CN117639936A - 一种基于ip光纤通信的传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于I P光纤通信的传输方法和装置，涉及I P光纤通信技术领域，包括服务器、数据分析模块、数据获取模块、优先传输类别信息包生成模块和执行模块；解决了由于工业控制系统在不同时段内运行状态的不同，导致各类参数在不同时段内出现异常的概率会有所不同，导致无法根据各类参数在不同时段内出现异常的概率，来对不同时段内各类参数数据进行传输顺序判断的技术问题；通过生成各个时段分别对应的优先传输类别信息包，根据时段的不同按照不同时段对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，对不同时段内易出现异常的参数类型进行优先传输，减少由于传输顺序不同，导致异常数据、高风险数据出现延迟传输的情况。

Description

一种基于IP光纤通信的传输方法和装置

技术领域

本发明涉及IP光纤通信技术领域，具体涉及一种基于IP光纤通信的传输方法和装置。

背景技术

随着IP网络和IP业务量的飞速发展，计算机互联网正在极大地改变着我们的生活，基于IP光纤通信指的是一种利用IP协议和光纤通信技术进行数据传输的方法，通过将IP协议与光纤通信相结合，将数据转换为光信号，并通过光纤传输，利用IP协议在网络中进行传输和路由，实现数据在光纤网络中的传输和路由，从而提供高速、可扩展和安全的数据传输解决方案；

IP光纤通信作为一种高速传输的通信方式在各个领域都有广泛的应用，包括长距离通信、数据中心互连、移动通信、家庭宽带接入、医疗领域和工业自动化等，在工业自动化领域也有重要应用，IP光纤通信用于工业控制系统中，实现对工业控制系统中温度、压力、振动等参数数据的高精度监测和控制，光纤通信提供了抗电磁干扰、远距离传输和高速数据传输的优势，适用于工业环境中的数据通信需求；

然而，在通过IP光纤通信对用于工业控制系统中的各项参数数据进行传输时，由于工业控制系统在不同时段内运行状态的不同，导致各类参数在不同时段内出现异常的概率会有所不同，存在部分参数在特定时段内易出现异常的概率较高的情况，由于无法根据各类参数在不同时段内出现异常的概率，来对不同时段内各类参数数据进行传输顺序判断，导致在对应时段无法对易出现异常的参数数据进行优先传输，使得在参数出现异常时工作人员无法及时了解相关参数的数据信息，导致相关人员无法及时采取应对措施，不利于及时对异常参数进行处理，基于此，提出一种基于IP光纤通信的传输方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于IP光纤通信的传输方法和装置，解决了由于工业控制系统在不同时段内运行状态的不同，导致各类参数在不同时段内出现异常的概率会有所不同，导致无法根据各类参数在不同时段内出现异常的概率，来对不同时段内各类参数数据进行传输顺序判断的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于IP光纤通信的传输方法，包括以下步骤：

步骤一：从服务器中对工业控制系统在时间范围T内各类参数的历史数据进行获取，各类参数包括温度、压力、振动、电流和电压参数，时间范围T指代为从获取数据的当下起算往前推160天这一时间段；

步骤二：对工业控制系统在时间范围T内的历史参数数据进行分析，进而获得温度、压力、振动、电流和电压参数分别对应的异常占比系数；

步骤三：将一天按照时间间隔t1均匀划分为多个时间段，获取各个时间段在T天内的温度、压力、振动、电流和电压的历史参数数据，并对其进行分析，进而获得各类参数在各个时段分别对应的监测系数，通过对各个时段内分别对应的监测系数的分析生成各个时间段分别对应的优先传输类别信息包，此处时间间隔t1预设值；

骤四：对各个时段分别对应的优先传输类别信息包进行获取，并根据各个时段分别对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，在各个时段内对与优先传输数据类型对应的参数类型数据进行优先传输。

作为本发明进一步的方案：获取各类参数分别对应的异常占比系数的具体方式为：

S1：获得温度、压力、振动、电流和电压参数在时间范围T内分别对应的异常次数，并将其标记为An，其中n指代为各类参数分别对应的参数标号，n＝﹛1、2、……、5﹜；

S2：通过公式计算获得各类参数分别对应的异常占比系Bn，其中n≥n1≥1，θ1和θ2均为预设系数。

作为本发明进一步的方案：获得各个时间段分别对应的优先传输类别信息包的具体方式为：

S01：从多个时间段中任意选取一个时间段作为目标分析时段；

S02：通过公式Bn×θ5+Fn×θ6＝LBn，计算各类参数在目标分析时段内分别对应的监测系数LBn，此处监测系数LBn的数值越大，说明对应的参数类型在目标分析时段内出现异常的概率就越大，反之则越小，其中Fn为各类参数在目标分析时段内分别对应的时段异常系数Fn，θ5和θ6均为预设系数；

