远程信号的数据传输、读取、管理方法及电子设备

1.本发明涉及船舶数据传播技术领域，具体涉及一种远程信号传输方法、读取和管理方法及电子设备。


背景技术：

2.远程数据传输的方式有很多种，而且随着通信技术、计算机技术及asic技术的发展，新的传输方式还会不断出现。每一种通讯方式都有它的长处和不足，其中有线方式较无线方式可靠性高、传输容量大，无线方式较有线方式灵活方便、设备加运行费用低(在距离较远时)。
3.但是当船舶在水域航行时，船舶采集的数据发送至远端控制台时，无法通过有线的方式的传输，只能选择无线的方式。其中无线传输方式包括卫星通讯、gsm短信息和cdpd，其中卫星通讯能覆盖全球任何角落，但租用线路费用极其昂贵，像石油公司、军队等特别部门用得到并用得起，其经济成本高，不适用于船舶远程航行通信；gsm短信息覆盖范围仅次于卫星，但传输实时性太差，平均十几秒，尤其在数据量大的情况下，有时一条信息堵一天，并且由于数据是通过基站信令信道寄存器排队发送的，传输实时性的问题目前无法解决。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种远程信号的数据传输、读取、管理方法及电子设备，解决现有技术中数据传输量大和传输效率低的技术问题。
5.为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：
6.第一方面，本发明提供了一种远程信号的数据传输方法，包括：
7.对远端发送的目标监控数据进行特征识别与提取，生成目标特征信息；对所述目标特征信息进行编码，生成标记信息；其中所述目标特征信息用于区别远端不同设备发送的信息，所述标记信息用于区别不同目标特征信息的信号类别；
8.将不同的所述标记信息进行重合比对，若所述标记信息的重合度达到预设的重合判定标准，则将所述标记信息进行归一化处理，得到融合数据；
9.将所述融合信息进行拆分，获得多个不同大小的数据块，并确定每个所述数据块对应的压缩编码；根据所述压缩编码，对所述数据块进行压缩，获得压缩数据块；
10.将所述压缩数据块传输至数据接收设备。
11.在一些实施例中，所述得到融合数据，包括：
12.根据所述标记信息对远端设备的状态影响程度，对所述目标特征信息所属的不同的标记信息进行状态等级划分，得到多个不同的状态等级特征信号集；
13.比较所有的所述状态等级特征信号集，将同一等级的状态等级特征信号集进行归一化处理，得到多组所述融合数据。
14.在一些实施例中，所述对所述目标特征信息所属的不同的标记信息进行状态等级划分，得到多个不同的状态等级特征信号集，包括：
15.根据所述标记信息对远端设备的状态影响程度，确定影响设备状态的多个临界信息值；
16.根据所述多个临界信息值，确定多个状态等级特征信号区间，其中状态等级至少包括优秀状态、良好状态、普通状态和问题状态；
17.根据所述标记信息与所述状态等级特征信号区间的对应关系，得到对个不同的状态等级特征信号集。
18.在一些实施例中，所述根据所述压缩编码，对所述数据块进行压缩，获得压缩数据块，包括：
19.根据所述数据块的属性，确定对应的所述压缩编码，其中所述压缩编码包括数据块大小和数据块重构误差；
20.根据所述压缩编码，确定对应的压缩技术；
21.根据所述重构误差和所述数据块，确定基准数据块；
22.构建所述多个数据块对应的压缩编码集合，遍历选取所述压缩编码集合中的压缩编码，并将选取的压缩编码添加至所述基准数据块阵列，得到目标基准数据块；
23.根据所述目标基准数据块与数据块之间的关联关系，确定目标重构误差；
24.根据所述目标重构误差和压缩编码，对所述数据块进行压缩，得到所述压缩数据块。
25.第二方面，本发明还提供了一种远程信号的数据读取方法，包括：
26.获取基于所述远程信号的数据传输方法传递的数据块，其中，所述远程信号的数据传输方法为上述任一项所述的远程信号的数据传输方法中的步骤；
27.根据预设的数据解压法，对所述压缩数据块进行解压，得到解压数据块；
28.根据所述标记信息和目标特征信息，将所述解压数据块进行拆解，得到初始的标记信息；
29.根据预设的权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值，并根据权重赋值结果对上述初始标记信息进行排序，得到初始标记信息排序结果；
30.根据所述初始标记信息排序结果，读取所述目标监控数据。
31.在一些实施例中，所述根据预设的权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值，包括：
32.将机器学习算法与传统排序法融合，构建权重分配法；
33.根据所述权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值。
34.在一些实施例中，所述权重分配法可通过如下公式表示：
[0035][0036]
其中，fa表示权重赋分，a表示标记信息，m表示标记信息的总类别，y()表示权重训练参数，x表示误差系数。
