WO2023184929A1 - 一种工业互联网多通道数据上传系统 - Google Patents

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许斌
韩敏
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    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0289—Congestion control

Definitions

  • the invention relates to the field of communications, and in particular to an industrial Internet multi-channel data upload system.
  • the traditional single-channel, single-mode data upload method has small coverage area, poor stability, and low bandwidth
  • the traditional single-channel, single-mode data upload method does not reasonably distribute different data to different networks, and cannot take into account user fairness and network congestion control.
  • the invention is an industrial Internet multi-channel data uploading system that utilizes a multi-channel, multi-mode method of simultaneously transmitting data to realize the integration of wireless communication networks, effectively solving the problems of small coverage area, poor stability and low bandwidth of single-channel and single-mode wireless networks. It can also achieve stable and high-speed transmission of network data.
  • the purpose of the present invention is to provide an industrial Internet multi-channel data upload system to provide strong support for realizing stable and high-speed transmission of multimedia data.
  • An industrial Internet multi-channel data upload system consists of three parts: a data collection module, a data processing module, and a data receiving module.
  • the data collection module obtains image, video and other data through cameras, sensors and other equipment, and then sends the collected data to the data processing module.
  • the data processing module initializes the priority of each module, selects the optimal network channel, then packages the data, adds header information and CRC check value, and then transmits the data to the data receiving module.
  • the main steps for selecting the optimal network channel are as follows:
  • Step 1) Calculate the decision matrices of the three channels.
  • the calculation formula is as follows:
  • z uv is determined by Satty scaling method
  • Step 2 Calculate and obtain the subjectively determined weight.
  • the calculation formula is as follows:
  • Step 3 Calculate and obtain objectively determined weights.
  • the calculation formula is as follows:
  • s k,j is the normalization result of the network parameter value r k,j after normalization in the previous section
  • E k is the information entropy of the evaluation parameter
  • w is the final actual weight
  • K is a constant, taking 1, v ⁇ [0,1];
  • Step 4) Calculate and obtain the comprehensive evaluation value ⁇ of the wireless network, and select the network channel with the largest ⁇ value as the optimal network channel.
  • the calculation formula is as follows:
  • ⁇ j is the comprehensive evaluation value of network j
  • w k is the actual comprehensive weight of the evaluation parameter k
  • r k,j is the value of the evaluation parameter k of network j after normalization.
  • the data receiving module mainly performs CRC calculation and check code comparison on the data packets, removes duplicate data packets, sorts the data packets, and finally displays the complete data.
  • the present invention proposes an industrial Internet multi-channel data upload system.
  • the system adopts multi-channel technology and superimposes wireless transmission modules to increase the wireless channel bandwidth and ensure the transmission quality of multimedia data.
  • the present invention has the following beneficial effects:
  • multi-channel data upload reduces the transmission burden of a single channel
  • Figure 1 is a structural diagram of an industrial Internet multi-channel data upload system of the present invention
  • Figure 2 is a flow chart of the multi-channel channel selection strategy in the data processing module
  • Figure 3 is a flow chart of the data receiving module.
  • the invention is an industrial Internet multi-channel data uploading system that can realize stable and high-speed uploading of multimedia data through a data collection module, a data processing module and a data receiving module.
  • the data acquisition module mainly obtains image, video and other data through cameras, sensors and other equipment;
  • the data processing module mainly initializes the priority of each module, selects the optimal network channel, then packages the data, and adds header information and CRC check value;
  • the data receiving module mainly performs CRC calculation and check code comparison on the data packets, removes duplicate data packets, sorts the data packets, and finally displays the complete data.
  • the data processing module initializes the priority of each module, selects the optimal network channel, then packages the data, and adds header information and CRC check value; the main steps are as follows:
  • Step 1) Calculate the decision matrices of the three channels.
  • the calculation formula is as follows:
  • z uv is determined by Satty scaling method
  • Step 2 Calculate and obtain the subjectively determined weight.
  • the calculation formula is as follows:
  • Step 3 Calculate and obtain objectively determined weights.
  • the calculation formula is as follows:
  • s k,j is the normalization result of the network parameter value r k,j after normalization in the previous section
  • E k is the information entropy of the evaluation parameter
  • w is the final actual weight
  • K is a constant, taking 1, v ⁇ [0,1];
  • Step 4) Calculate and obtain the comprehensive evaluation value ⁇ of the wireless network, and select the network channel with the largest ⁇ value as the optimal network channel.
  • the calculation formula is as follows:
  • ⁇ j is the comprehensive evaluation value of network j
  • w k is the actual comprehensive weight of the evaluation parameter k
  • r k,j is the value of the evaluation parameter k of network j after normalization.
  • the data receiving module performs CRC calculation and check code comparison on the data packets, removes duplicate data packets, sorts the data packets, and finally displays the complete data;
  • Step 1) After receiving the data packet, the module performs CRC calculation on the data packet and compares it with the final CRC check code of the data packet;
  • Step 2 If the school bag passes the CRC check code, the complete data will be obtained by decoding the header information; otherwise, the data packet will be discarded;
  • Step 3 Display the completed data.