S03：将目标分析时段内监测系数LBn最大的参数类型设置为目标分析时段的优先传输数据类型，并将优先传输数据类型对应的参数标号与目标分析时段进行绑定，并生成目标分析时段对应的优先传输类别信息包W1；

S04：重复以上步骤S01-S03，即可获得各个时间段分别对应的优先传输类别信息包Wx，并将其传输至服务器内，其中x指代为多个时间段分别对应的时段标号，x≥1。

作为本发明进一步的方案：在步骤S02中对各类参数在目标分析时段内分别对应的时段异常系数Fn进行获取的具体方式为：

S11：从各类参数中任意选取一类参数作为目标参数，获取时间范围T内目标参数每天在目标分析时段内的异常时长，并将其标记为DT；

S12：将时间范围T内目标参数每天在目标分析时段内的异常时长DT中满足公式E1的数值进行提取，并将其分标记为Dt1，其中T≥t1≥1，公式E1为：|DT-Dp|＜Q1，其中Dp为DT的均值，Q1为预设数值；

当t1≥Y1时，则将Dp作为目标参数对应的标准异常时长YC1；当t1＜Y1时，则通过公式获得目标参数对应的标准异常时长YC1，其中D_max为DT中的最大值，D_min为DT中的最小值，θ3为预设系数，Y1为预设数值；

S13：重复步骤S11-S12，即可获得各类参数在目标分析时段内分别对应的标准异常时长YCn，其中n指代为各类参数分别对应的参数标号，n＝{1、2、……5}；

S14：通过公式计算获得各类参数在目标分析时段内分别对应的时段异常系数Fn，其中n≥i≥1，θ4为预设系数。

作为本发明进一步的方案：在步骤S11中，获取时间范围T内目标参数每天在目标分析时段内的异常时长DT的具体方式为：

S111：时间范围T内任意一天为目标分析日，获取目标参数在目标分析日中的异常次数标记为j，同时获取目标参数每次异常对应的持续时长并将其标记为CTj，其中j≥1；

S112：通过公式计算获得目标参数在目标分析日中的异常时长D1，其中j≥j 1≥1；

S113：重复以上步骤S111-S112即可获得目标参数在时间范围T内每天在目标分析时段内的异常时长DT，其中T指代为时间范围对应的天数，T≥1。

作为本发明进一步的方案：在步骤S04进行完毕后，将各类参数中未被标记的参数类型分别对应的监测系数LBn从大到小依次进行排序，进而获得各个时间段分别对应的传输顺序表，并将其传输至服务器内，根据各个时段分别对应的传输顺序表，对各个时段优先传输数据类型外的其他参数类型的数据进行一定顺序的传输安排。

一种基于IP光纤通信装置，包括：

数据获取模块，用于对从服务器中对工业控制系统在时间范围T内各类参数的历史数据进行获取并将其发送至数据分析模块和优先传输类别信息包生成模块；

数据分析模块，用于对在时间范围T内各类参数的历史数据进行分析，进而获得各类参数分别对应的异常占比系数，T≥1；

优先传输类别信息包生成模块，用于将一天均匀划分为多个时间段，对多个时间段内各类参数的历史数据进行分析，进而获得各类参数在各个时段内分别对应的监测系数，通过对各个时段内分别对应的监测系数的分析对各个时间段分别对应的优先传输数据类型进行标注，并生成各个时间段分别对应的优先传输类别信息包同时将其发送至服务器中；

执行模块，用于从服务器中对各个时间段分别对应的优先传输类别信息包进行获取，并根据各个时段分别对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，在各个时段内对与优先传输数据类型对应的参数类型数据进行优先传输。

本发明的有益效果：

(1)本发明，通过各类参数的异常占比系数和在不同时段内的时段异常系数进行综合分析计算，进而获得各类参数在目标分析时段内分别对应的监测系数，根据将各类参数按照监测系数的数值，将监测系数最大的参数类型设置为对应时段优先传输数据类型，将各个时段的优先传输数据类型的参数标号与各个时段进行绑定，生成各个时段分别对应的优先传输类别信息包，有利于根据时段的不同，按照不同时段对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，对不同时段内易出现异常的参数类型进行优先传输，使得工作人员能够及时的发现异常数据，减少由于传输顺序不同，导致异常数据、高风险数据出现延迟传输的情况，降低给工业控制系统带来风险的概率；