[0037]
在一些实施例中，所述根据所述初始标记信息排序结果，读取所述目标监控数据，包括：
[0038]
所述初始标记信息排序结果的权重赋值按照由大到小的顺序，依次读取所述目标监控数据。
[0039]
第三方面，本发明还提供了一种远程信号的数据管理方法，包括：
[0040]
根据远程信号的数据传输方法传输目标监控数据；
[0041]
根据远程信号的数据读取方法读取目标监控数据；
[0042]
其中，所述远程信号的数据传输方法为上述任一项所述的远程信号的数据传输方法中的步骤，所述远程信号的数据读取方法为上述任一项所述的远程信号的数据读取方法中的步骤。
[0043]
第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；
[0044]
所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；
[0045]
所述处理器执行所述计算机可读程序时实现上述任一项所述的远程信号的数据传输方法中的步骤，和/或实现上述任一项所述的远程信号的数据读取方法中的步骤。
[0046]
与现有技术相比，本发明提供的一种远程信号的数据传输、读取、管理方法及电子设备，对发射端发送的目标监控信号按照信号的类别进行融合并压缩，较小数据传输的通道占比，提升数据传输效率，随后对数据进行解压，并且按照设定的权重优先级进行数据读取，实现了对重点观测数据的快速准确获取，进一步提升了数据传输和处理的效率。
附图说明
[0047]
图1是本发明提供的远程信号的数据传输方法的一实施例的流程图；
[0048]
图2是本发明提供的远程信号的数据传输方法中，步骤s102的一实施例的流程图；
[0049]
图3是本发明提供的远程信号的数据传输方法中，步骤s201的一实施例的流程图；
[0050]
图4是本发明提供的远程信号的数据读取方法的一实施例的流程图；
[0051]
图5是本发明提供的远程信号的数据管理方法的一实施例的流程图；
[0052]
图6是本发明提供的电子设备一实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
[0053]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0054]
本发明实施例提供了一种远程信号的数据传输方法，请参阅图1，包括：
[0055]
s101、对远端发送的目标监控数据进行特征识别与提取，生成目标特征信息；对所述目标特征信息进行编码，生成标记信息；其中所述目标特征信息用于区别不同的远端设备，所述标记信息用于区别不同目标特征信息的信号类别；
[0056]
s102、将不同的所述标记信息进行重合比对，若所述标记信息的重合度达到预设的重合判定标准，则将所述标记信息进行归一化处理，得到融合数据；
[0057]
s103、将所述融合信息进行拆分，获得多个不同大小的数据块，并确定每个所述数据块对应的压缩编码；根据所述压缩编码，对所述数据块进行压缩，获得压缩数据块；
[0058]
s104、将所述压缩数据块传输至数据接收设备。
[0059]
在本实施例中，首先通过对远端发送的目标监测数据进行特征提取与识别，并且根据目标监控数据的类别对其进行编码，生成标记信息，随后对标记信息进行重合对比，进行归一化处理，得到融合数据，最后对融合数据进行压缩，以使远端发送的目标监控数据打
压传输，提高传输的效率。
[0060]
在步骤s101中，目标监控数据的发送端至少包括一个，目标监控数据的类型至少包含一种。具体的，目标特征信息为远端发送者的类别，至少包括发动机、仪表仪盘、水箱、机舱的机械设备和燃油舱等；标记信息至少包括振动信号、温度信号、湿度信号、应力应变信号和噪声信号等。
[0061]
在一些实施例中，请参阅图2，所述得到融合数据，包括：
[0062]
s201、根据所述标记信息对远端设备的状态影响程度，对所述目标特征信息所属的不同的标记信息进行状态等级划分，得到多个不同的状态等级特征信号集；
[0063]
s202、比较所有的所述状态等级特征信号集，将同一等级的状态等级特征信号集进行归一化处理，得到多组所述融合数据。
[0064]
在本实施例中，基于经验和历史数据，确定不同的标记信息所反映的设备的状态，并将标记信息划分为多个等级，同时反映同一设备状态的信息归一化至同一个状态等级特征信号集中，形成融合数据，实现了对同一状态数据的打包发送，提高了数据传输的效率。
[0065]
具体的，不同的标记信息对设备的影响程度至少可分为优秀状态、良好状态、一般状态和异常状态。在一个具体的实施例中，温度对燃油舱的影响程度可通过温度传感器检测燃油舱的温度得到温度信号得知，当温度高于80℃时，燃油舱处于高温危险状态，此时温度信号所反映的燃油舱状态即为异常状态，当温度低于40℃时，燃油舱处于安全状态，此时温度信号所反映的燃油舱状态即为优秀状态，当温度介于70～80℃时，燃油舱处于高温临界状态，此时温度信号所反映的燃油舱状态即为一般状态，需引起重视。
