CN116915873B - 基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，包括：采集电梯运行数据，对电梯运行数据进行编码，得到编码序列，对编码序列进行分割，得到待压缩序列，将待压缩序列中每个数据分别作为一个编码对象，构建编码对象的迭代不等式，根据迭代不等式获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率，进而得到待压缩序列的最优压缩频率，根据待压缩序列的最优压缩频率对待压缩序列进行压缩，得到压缩数据，对压缩数据进行传输。本发明压缩效率高，确保了电梯运行数据的快速传输。

Description

基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法。

背景技术

高速电梯运行数据在电梯系统的管理、维护和安全监测中起着关键作用，电梯运行监控平台对高速电梯运行数据进行监测和分析，可以帮助检测电梯系统中的故障和异常情况，优化电梯的调度策略，提高运行效率。

为了确保电梯运行数据监测的实时性，需要将通过电梯轿厢内传感器采集的电梯运行数据快速传输至电梯运行监控平台。由于电梯运行数据的数据量大，需要对电梯运行数据进行压缩以确保快速传输。

ANS熵编码算法通过将自然数编码为较短的二进制字符串来实现压缩，在压缩过程中需要预设奇数“1”的频率，当奇数“1”的频率设置不当时，编码得到的二进制字符串的长度较长，压缩效率较差，难以保证电梯运行数据的快速传输。

发明内容

本发明提供基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，以解决现有的问题。

本发明的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法采用如下技术方案：

本发明一个实施例提供了基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，该方法包括以下步骤：

采集电梯运行数据，对电梯运行数据进行编码，得到编码序列；

对编码序列进行分割，得到待压缩序列；

将待压缩序列中每个数据分别作为一个编码对象；构建编码对象的迭代不等式，根据迭代不等式获取待压缩序列的最优压缩频率；

根据待压缩序列的最优压缩频率对待压缩序列进行压缩，得到压缩数据；对压缩数据进行传输。

优选的，所述构建编码对象的迭代不等式，包括的具体步骤如下：

设置未知数和/>，构建编码对象的迭代不等式：

其中，为编码对象；/>为未知数，表示编码对象的编码结果中奇数“1”的数量；/>为未知数，表示编码对象的编码结果中偶数 “0”的数量。

优选的，所述根据迭代不等式获取待压缩序列的最优压缩频率，包括的具体步骤如下：

根据迭代不等式获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率；根据每个数据的最优压缩频率获取待压缩序列的最优压缩频率。

优选的，所述根据迭代不等式获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率，包括的具体步骤如下：

将作为取值区间，其中/>为编码对象，/>为向上取整符号；分别对迭代不等式中的未知数/>和/>在/>中遍历取值，获取满足迭代不等式的/>和/>对，作为一个候选数据对，根据所有候选数据对获取编码对象的最优压缩频率；获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率。

优选的，所述根据所有候选数据对获取编码对象的最优压缩频率，包括的具体步骤如下：

获取所有候选数据对中+/>最小时对应的/>和/>对，作为未知数/>和/>最终的求解结果；将/>作为编码对象的最优压缩频率。

优选的，所述根据每个数据的最优压缩频率获取待压缩序列的最优压缩频率，包括的具体步骤如下：

其中，为待压缩序列的最优压缩频率；/>为待压缩序列中第/>个数据的最优压缩频率；/>为待压缩序列中第/>个数据；/>为待压缩序列中包含的数据的个数；/>为向上取整符号。

优选的，所述根据待压缩序列的最优压缩频率对待压缩序列进行压缩，得到压缩数据，包括的具体步骤如下：

将待压缩序列的最优压缩频率作为奇数“1”的频率，根据奇数“1”的频率利用ANS熵编码依次对待压缩序列中每个数据进行编码，将待压缩序列中所有数据的编码结果构成的序列作为压缩数据。