(2)本发明，通过根据各个时段分别对应的传输顺序表，有利于根据时段的不同，对各个时段优先传输数据类型外的其他参数类型的数据进行一定顺序的传输安排，为未被标记的参数类型中异常概率较高的参数类型设置较高的传输优先级，以确保其数据在传输中可以得到优先处理，减少由于传输顺序不同，导致异常数据、高风险数据出现延迟传输的情况。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种基于IP光纤通信的传输方法的框架结构示意图；

图2是本发明一种基于IP光纤通信装置的框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本发明为一种基于IP光纤通信的传输方法包括以下步骤：

步骤一：从服务器中对工业控制系统在时间范围T内各类参数的历史数据进行获取，各类参数包括温度、压力、振动、电流和电压参数，时间范围T指代为从获取数据的当下起算往前推160天这一时间段，获取数据的当下不计算在内，即T＝160；

步骤二：对工业控制系统在时间范围T内的历史参数数据进行分析，进而获得温度、压力、振动、电流和电压参数分别对应的异常占比系数，获取各类参数分别对应的异常占比系数的具体方式为：

S1：获得温度、压力、振动、电流和电压参数在时间范围T内分别对应的异常次数，并将其标记为An，其中n指代为各类参数分别对应的参数标号，n＝﹛1、2、……、5﹜；

S2：通过公式计算获得各类参数分别对应的异常占比系Bn，其中n≥n1≥1，θ1和θ2均为预设系数，具体取值由相关工作人员根据经验进行拟定；

步骤三：将一天按照时间间隔t1均匀划分为多个时间段，获取各个时间段在T天内的温度、压力、振动、电流和电压的历史参数数据，并对其进行分析，进而获得各类参数在各个时段分别对应的监测系数，通过对各个时段内分别对应的监测系数的分析对各个时间段分别对应的优先传输数据类型进行标注，并生成各个时间段分别对应的优先传输类别信息包同时将其发送至服务器中，获得各个时间段分别对应的优先传输类别信息包的具体方式为：

此处时间间隔t1预设值，本实施中t1的取值为1小时；

S01：从多个时间段中任意选取一个时间段作为目标分析时段；

S11：从各类参数中任意选取一类参数作为目标参数；

S111：时间范围T内任意一天为目标分析日，获取目标参数在目标分析日中的异常次数标记为j，同时获取目标参数每次异常对应的持续时长并将其标记为CTj，其中j≥1；

S112：通过公式计算获得目标参数在目标分析日中的异常时长D1，其中j≥j1≥1；

S113：重复以上步骤S111-S112即可获得目标参数在时间范围T内每天在目标分析时段内的异常时长DT，其中T指代为时间范围对应的天数，T＝﹛1、2、……、160﹜；

S12：将时间范围T内目标参数每天在目标分析时段内的异常时长DT中满足公式E1的数值进行提取，并将其分标记为Dt1，其中T≥t1≥1，公式E1为：|DT-Dp|＜Q1，其中Dp为DT的均值，Q1为预设数值，具体取值由相关工作人员根据经验进行拟定；

当t1≥Y1时，则将Dp作为目标参数对应的标准异常时长YC1；当t1＜Y1时，则通过公式获得目标参数对应的标准异常时长YC1，其中D_max为DT中的最大值，D_min为DT中的最小值，θ3为预设系数，Y1为预设数值，β1和Y1的具体取值由相关工作人员根据经验进行拟定；

S13：重复步骤S11-S12，即可获得各类参数在目标分析时段内分别对应的标准异常时长YCn，其中n指代为各类参数分别对应的参数标号，n＝{1、2、……5}；

S14：通过公式计算获得各类参数在目标分析时段内分别对应的时段异常系数Fn，其中n≥i≥1，θ4为预设系数，θ3的具体取值由相关工作人员根据经验进行拟定；

此处时段异常系数Fn对应的数值越大，则说明对应的参数类型在目标分析时段内出现异常的概率越大，反之则越小；

S02：通过公式Bn×θ5+Fn×θ6＝LBn，计算各类参数在目标分析时段内分别对应的监测系数LBn，此处监测系数LBn的数值越大，则说明对应的参数类型在目标分析时段内出现异常的概率就越大，反之则越小，其中θ5和θ6均为预设系数，θ5和θ6的具体取值由相关工作人员根据经验进行拟定；