[0066]
在一些实施例中，请参阅图3，所述对所述目标特征信息所属的不同的标记信息进行状态等级划分，得到多个不同的状态等级特征信号集，包括：
[0067]
s301、根据所述标记信息对远端设备的状态影响程度，确定影响设备状态的多个临界信息值；
[0068]
s302、根据所述多个临界信息值，确定多个状态等级特征信号区间，其中状态等级至少包括优秀状态、良好状态、一般状态和异常状态；
[0069]
s303、根据所述标记信息与所述状态等级特征信号区间的对应关系，得到对个不同的状态等级特征信号集。
[0070]
在步骤s301中，临界信息值通过历史经验或先验数据获取。
[0071]
在一些实施例中，所述对所述目标特征信息所属的不同的标记信息进行状态等级划分，得到多个不同的状态等级特征信号集，包括：
[0072]
根据所述标记信息对远端设备的状态影响程度，确定影响设备状态的多个临界信息值；
[0073]
根据所述多个临界信息值，确定多个状态等级特征信号区间，其中状态等级至少包括优秀状态、良好状态、一般状态和异常状态；
[0074]
根据所述标记信息与所述状态等级特征信号区间的对应关系，得到对个不同的状态等级特征信号集。
[0075]
在本实施例中，临界信息值是指可使设备的工作状态位于两个状态之间的标记信号的数值。
[0076]
在一些实施例中，所述根据所述压缩编码，对所述数据块进行压缩，获得压缩数据
块，包括：
[0077]
根据所述数据块的属性，确定对应的所述压缩编码，其中所述压缩编码包括数据块大小和数据块重构误差；
[0078]
根据所述压缩编码，确定对应的压缩技术；
[0079]
根据所述重构误差和所述数据块，确定基准数据块；
[0080]
构建所述多个数据块对应的压缩编码集合，遍历选取所述压缩编码集合中的压缩编码，并将选取的压缩编码添加至所述基准数据块阵列，得到目标基准数据块；
[0081]
根据所述目标基准数据块与数据块之间的关联关系，确定目标重构误差；
[0082]
根据所述目标重构误差和压缩编码，对所述数据块进行压缩，得到所述压缩数据块。
[0083]
在本实施例中，每个数据块至少包括一个可能的压缩编码，选择所述多个压缩编码中的一个，所选定的压缩编码集中压缩编码在未压缩且被添加到基准数据块阵列，对于数据大小的每单位增大提供重构误差的最大相对改进；通过添加所选定的压缩编码来更新数据块阵列的压缩编码，且通过添加未压缩形式的所选定的编码来更新基准数据块阵列；并且递归地重复上述更新步骤，直到对于数据块阵列的压缩编码，实现最大数据大小为止。
[0084]
进一步，将融合信息进行拆分，得到多个大小不同的数据块，能够为每个块确定一个可能的压缩编码，从而保证了底层阵列的完整的压缩表示可通过组合多个块的细分部分的压缩编码来实现。
[0085]
在一个具体的实施例中，压缩编码可通过数据属性决定，对于振动数据而言，可以振幅的变化量作为压缩技术。
[0086]
本发明还提供一种远程信号的数据读取方法，请参阅图4，包括：
[0087]
s401、获取基于所述远程信号的数据传输方法传递的数据块，其中，所述远程信号的数据传输方法为上述权利要求1-4中任一项所述的远程信号的数据传输方法中的步骤；
[0088]
s402、根据预设的数据解压法，对所述压缩数据块进行解压，得到解压数据块；
[0089]
s403、根据所述标记信息和目标特征信息，将所述解压数据块进行拆解，得到初始的标记信息；
[0090]
s404、根据预设的权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值，并根据权重赋值结果对上述初始标记信息进行排序，得到初始标记信息排序结果；
[0091]
s405、根据所述初始标记信息排序结果，读取所述目标监控数据。
[0092]
在本实施例中，接收采用远程信号的数据传输方法传输的数据块，随后对数据块进行解压操作，并且根据标记信息和目标特征信息将数据块进行拆解，得到初始的标记信息，其中在一个具体的实施例中，初始标记信息为发动机的温度信号；随后根据预设的权重分配发对标记信息进行权重赋值，并根据权重赋值的结果由大到小对标记信息进行排序，最后按照排序结果的先后顺序依次读取远端设备发送的数据，保证了对重点数据的优先读取权，进一步提升了数据传输和处理的效率。
[0093]
在一些实施例中，所述根据预设的权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值，包括：
[0094]
将机器学习算法与传统排序法融合，构建权重分配法；
[0095]
根据所述权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值。
[0096]
在本实施例中，通过将机器学习算法与传统的算法结合，起到了自动计算和自动更新权重的目的。具体的，权重分配算法可通过如下公式表示：