优选的，所述对编码序列进行分割，得到待压缩序列，包括的具体步骤如下：

根据编码序列获取分割段，包括：根据预设的基础段长获取编码序列中的分割点，将分割点之前的比特位作为一个分割段，将分割段从编码序列中剔除；

重复根据编码序列获取分割段，直到编码序列为空时停止迭代；根据所有分割段获取待压缩序列。

优选的，所述根据预设的基础段长获取编码序列中的分割点，包括的具体步骤如下：

获取编码序列中第k个比特位之后出现的第1个“1”，作为分割点，其中k为预设的基础段长。

优选的，所述根据所有分割段获取待压缩序列，包括的具体步骤如下：

将每个分割段转换为十进制数，将得到的所有十进制数构成待压缩序列。

本发明的技术方案的有益效果是：ANS熵编码算法通过将自然数编码为较短的二进制字符串来实现压缩，在压缩过程中需要预设奇数“1”的频率，当奇数“1”的频率设置不当时，编码得到的二进制字符串的长度较长，压缩效率较差，难以保证电梯运行数据的快速传输。本发明通过对编码序列进行分割，得到待压缩序列，使得待压缩序列中每个数据都较大，从而使得电梯运行数据的压缩效率较大；本发明构建编码对象的迭代不等式，根据迭代不等式获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率，根据每个数据的最优压缩频率获取待压缩序列的最优压缩频率，使得在该压缩频率下，每个数据的编码长度尽可能短，达到较好的压缩效率，在进行数据传输时，仅需要传输一个压缩频率以及压缩结果，确保了数据的传输效率。本发明压缩效率高，确保了电梯运行数据的快速传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

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。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法的具体方案。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法的步骤流程图，该方法包括以下步骤：

S001．采集电梯运行数据，获取电梯运行数据的编码序列。

利用部署在电梯轿厢的位移传感器、加速度传感器、重量传感器等，采集高速电梯运行时的运行状态、运行速度、客流量等数据，作为电梯运行数据。

需要说明的是，电梯运行数据包含了运行状态、运行速度、客流量等数据，此些数据包括了多种数据类型，为了便于后续压缩，需要将电梯运行数据编码成统一的数据类型。

在本发明实施例中，利用GB2312编码算法对电梯运行数据进行编码，得到一个二进制序列，将该二进制序列作为电梯运行数据的编码序列。在其他实施例中，实施人员可根据电梯运行数据的数据类型选择编码算法获取电梯运行数据的编码序列。

S002．对电梯运行数据的编码序列进行分割，获取待压缩序列。

需要说明的是，本发明目的是采用ANS熵编码对电梯运行数据进行压缩，ANS熵编码可将一个较大的自然数压缩成一个二进制字符串，且该二进制字符串的长度相较于该自然数直接转换为二进制数的长度更短，如此实现压缩的效果。ANS熵编码的压缩结果的长度接近于理论极限值，压缩效果较好。对于较小的自然数，其理论极限值和自然数直接转换为二进制数的长度相差不大，对于较大的自然数，其理论极限值和自然数直接转化为二进制数的长度相差较大，因此，对于较大的自然数，压缩效果更好。因此，需要对电梯运行数据的编码序列进行分割，确保每个分割段转换自然数之后较大，从而使得电梯运行数据的压缩效率较大。同时为了确保压缩过程计算简单，每个分割段转换为自然数之后不能过于大。

在本发明实施例中，预设一个基础段长，其中本实施例以/>=10为例进行叙述，本实施例不进行具体限定，其中/>可根据具体实施情况而定。

根据电梯运行数据的编码序列获取分割段：

获取编码序列中第k个比特位之后出现的第1个“1”，作为分割点，将分割点之前的比特位作为一个分割段，将该分割段从编码序列中剔除。

根据剔除之后的编码序列重新获取分割段，重复该操作，直到编码序列为空时停止迭代。此时得到多个分割段。

将每个分割段转换为十进制数，将所有十进制数按照对应分割段获取的顺序构成待压缩序列。

至此，获取了待压缩序列。

S003．获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率。

需要说明的是，ANS熵编码的目的是将一个自然数编码为较短的二进制字符串，二进制字符串中的“1”称为奇数，“0”称为偶数。通过预设奇数“1”的频率，对自然数进行编码，编码得到的二进制字符串的长度与预设的奇数“1”的频率相关，当预设的奇数“1”的频率不够好时，编码得到的二进制字符串的长度较长，压缩效率较差。

