS参考点与选择参考点的算法输入GPS装置中。
图1是本发明实施例的调整封包长度的方法的步骤流程图。根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S11，首先，在前处理操作中，使用客户提供的GPS装置的移动区域制定多个参考点，并于所述GPS装置与服务器写入上述参考点，接着，于所述GPS装置写入选择参考点的算法，并且写入所述GPS装置与参考点的位置比较功能，用于制定精简GPS数据。
GPS装置在出厂前，客户已给定GPS装置的使用地区，因此已知GPS装置移动范围的边界经纬度，其经度表示为(LonL,LonH)，纬度表示为(LatL,LatH)。
将GPS装置的移动区域分割成N个参考点，并以方阵表示，第n个参考点的位置(经纬度)如公式(1)所示：
Figure BDA0002195951010000051
以一个范例来说明，参考图2，套用上式订出所有参考点(N＝16)，可得到16个参考点。
步骤S12，所述GPS装置运作时，利用上述选择参考点的算法算出目前所述GPS装置最接近的参考点(例如，第一参考点)。将计算出的参考点，存储于GPS装置与对接的服务器上。
GPS装置出厂后，于运行时利用下面公式(2)与(3)选出目前与GPS装置距离最近的参考点：
Figure BDA0002195951010000052
及
Figure BDA0002195951010000053
以图3为例，假设交通车位于定位范围内，将GPS位置带入公式(2)与(3)，会得到参考点n＝16。
步骤S13，所述GPS装置比较所述GPS装置的目前位置与所述最接近的参考点的GPS数据的差异以计算出精简GPS数据。
步骤S14，所述GPS装置判断先前是否已上传参考点(例如，第二参考点)给所述服务器。
步骤S15，若先前已传送参考点给所述服务器，所述GPS装置判断所述最接近的参考点与前一次上传的参考点是否相同。
步骤S16，若所述最接近的参考点与前一次上传的参考点不同，则所述GPS装置透过LoRa上行传输机制(ACK)上传所述最接近的参考点(长度为1byte)至所述服务器。
在步骤144中，若先前未传送参考点给所述服务器，则所述GPS装置上传所述最接近的参考点至所述服务器。
步骤S17，所述GPS装置透过所述LoRa上行传输机制上传所述精简GPS数据到所述服务器。
在步骤S16中，若所述最接近的参考点与前一次上传的参考点相同，则所述GPS装置不须再次上传参考点，所述服务器视为参考点未改变，仅需透过所述LoRa上行传输机制上传所述精简GPS数据到所述服务器。
所述服务器若想确认所述GPS装置的目前参考点，可透过下行命令来确认所述GPS装置的目前参考点。
若所述GPS装置与多个参考点的距离相同时，或是计算所得的各个精简GPS数据的节省封包长度相同时，则所述GPS装置选择与前一次上传的参考点。
若所述GPS装置超出前述的移动区域，则上传未精简的GPS数据到所述服务器。
兼容于LoRa的GPS装置根据已知的参考点，计算进入第一参考点的起始时间与到目前时间的位移，推测出GPS装置的未来位置，并根据所述未来位置预测第二参考点，若所述第二参考点不等于所述第一参考点，则向所述服务器更新目前参考点为所述第二参考点。
以下以一个实施例说明精简的GPS资料带来的成效。
以图2为例，通过国家海洋电子协会(National Marine ElectronicsAssociation，NMEA)-LoRa转换公式，将所述移动区域的地址进行转换后可以得到以LoRa格式表示的GPS资料，如表1所示。
表1
Lat Lon
H 2C26F3 56324B
L 2C1B0E 563D07
在所述移动区域内，经纬度的前1个bytes的地址数据相同可省略，分别节省1个byte，因此GPS数据一共节省至少2个bytes，如表2所示。
表2
信息类别 经度 纬度 总长度
已知方法 1bytes 3bytes 3bytes 7bytes
本发明 1bytes 2bytes 2bytes 5bytes
以下以另一个实施例说明精简的GPS数据带来的成效(随距离参考点远近改变)。
以图4为例，其包括参考点16与GPS装置50，通过NMEA-LoRa转换公式转换二者的地址，可以得到以LoRa格式表示的GPS数据，如表3所示
表3
Lat Lon
参考点 2C1C51 563C7F
DUT Location 2C1CE0 563CBA
GPS装置50相当靠近参考点16，在所述移动区域内，经纬度的前2个bytes的地址数据相同可省略，分别节省二个byte，因此GPS数据一共节省4个bytes，如表4所示。