S03：将目标分析时段内监测系数LBn最大的参数类型设置为目标分析时段的优先传输数据类型，并将优先传输数据类型对应的参数标号与目标分析时段进行绑定，并生成目标分析时段对应的优先传输类别信息包W1；

S04：重复以上步骤S01-S03，即可获得各个时间段分别对应的优先传输类别信息包Wx，并将其传输至服务器内，其中x指代为多个时间段分别对应的时段标号，x≥1；

步骤四：对各个时段分别对应的优先传输类别信息包进行获取，并根据各个时段分别对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，在各个时段内对与优先传输数据类型对应的参数类型数据进行优先传输；

通过判断温度、压力、振动、电流和电压参数的异常占比系数，再对温度、压力、振动、电流和电压参数在不同时段内的时段异常系数进行分析判断，将各类参数的异常占比系数和在不同时段内的时段异常系数进行综合分析计算，进而获得各类参数在目标分析时段内分别对应的监测系数，根据将各类参数按照监测系数的数值，将监测系数最大的参数类型设置为对应时段优先传输数据类型，将各个时段的优先传输数据类型的参数标号与各个时段进行绑定，生成各个时段分别对应的优先传输类别信息包，有利于根据时段的不同，按照不同时段对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，对不同时段内易出现异常的参数类型进行优先传输，使得工作人员能够及时的发现异常数据，减少由于传输顺序不同，导致异常数据、高风险数据出现延迟传输的情况，降低给工业控制系统带来风险的概率：

请参阅图2所示，一种基于IP光纤通信装置包括服务器、数据分析模块、数据获取模块、优先传输类别信息包生成模块和执行模块；

数据获取模块，用于对从服务器中对工业控制系统在时间范围T内各类参数的历史数据进行获取并将其发送至数据分析模块和优先传输类别信息包生成模块；

数据分析模块，用于对在时间范围T内各类参数的历史数据进行分析，进而获得各类参数分别对应的异常占比系数；

优先传输类别信息包生成模块，用于将一天均匀划分为多个时间段，对多个时间段内各类参数的历史数据进行分析，进而获得各类参数在各个时段内分别对应的监测系数，通过对各个时段内分别对应的监测系数的分析对各个时间段分别对应的优先传输数据类型进行标注，并生成各个时间段分别对应的优先传输类别信息包同时将其发送至服务器中；

执行模块，用于从服务器中对各个时间段分别对应的优先传输类别信息包进行获取，并根据各个时段分别对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，在各个时段内对与优先传输数据类型对应的参数类型数据进行优先传输。

实施例二

作为本发明的实施例二，本申请在具体实施时，相较于实施例一，本实施例的技术方案与实施例一的区别仅在于本实施例中，在步骤S04进行完毕后，将各类参数中未被标记的参数类型分别对应的监测系数LBn从大到小依次进行排序，进而获得各个时间段分别对应的传输顺序表，并将其传输至服务器内；

根据各个时段分别对应的传输顺序表，有利于根据时段的不同，对各个时段优先传输数据类型外的其他参数类型的数据进行一定顺序的传输安排，为未被标记的参数类型中异常概率较高的参数类型设置较高的传输优先级，以确保其数据在传输中可以得到优先处理，减少由于传输顺序不同，导致异常数据、高风险数据出现延迟传输的情况；

实施例三

作为本发明的实施例三，本申请在具体实施时，相较于实施例一和实施例二，本实施例的技术方案是在于将上述实施例一和实施例二的方案进行组合实施。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于IP光纤通信的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取工业控制系统在过去T天内各类参数的历史数据，各类参数包括温度、压力、振动、电流和电压参数，

T＝160；

步骤二：对工业控制系统在过去T天内各类参数的历史数据进行分析获得各类参数分别对应的异常占比系数；

步骤三：将一天按照预设时间间隔t1均匀划分为多个时间段，获取在各个时间段在过去T天内各类参数分别对应的历史参数数据并对其进行分析，进而获得在各个时段内各类参数分别对应的监测系数，对各个时段内分别对应的监测系数进行分析后生成各个时间段分别对应的优先传输类别信息包；

步骤四：根据各个时段分别对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，使得在各个时段内对与优先传输数据类型对应的参数类型数据进行优先传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于IP光纤通信的传输方法，其特征在于，获取各类参数分别对应的异常占比系数的具体方式为：

