宋芳

（河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院 河南省鄭州市 451191）

數(shù)據(jù)編碼是目前非常熱點(diǎn)技術(shù)，尤其是最近小視頻的發(fā)展速度越來越快，對當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)和寬帶的要求不斷提高[1-2]。國內(nèi)在不斷提高數(shù)控市場的競爭力，針對數(shù)控技術(shù)中的編碼技術(shù)加大研究力度，建立編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制模型，提高編碼的運(yùn)行速度，但是編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制模型，在運(yùn)行過程中，卻存在編碼解碼出現(xiàn)誤差[3]。因此，文獻(xiàn)[4]提出了一種基于概率預(yù)測的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法，雖然降低了算法的計(jì)算量，避免解碼誤差，但是卻存在數(shù)據(jù)投遞成功率低問題。在上述研究的基礎(chǔ)上，研究基于單片機(jī)的編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法。

1 研究基于單片機(jī)的編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法

1.1 計(jì)算編碼器位置數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)相遇時(shí)間

在編碼器中，同樣存在虛擬節(jié)點(diǎn)，通過這些節(jié)點(diǎn)，編碼器即可感知位置數(shù)據(jù)。因此將編碼器對數(shù)據(jù)的感知分為時(shí)間感知和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)兩種。編碼器在時(shí)間感知中，會記錄節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)相遇的標(biāo)識和相遇時(shí)間，根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間間隔即可判斷編碼器對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)能力。因此設(shè)編碼器中存在i 和j 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，確定的起始時(shí)間為t，節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 之間的平均最短相遇時(shí)間間隔為P(i,j)，在t 時(shí)刻后，節(jié)點(diǎn)i 與其他編碼器節(jié)點(diǎn)的相遇總次數(shù)為N，則有：

（1）式中，null 表示空值，p(i,j,ti,null)表示在t 時(shí)刻后，節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 的最短相遇時(shí)間間隔，且。此時(shí)，即可根據(jù)（1）式，獲知節(jié)點(diǎn)之間的平均最小跳數(shù)，則有：

（2）式中，G(i,j)為節(jié)點(diǎn)i 到達(dá)節(jié)點(diǎn)j 的路徑長度，g(i,j,t,null)表為t 時(shí)刻后，節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 之間的最少跳數(shù)，且g(i,j,t,null)≠ null。此時(shí)設(shè)節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 之間存在最短有效路徑概率為V(i,j)，存在最短有效路徑的數(shù)量集為則有：

1.2 確定編碼器位置數(shù)據(jù)投遞成功率

此時(shí)將（1）式帶入，設(shè)節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 的相遇節(jié)點(diǎn)存在A、B、CL，則節(jié)點(diǎn)j 最短平均相遇時(shí)間間隔從時(shí)間相遇間隔中，可以看出，節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 之間相遇時(shí)間間隔越小，相遇的頻繁度會不斷增高，則節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 的相遇機(jī)會越大，因此將節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 的相遇頻繁程度定義為此時(shí)將（2）式帶入，即可得到節(jié)點(diǎn)j 最短路徑長度因此設(shè)節(jié)點(diǎn)j 最短路徑長度Gmin(j)與節(jié)點(diǎn)j 的密度為Wg(i,j)，則有：

圖1：不同緩存下的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率對比圖

從（4）式中可以看出，短路徑長度越短，則節(jié)點(diǎn)j 的密度為Wg(i,j)越高，編碼器位置數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中，所需要轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)越少，此時(shí)，即會降低網(wǎng)絡(luò)開銷。但是在數(shù)據(jù)傳輸過程中，與節(jié)點(diǎn)i 的相遇次數(shù)越多，編碼器位置數(shù)據(jù)在投遞的過程中，成功的概率越大。此時(shí)將（3）式帶入，則節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 之間的最大可達(dá)概率Vmax(j)=max(V(i,j),i=A,B,CL)，此時(shí)，即可將節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 之間的可達(dá)維度定義為從節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 之間的可達(dá)維度中可以看出，節(jié)點(diǎn)i 與節(jié)點(diǎn)j 之間，所存在的最短路徑越多，可達(dá)概率越有效，可達(dá)度越高，則表明編碼器位置數(shù)據(jù)對信息傳遞的成功率越高。綜合上述內(nèi)容，可以將節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的效用值定義為Q(i,j)，則有：

（5）式中， 為編碼器編碼或者解碼系數(shù)。根據(jù)（5）式，即可確定編碼器位置數(shù)據(jù)，利用單片微型計(jì)算機(jī)，即單片機(jī)微型控制器，即可動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)。

1.3 基于單片機(jī)動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)

編碼器位置數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)在與其他節(jié)點(diǎn)相遇的過程中，會逐漸增加編碼器位置數(shù)據(jù)數(shù)量，此時(shí)即需要動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)的冗余度，增大編碼數(shù)據(jù)的譯碼率。但是在動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)的冗余度的前提下，還需要保證編碼器位置數(shù)據(jù)的解碼成功率，并體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)編碼所帶來的效益。因此單片機(jī)在動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)時(shí)，編碼器位置數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議結(jié)構(gòu)。