表4
信息类别 经度 纬度 总长度
已知方法 1bytes 3bytes 3bytes 7bytes
本发明 1bytes 1bytes 1bytes 3bytes
图5是本发明实施例的行动装置的硬件架构示意图。行动装置500，但不仅限于，可通过系统总线相互通信连接处理器510、内存520以及调整封包长度的系统530，图5仅示出了具有组件510-530的行动装置500，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述内存520至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型内存(例如，SD或DX内存等)、随机访问内存(RAM)、静态随机访问内存(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可程序设计只读存储器(EEPROM)、可程序设计只读存储器(PROM)、磁性内存、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述内存520可以是所述电子装置10的内部存储单元，例如行动装置500的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述内存也可以是所述行动装置500的外部存储设备，例如所述行动装置500上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，所述内存520还可以既包括所述行动装置500的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述内存520通常用于存储安装于所述行动装置500的操作系统和各类应用软件，例如调整封包长度的系统530的程序代码等。此外，所述内存520还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
所述处理器510在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。所述处理器510通常用于控制所述行动装置500的总体操作。本实施例中，所述处理器510用于运行所述内存520中存储的程序代码或者处理数据，例如，运行所述调整封包长度的系统530等。
需要说明的是，图5仅为举例说明行动装置500。在其他实施例中，行动装置500也可以包括更多或者更少的组件，或者具有不同的组件配置。
图6是本发明实施例的行装置的功能方块图，其用于执行调整封包长度的方法。本发明实施例的调整封包长度的方法可由存储媒体中的计算机程序来实现，例如，行动装置500中的内存520。当实现本发明方法的计算机程序由处理器510加载到内存520时，驱动行装置500的处理器510执行本发明实施例的调整封包长度的方法。
本发明实施例的行装置500包括选择模块610、比较模块620、判断模块630与传送模块640。
在前处理操作中，使用客户提供的GPS装置的移动区域制定多个参考点，并于行动装置500的内存520与服务器写入上述参考点，接着，于行动装置500的内存520写入选择参考点的算法，并且写入行动装置500与参考点的位置比较功能，用于制定精简GPS数据。
行动装置500运作时，选择模块610利用上述选择参考点的算法算出目前所述GPS装置最接近的参考点(例如，第一参考点)。
比较模块620所述GPS装置比较所述GPS装置的目前位置与所述最接近的参考点的GPS数据的差异以计算出精简GPS数据。
判断模块630判断先前是否已上传参考点(例如，第二参考点)给所述服务器，若先前已传送参考点给所述服务器，接着判断所述最接近的参考点与前一次上传的参考点是否相同。若所述最接近的参考点与前一次上传的参考点不同，则传送模块640透过LoRa上行传输机制(ACK)上传所述最接近的参考点(长度为1byte)至所述服务器。若先前未传送参考点给所述服务器，则传送模块640上传所述最接近的参考点至所述服务器。
接着，传送模块640透过所述LoRa上行传输机制上传所述精简GPS数据到所述服务器。
若所述最接近的参考点与前一次上传的参考点相同，则传送模块640不须再次上传参考点，仅需透过所述LoRa上行传输机制上传所述精简GPS数据到所述服务器。
若行动装置500与多个参考点的距离相同时，或是计算所得的各个精简GPS数据的节省封包长度相同时，则选择模块610选择与前一次上传的参考点。