S1：获得温度、压力、振动、电流和电压参数在时间范围T内分别对应的异常次数，并将其标记为An，其中n指代为各类参数分别对应的参数标号，5≥n≥1；

S2：通过公式计算获得各类参数分别对应的异常占比系Bn，其中n≥n1≥1，θ1和θ2均为预设系数。

3.根据权利要求2所述的一种基于IP光纤通信的传输方法，其特征在于，获得各个时间段分别对应的优先传输类别信息包的具体方式为：

S01：从多个时间段中任意选取一个时间段作为目标分析时段；

S02：通过公式Bn×θ5+Fn×θ6＝LBn，计算各类参数在目标分析时段内分别对应的监测系数LBn，其中Fn为各类参数在目标分析时段内分别对应的时段异常系数Fn，θ5和θ6均为预设系数；

S03：将目标分析时段内监测系数LBn最大的参数类型设置为目标分析时段的优先传输数据类型，并将优先传输数据类型对应的参数标号与目标分析时段进行绑定，生成目标分析时段对应的优先传输类别信息包W1；

S04：重复以上步骤S01-S03，即可获得各个时间段分别对应的优先传输类别信息包Wx，并将其传输至服务器内，其中x指代为多个时间段分别对应的时段标号，x≥1。

4.根据权利要求3所述的一种基于IP光纤通信的传输方法，其特征在于，在步骤S02中对各类参数在目标分析时段内分别对应的时段异常系数Fn进行获取的具体方式为：

S11：从各类参数中任意选取一类参数作为目标参数，获取时间范围T内目标参数每天在目标分析时段内的异常时长，并将其标记为DT；

S12：将时间范围T内目标参数每天在目标分析时段内的异常时长DT中满足公式|DT-Dp|＜Q1的数值进行提取，并将其分标记为Dt1，其中T≥t1≥1，其中Dp为DT的均值，Q1为预设数值；

当t1≥Y1时，则将Dp作为目标参数对应的标准异常时长YC1；当t1＜Y1时，将DT中的最小值和最小值的均值与θ3之间的乘积作为目标参数对应的标准异常时长YC1，其中D_max为DT中的最大值，D_min为DT中的最小值，θ3为预设系数，Y1为预设数值；

S13：重复步骤S11-S12，即可获得各类参数在目标分析时段内分别对应的标准异常时长YCn；

S14：通过公式计算获得各类参数在目标分析时段内分别对应的时段异常系数Fn，其中n≥i≥1，θ4为预设系数。

5.根据权利要求4所述的一种基于IP光纤通信的传输方法，其特征在于，在步骤S11中，获取时间范围T内目标参数每天在目标分析时段内的异常时长DT的具体方式为：

S111：将时间范围T内任意一天为目标分析日，获取目标参数在目标分析日中的异常次数标记为j，同时获取目标参数每次异常对应的持续时长并将其标记为CTj，其中j≥1；

S112：通过公式计算获得目标参数在目标分析日中的异常时长D1，其中j≥j 1≥1；

S113：重复以上步骤S111-S112即可获得目标参数在时间范围T内每天在目标分析时段内的异常时长DT。

6.根据权利要求5所述的一种基于IP光纤通信的传输方法，其特征在于，在步骤S04进行完毕后，将各类参数中未被标记的参数类型分别对应的监测系数LBn从大到小依次进行排序，进而获得各个时间段分别对应的传输顺序表，并将其传输至服务器内，根据各个时段分别对应的传输顺序表，对各个时段优先传输数据类型外的其他参数类型的数据进行一定顺序的传输安排。

7.一种基于IP光纤通信装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于从服务器中对工业控制系统在时间范围T内各类参数的历史数据进行获取，并将其发送至数据分析模块和优先传输类别信息包生成模块；

数据分析模块，用于对在时间范围T内各类参数的历史数据进行分析，进而获得各类参数分别对应的异常占比系数，T≥1；

优先传输类别信息包生成模块，用于将一天均匀划分为多个时间段，对多个时间段内各类参数的历史数据进行分析，进而获得各类参数在各个时段内分别对应的监测系数，通过对各个时段内分别对应的监测系数的分析，获得各个时间段分别对应的优先传输数据类型，并对其进行标注，同时并生成各个时间段分别对应的优先传输类别信息包同时将其发送至服务器中；

执行模块，用于从服务器中对各个时间段分别对应的优先传输类别信息包进行获取，并根据各个时段分别对应的优先传输类别信息包中的优先传输数据类型，在各个时段内对与优先传输数据类型对应的参数类型数据进行优先传输。