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Abstract

本发明公开了一种工业互联网多通道数据上传系统，由数据采集模块、数据处理模块、数据接收模块三个部分组成；系统采用多通道技术，通过叠加无线传输模块数量以提高无线信道带宽，保证了多媒体数据的传输质量。本发明具有优越的数据传输能力，保证了多媒体数据传输的质量；此外，相较于传统的数据传输方法，本发明更适合于工业互联网环境下的数据传输，实现了较快的数据传输速率。

Description

一种工业互联网多通道数据上传系统 技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种工业互联网多通道数据上传系统。
背景技术
随着工业4.0概念的提出，智能化成为工业发展的必然趋势，工业互联网应运而生。随着工业互联网的进一步发展，工业环境下网络设备、传感器越来越多，产生了大量异构数据类型。然而传统的数据传输采用了单通道数据传输，造成信道拥塞，可能导致事故发生，从而造成严重损失。目前，网络数据上传方法主要存在以下问题：
1、传统的单通道、单模式数据上传方法覆盖面积小、稳定性差、带宽低等；
2、传统的单通道、单模式数据上传方法没有考虑多路同传的问题；
3、传统的单通道、单模式数据上传方法没有合理的将不同的数据分布的不同网络，不能兼顾用户公平性和网络拥塞控制。
伴随着技术的不断发展，移动通信越来越大众化，网络之间的融合也逐渐应用在更多的领域中；多通道、多模式的数据上传方式解决了传统的数据上传方式中覆盖面积小、稳定性差、网络拥塞等问题。本发明为一种工业互联网多通道数据上传系统，利用多通道、多模式同时传输数据的方法实现无线通信网络的融合，有效解决了单通道、单模式无线网络覆盖面积小、稳定性差、带宽低等问题，还能够实现网络数据的稳定、高速传输。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业互联网多通道数据上传系统，为实现多媒体数据的稳定、高速传输提供有力的支撑。
实现本发明的技术解决方案为：
一种工业互联网多通道数据上传系统，由数据采集模块、数据处理模块、数据接收模块三个部分组成。
进一步地，数据采集模块通过摄像头、传感器等设备获取图像、视频等数据，然后将采集的数据发送给数据处理模块。
进一步地，数据处理模块通过初始化每个模块的优先级，选择最优网络信道，然后对数据进行打包，并添加包头信息和CRC校验值，然后将数据传送给数据接收模块。
选择最优网络信道的主要步骤如下：
步骤1)计算三个信道的决策矩阵，计算公式如下：
Z＝[z uv]
其中，z uv采用Satty标度法来确定；
步骤2)计算获得主观确定权重，计算公式如下：
Figure PCTCN2022124523-appb-000001
进行归一化：
Figure PCTCN2022124523-appb-000002
其中，
Figure PCTCN2022124523-appb-000003
为每个网络参数的权重，w' u为归一化结果；
步骤3)计算获得客观确定权重，计算公式如下：
Figure PCTCN2022124523-appb-000004
E k＝-K∑ js k,jln s k,j
Figure PCTCN2022124523-appb-000005
w＝vw'+(1-v)w EW
其中，s k,j是对上一节标准化处理后的网络参数值r k,j的规范化处理结果，E k为评价参数的信息熵，
Figure PCTCN2022124523-appb-000006
为计算参数权重向量，w为最终实际权重，K为常数，取1，v∈[0,1]；
步骤4)计算获得无线网络的综合评价值α，选择α最大值的网络信道作为最优网络信道，计算公式如下：
Figure PCTCN2022124523-appb-000007
其中，α j是网络j的综合评价值，w k是评价参数k的实际综合权重，r k,j是标准化后网络j的评价参数k的值。
进一步地，数据接收模块主要通过对数据包进行CRC计算和校验码比对，去除掉重复的数据包后对数据包进行排序，最终显示出完整的数据。
本发明提出了一种工业互联网多通道数据上传系统，该系统采用多通道技术，通过叠加无线传输模块以提高无线信道带宽，保证多媒体数据的传输质量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、具有覆盖面积广、稳定性强、带宽高等优点；
2、考虑到了数据传输时多路同传的问题，通过多通道数据上传，减小了单个通道的传输负担；
3、通过多通道数据传输，兼顾了用户公平性和网络拥塞控制，减少了用户视频失真，提高了数据传输质量。
附图说明
图1是本发明一种工业互联网多通道数据上传系统的结构图；
图2是数据处理模块中多通道信道选择策略的流程图；
图3是数据接收模块的流程图。
本发明的较佳实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术 领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明一种工业互联网多通道数据上传系统，通过数据采集模块、数据处理模块、数据接收模块，可以实现多媒体数据的稳定、高速上传。
如图1所示，数据采集模块主要通过摄像头、传感器等设备获取图像、视频等数据；
数据处理模块主要通过初始化每个模块的优先级，选择最优网络信道，然后对数据进行打包，并添加包头信息和CRC校验值；
数据接收模块主要通过对数据包进行CRC计算和校验码比对，去除掉重复的数据包后对数据包进行排序，最终显示出完整的数据。
如图2所示，数据处理模块通过初始化每个模块的优先级，选择最优网络信道，然后对数据进行打包，并添加包头信息和CRC校验值；主要步骤如下：
步骤1)计算三个信道的决策矩阵，计算公式如下：
Z＝[z uv]
其中，z uv采用Satty标度法来确定；
步骤2)计算获得主观确定权重，计算公式如下：
Figure PCTCN2022124523-appb-000008
进行归一化：
Figure PCTCN2022124523-appb-000009
其中，
Figure PCTCN2022124523-appb-000010
为每个网络参数的权重，w' u为归一化结果；
步骤3)计算获得客观确定权重，计算公式如下：
Figure PCTCN2022124523-appb-000011
E k＝-K∑ js k,jln s k,j
Figure PCTCN2022124523-appb-000012
w＝vw'+(1-v)w EW
s k,j是对上一节标准化处理后的网络参数值r k,j的规范化处理结果，E k为评价参数的信息熵，
Figure PCTCN2022124523-appb-000013
为计算参数权重向量，w为最终实际权重，K为常数，取1，v∈[0,1]；
步骤4)计算获得无线网络的综合评价值α，选择α最大值的网络信道作为最优网络信道，计算公式如下：
Figure PCTCN2022124523-appb-000014
其中，α j是网络j的综合评价值，w k是评价参数k的实际综合权重，r k,j是标准化后网络j的评价参数k的值。
如图3所示，数据接收模块通过对数据包进行CRC计算和校验码比对，去除掉重复的数据包后对数据包进行排序，最终显示出完整的数据；
主要步骤如下：
步骤1)模块在接收数据包后，对数据包进行CRC计算，同时与数据包最后的CRC校验码进行比对；
步骤2)CRC校验码通过的书包通过解包头信息，得到完整的数据；否则丢弃数据包；
步骤3)对完成的数据进行显示。
以上实施方式仅为说明本发明的技术思想，并不用于限制本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本发明技术方案基础上所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