表1：實(shí)驗(yàn)參數(shù)表

假設(shè)節(jié)點(diǎn)緩存中融合編碼的原始數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為N，此時(shí)則會產(chǎn)生編碼器位置數(shù)據(jù)限制，只能接收個(gè)編碼器位置數(shù)據(jù)，但是在前兩節(jié)計(jì)算編碼器位置數(shù)據(jù)相遇時(shí)間和確定編碼器位置數(shù)據(jù)路徑時(shí)，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的活躍程度越高，編碼器位置數(shù)據(jù)獲取到的數(shù)據(jù)量越多，原始數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)N 也就越大，此時(shí)，就需要單片機(jī)動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)絡(luò)性能；但是當(dāng)動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)冗余率較大，原始數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)N反而不會發(fā)生變化，此時(shí)的編碼器位置數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)卻又無法接受新的編碼數(shù)據(jù)，造成網(wǎng)絡(luò)中的編碼器位置數(shù)據(jù)冗余量急劇增加。

此時(shí)的單片機(jī)動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)，會根據(jù)編碼器位置數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中，冗余數(shù)據(jù)量，刪除節(jié)點(diǎn)中冗余量較高的數(shù)據(jù)，從而有效接收新的數(shù)據(jù)。此時(shí)則會產(chǎn)生如下步驟：1.單片機(jī)動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)，會先判斷編碼器位置緩存過程中是否存在數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)編碼器位置緩存過程中存在數(shù)據(jù)時(shí)，會控制編碼器位置丟棄緩存中存在的數(shù)據(jù)，如果編碼器位置緩存過程中不存在數(shù)據(jù)，會進(jìn)行第二個(gè)步驟。2.單片機(jī)會進(jìn)一步判斷編碼器位置中存在的數(shù)據(jù)類型，當(dāng)編碼器位置數(shù)據(jù)緩存過程中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不存在編碼器位置數(shù)據(jù)中，會直接存儲編碼器位置數(shù)據(jù)中，存在編碼器位置數(shù)據(jù)中，則刪除；此外，還需判斷編碼器位置數(shù)據(jù)是否屬于目的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，如果屬于目的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，則針對該節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，在處理結(jié)束后，將數(shù)據(jù)存儲在編碼器位置數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中，如果不屬于，則該段數(shù)據(jù)屬于冗余數(shù)據(jù)，做刪除處理，直至編碼器位置數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)所傳遞的數(shù)據(jù)，屬于傳輸數(shù)據(jù)，結(jié)束刪除動作。此時(shí)不斷重復(fù)步驟1 和步驟2，單片機(jī)即可完成對編碼器位置數(shù)據(jù)的動態(tài)控制。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

此次驗(yàn)證編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法，采用ONE 實(shí)驗(yàn)仿真平臺，驗(yàn)證此次研究的基于單片機(jī)的編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法有效性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證分析。其實(shí)驗(yàn)真實(shí)場景參數(shù)，如表1 所示。

此時(shí)根據(jù)以上參數(shù)，在不同緩存大小和不同數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)間間隔下，通過對比兩種方法的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率，對比此次研究的編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法和傳統(tǒng)動態(tài)控制方法。并將此次研究的基于單片機(jī)的編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法記為實(shí)驗(yàn)A 組，將引言里提到的傳統(tǒng)控制方法記為實(shí)驗(yàn)B 組。為保證仿真實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，將實(shí)驗(yàn)次數(shù)設(shè)置為5 次，用SPSS16.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)性分析，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果制作成圖，在直觀上對比兩組檢修方法。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比圖如圖1 所示。

從圖1 中可以看出，編碼器位置數(shù)據(jù)在同一緩存大小下，實(shí)驗(yàn)B 組的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率，隨著緩存數(shù)據(jù)的增加，近似直線增長，在16M的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率增長才逐漸變得緩慢；而實(shí)驗(yàn)A 組的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率，隨著緩存數(shù)據(jù)的增加，卻增長緩慢，當(dāng)緩存數(shù)據(jù)達(dá)到20M 時(shí)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率僅僅只有22M。由此可見，此次研究的編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法，可以有效控制編碼器位置數(shù)據(jù)，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度。

3 結(jié)束語

綜上所述，此次研究的編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法，充分利用了單片機(jī)對冗余數(shù)據(jù)刪除的特點(diǎn)，減少編碼器位置數(shù)據(jù)中存在的冗余數(shù)據(jù)，達(dá)到動態(tài)控制編碼器位置數(shù)據(jù)的目的。但是此次研究編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法，只計(jì)算了編碼器位置數(shù)據(jù)相遇時(shí)間，從而確定編碼器位置數(shù)據(jù)路徑，未曾考慮網(wǎng)絡(luò)中存在的動態(tài)變化及其特有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對編碼器位置數(shù)據(jù)的影響。因此在今后的研究中，應(yīng)將網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)變化及其特有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算其中，深入研究編碼器位置數(shù)據(jù)動態(tài)控制方法，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率，滿足人們對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳遞時(shí)間的需求。