所述行装置500集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁盘、光盘、计算机内存、只读存储器、随机存取内存、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
可以理解的是，以上所描述的模块划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在相同处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在相同单元中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
本发明实施例的整封包长度的方法能令单一装置的误包率由2.2％降为0％，有效的降低误包率。本发明实施例的整封包长度的方法还可应用于封包长度更长(例如，大于7bytes)的LoRa GPS封包，更能有效的降低系统的误包率，提升系统效能，有效降低系统的整体误包率。
对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明实施例提供的技术方案和技术构思结合生成的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种调整封包长度的方法，应用于行动装置中，其特征在于，所述行动装置包括根据所述行动装置动的移动区域内制定的复数个参考点并且经由网络与服务器连接，所述方法包括：
计算出目前最接近所述行动装置的第一参考点；
比较所述行动装置的目前位置与所述第一参考点的GPS数据的差异以计算出精简GPS数据；
判断先前是否已上传第二参考点给所述服务器；
若先前已传送所述第二参考点给所述服务器，判断所述第一参考点与所述第二参考点是否相同；
若所述第一参考点与所述第二参考点不同，则上传所述第一参考点至所述服务器；
若先前未传送所述第二参考点给所述服务器，则上传所述第一参考点至所述服务器；以及
上传所述精简GPS数据到所述服务器。
2.如权利要求1所述的调整封包长度的方法，其特征在于，还包括：
若所述第一参考点与所述第二参考点相同，则不上传所述第一参考点至所述服务器；以及
若所述第一参考点与所述第二参考点不同，则透过LoRa上行传输机制上传所述第一参考点与所述精简GPS数据至所述服务器。
3.如权利要求1所述的调整封包长度的方法，其特征在于，还包括：
所述服务器透过下行命令确认所述行动装置的目前参考点。
4.如权利要求1所述的调整封包长度的方法，其特征在于，还包括：
若所述行动装置与多个参考点的距离相同时，或是计算所得的各个精简GPS数据的节省封包长度相同时，则选择前一次上传的参考点。
5.如权利要求1所述的调整封包长度的方法，其特征在于，还包括：
若所述行动装置超出所述移动区域，则传送未精简的GPS数据到所述服务器。
6.一种行动装置，其存储有根据所述行动装置动的移动区域内制定的复数个参考点并且经由网络与服务器连接，包括：
选择模块，用于计算出目前最接近所述行动装置的第一参考点；
比较模块，用于比较所述行动装置的目前位置与所述第一参考点的GPS数据的差异以计算出精简GPS数据；
判断模块，用于判断先前是否已上传第二参考点给所述服务器，且若先前已传送所述第二参考点给所述服务器，判断所述第一参考点与所述第二参考点是否相同；以及
传送模块，用于若所述第一参考点与所述第二参考点不同，则上传所述第一参考点至所述服务器，若先前未传送所述第二参考点给所述服务器，则上传所述第一参考点至所述服务器，以及上传所述精简GPS数据到所述服务器。
7.如权利要求6所述的行动装置，其特征在于，所述传送模块于所述第一参考点与所述第二参考点相同时，则不上传所述第一参考点至所述服务器，以及于所述第一参考点与所述第二参考点不同时，则透过LoRa上行传输机制上传所述第一参考点与所述精简GPS数据至所述服务器。
8.如权利要求6所述的行动装置，其特征在于，所述服务器透过下行命令确认所述行动装置的目前参考点。
9.如权利要求6所述的行动装置，其特征在于，若所述行动装置与多个参考点的距离相同时，或是计算所得的各个精简GPS数据的节省封包长度相同时，则所述选择模块选择前一次上传的参考点。
10.一种存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，其特征在于，所述指令由处理器并加载执行如权利要求1-5中任意一项所述的调整封包长度的方法的步骤。
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