  1. 一种工业互联网多通道数据上传系统，其特征在于，所述系统由数据采集模块、数据处理模块、数据接收模块三个部分组成。
  2. 根据权利要求1所述的一种工业互联网多通道数据上传系统，其特征在于，所述数据采集模块通过摄像头、传感器等设备获取图像、视频等数据，然后将采集的数据发送给数据处理模块。
  3. 根据权利要求1所述的一种工业互联网多通道数据上传系统，其特征在于，所述数据处理模块通过初始化每个模块的优先级，选择最优网络信道，然后对数据进行打包，并添加包头信息和CRC校验值；
    选择最优网络信道的主要步骤如下：
    步骤1)计算三个信道的决策矩阵，计算公式如下：
    Z＝[z uv]
    其中，z uv采用Satty标度法来确定；
    步骤2)计算获得主观确定权重，计算公式如下：
    Figure PCTCN2022124523-appb-100001
    进行归一化：
    Figure PCTCN2022124523-appb-100002
    其中，
    Figure PCTCN2022124523-appb-100003
    为每个网络参数的权重，w' u为归一化结果；
    步骤3)计算获得客观确定权重，计算公式如下：
    Figure PCTCN2022124523-appb-100004
    E k＝-K∑ js k,jln s k,j
    Figure PCTCN2022124523-appb-100005
    w＝vw'+(1-v)w EW
    其中，s k,j是对上一节标准化处理后的网络参数值r k,j的规范化处理结果，E k为评价参数的信息熵，
    Figure PCTCN2022124523-appb-100006
    为计算参数权重向量，w为最终实际权重，K为常数，取1，v∈[0,1]；
    步骤4)计算获得无线网络的综合评价值α，选择α最大值的网络信道作为最优网络信道，计算公式如下：
    Figure PCTCN2022124523-appb-100007
    其中，α j是网络j的综合评价值，w k是评价参数k的实际综合权重，r k,j是标准化后网络j的评价参数k的值。
  4. 根据权利要求1所述的一种工业互联网多通道数据上传系统，其特征在于，所述数据接收模块通过对数据包进行CRC计算和校验码比对，去除掉重复的数据包后对数据包进行排序，最终显示出完整的数据。
PCT/CN2022/124523 2022-03-29 2022-10-11 一种工业互联网多通道数据上传系统 WO2023184929A1 (zh)

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