需要进一步说明的是，若预设的奇数“1”的频率为P1，则对应的偶数“0”的频率为P0=1-P1。在ANS熵编码的过程中，需要根据奇数“1”的频率以及偶数“0”的频率对编码对象不断迭代减小，直到迭代结果为0或1时停止。在每次迭代过程中输出编码对象的编码结果的一个比特位。为使得编码结果的长度最短，则需要确保迭代次数尽可能少。

在本发明实施例中，将待压缩序列中每个数据分别作为一个编码对象。设置未知数，用来表示编码对象的编码结果中奇数“1”的数量，设置未知数/>，用来表示编码对象的编码结果中偶数“0”的数量。

根据未知数和/>构建编码对象的迭代不等式：

其中，为编码对象；/>为未知数，表示编码对象的编码结果中奇数“1”的数量；/>为未知数，表示编码对象的编码结果中偶数 “0”的数量；/>表示编码对象的编码结果中奇数“1”的频率；/>表示编码对象的编码结果中偶数“0”的频率。

满足编码对象的迭代不等式和/>有无数种，为了避免/>和/>过大，导致不具有压缩效果，/>和/>需处于/>区间内，其中/>为向上取整符号，/>表示利用现有的十进制和二进制的转换方法将编码对象转换为二进制数的长度。

分别对和/>在/>中遍历取值，获取满足迭代不等式的/>和/>对，获取+/>最小对应的/>和/>对，作为未知数最终的求解结果。将/>作为编码对象的最优压缩频率。

同理，获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率。

S004．根据每个数据的最优压缩频率获取待压缩序列的最优压缩频率。

需要说明的是，待压缩序列中每个数据都有一个最优压缩频率，若根据每个数据的最优压缩频率对每个数据进行压缩，可以使得每个数据的编码长度达到最短，但同时需要记录每个数据的最优压缩频率，由于数据较多，记录的最优压缩频率的个数相对应的也较多，会增加数据的传输时间，导致传输效率下降。因此需要结合待压缩序列中每个数据的最优压缩频率为待压缩序列设置统一的压缩频率，使得在该压缩频率下，每个数据的编码长度尽可能短，达到较好的压缩效率。在进行数据传输时，仅需要传输一个压缩频率，确保数据的传输效率。

在本发明实施例中，根据待压缩序列中每个数据的最优压缩频率获取待压缩序列的最优压缩频率：

其中，为待压缩序列的最优压缩频率；/>为待压缩序列中第/>个数据的最优压缩频率；/>为待压缩序列中第/>个数据；/>为待压缩序列中包含的数据的个数；/>为利用现有的十进制和二进制的转换方法将待压缩序列中第/>个数据/>转换为二进制数的长度，对于较小的自然数，其理论极限值和自然数直接转换为二进制数的长度相差不大，同时较小的自然数对应长度较短的二进制数，利用ANS熵编码对较小的自然数进行压缩可缩减的长度有限，对于较大的自然数，其理论极限值和自然数直接转化为二进制数的长度相差较大，同时较大的自然数对应长度较长的二进制数，利用ANS熵编码对较大的自然数进行压缩可缩减的长度也较大，因此将/>作为待压缩序列中第/>个数据/>的权重，使得获取待压缩序列的最优压缩频率时，对于二进制数较长的数据的最优压缩频率更加关注，对于二进制数较短的数据的最优压缩频率关注程度小。

至此，获取了待压缩序列的最优压缩频率。

S005．根据待压缩序列的最优压缩频率对待压缩序列进行压缩，得到压缩数据。

将待压缩序列的最优压缩频率作为奇数“1”的频率，根据奇数“1”的频率利用ANS熵编码依次对待压缩序列中每个数据进行编码，将待压缩序列中所有数据的编码结果构成的序列作为压缩数据。需要说明的是，ANS熵编码为现有技术，在此不再详细赘述。

至此，实现了待压缩序列的压缩，得到了压缩数据。

S006．对压缩数据进行传输。

将压缩数据以及待压缩序列的最优压缩频率一同传输至电梯运行监控平台，电梯运行监控平台根据待压缩序列的最优压缩频率对压缩数据进行解压。

通过以上步骤，完成了高速电梯运行数据的快速传输。

本发明实施例通过对编码序列进行分割，得到待压缩序列，使得待压缩序列中每个数据都较大，从而使得电梯运行数据的压缩效率较大；本发明构建编码对象的迭代不等式，根据迭代不等式获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率，根据每个数据的最优压缩频率获取待压缩序列的最优压缩频率，使得在该压缩频率下，每个数据的编码长度尽可能短，达到较好的压缩效率，在进行数据传输时，仅需要传输一个压缩频率以及压缩结果，确保了数据的传输效率。本发明压缩效率高，确保了电梯运行数据的快速传输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

采集电梯运行数据，对电梯运行数据进行编码，得到编码序列；

对编码序列进行分割，得到待压缩序列；

将待压缩序列中每个数据分别作为一个编码对象；构建编码对象的迭代不等式，根据迭代不等式获取待压缩序列的最优压缩频率；

根据待压缩序列的最优压缩频率对待压缩序列进行压缩，得到压缩数据；对压缩数据进行传输；

所述构建编码对象的迭代不等式，包括的具体步骤如下：

设置未知数和/>，构建编码对象的迭代不等式：

其中，为编码对象；/>为未知数，表示编码对象的编码结果中奇数“1”的数量；/>为未知数，表示编码对象的编码结果中偶数 “0”的数量；

所述根据迭代不等式获取待压缩序列的最优压缩频率，包括的具体步骤如下：

根据迭代不等式获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率；根据每个数据的最优压缩频率获取待压缩序列的最优压缩频率；

所述根据迭代不等式获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率，包括的具体步骤如下：

将作为取值区间，其中/>为编码对象，/>为向上取整符号；分别对迭代不等式中的未知数/>和/>在/>中遍历取值，获取满足迭代不等式的/>和/>对，作为一个候选数据对，根据所有候选数据对获取编码对象的最优压缩频率；获取待压缩序列中每个数据的最优压缩频率；

所述根据所有候选数据对获取编码对象的最优压缩频率，包括的具体步骤如下：

获取所有候选数据对中+/>最小时对应的/>和/>对，作为未知数/>和/>最终的求解结果；将/>作为编码对象的最优压缩频率；

所述根据每个数据的最优压缩频率获取待压缩序列的最优压缩频率，包括的具体步骤如下：

其中，为待压缩序列的最优压缩频率；/>为待压缩序列中第/>个数据的最优压缩频率；为待压缩序列中第/>个数据；/>为待压缩序列中包含的数据的个数；/>为向上取整符号。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，其特征在于，所述根据待压缩序列的最优压缩频率对待压缩序列进行压缩，得到压缩数据，包括的具体步骤如下：

将待压缩序列的最优压缩频率作为奇数“1”的频率，根据奇数“1”的频率利用ANS熵编码依次对待压缩序列中每个数据进行编码，将待压缩序列中所有数据的编码结果构成的序列作为压缩数据。

3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，其特征在于，所述对编码序列进行分割，得到待压缩序列，包括的具体步骤如下：

根据编码序列获取分割段，包括：根据预设的基础段长获取编码序列中的分割点，将分割点之前的比特位作为一个分割段，将分割段从编码序列中剔除；

重复根据编码序列获取分割段，直到编码序列为空时停止迭代；根据所有分割段获取待压缩序列。

4.根据权利要求3所述的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，其特征在于，所述根据预设的基础段长获取编码序列中的分割点，包括的具体步骤如下：

获取编码序列中第k个比特位之后出现的第1个“1”，作为分割点，其中k为预设的基础段长。

5.根据权利要求3所述的基于物联网技术的高速电梯运行数据快速传输方法，其特征在于，所述根据所有分割段获取待压缩序列，包括的具体步骤如下：

将每个分割段转换为十进制数，将得到的所有十进制数构成待压缩序列。