[0097][0098]
其中，fa表示权重赋分，a表示标记信息，m表示标记信息的总类别，y()表示权重训练参数，x表示误差系数。
[0099]
在一个具体的实施例中，当船舶出现无故减速行驶时，需重点观测船舶发动机的动力情况和船舶周遭的环境，因此需将发动机的相关参数设置更高的权限，以及周围环境温度、船体振动情况等均应具有更高的权限。
[0100]
本发明还提供了一种远程信号的数据管理方法，请参阅图5，包括：
[0101]
s501、根据远程信号的数据传输方法传输目标监控数据；
[0102]
s502、根据远程信号的数据读取方法读取目标监控数据；
[0103]
其中，所述远程信号的数据传输方法为上述任一项所述的远程信号的数据传输方法中的步骤，所述远程信号的数据读取方法为上述任一项所述的远程信号的数据读取方法中的步骤。
[0104]
为了更好的实施本发明实施例中远程信号的数据管理方法，如图6所示，本发明还相应提供了一种电子设备，该电子设备可以是移动终端、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。该电子设备包括处理器610、存储器620及显示器630。图6仅示出了电子设备的部分组件，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。
[0105]
存储器620在一些实施例中可以是该电子设备的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。存储器620在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备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。进一步地，存储器620还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器620用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如安装电子设备的程序代码等。存储器620还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器620上存储有异物检测程序640，该远程信号的数据管理程序640可被处理器610所执行，从而实现本技术各实施例的远程信号的数据管理方法。
[0106]
处理器610在一些实施例中可以是一中央处理器(central processing unit,cpu)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器620中存储的程序代码或处理数据。
[0107]
显示器630在一些实施例中可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器630用于显示在所述程信号的数据管理设备的信息以及用于显示可视化的用户界面。电子设备的部件610-630通过系统总线相互通信。
[0108]
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
[0109]
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据
本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种远程信号的数据传输方法，其特征在于，包括：对远端发送的目标监控数据进行特征识别与提取，生成目标特征信息；对所述目标特征信息进行编码，生成标记信息；其中所述目标特征信息用于区别不同的远端设备，所述标记信息用于区别不同目标特征信息的信号类别；将不同的所述标记信息进行重合比对，若所述标记信息的重合度达到预设的重合判定标准，则将所述标记信息进行归一化处理，得到融合数据；将所述融合信息进行拆分，获得多个不同大小的数据块，并确定每个所述数据块对应的压缩编码；根据所述压缩编码，对所述数据块进行压缩，获得压缩数据块；将所述压缩数据块传输至数据接收设备。2.根据权利要求1所述的远程信号的数据传输方法，其特征在于，所述得到融合数据，包括：根据所述标记信息对远端设备的状态影响程度，对所述目标特征信息所属的不同的标记信息进行状态等级划分，得到多个不同的状态等级特征信号集；比较所有的所述状态等级特征信号集，将同一等级的状态等级特征信号集进行归一化处理，得到多组所述融合数据。3.根据权利要求2所述的远程信号的数据传输方法，其特征在于，所述对所述目标特征信息所属的不同的标记信息进行状态等级划分，得到多个不同的状态等级特征信号集，包括：根据所述标记信息对远端设备的状态影响程度，确定影响设备状态的多个临界信息值；根据所述多个临界信息值，确定多个状态等级特征信号区间，其中状态等级至少包括优秀状态、良好状态、一般状态和异常状态；根据所述标记信息与所述状态等级特征信号区间的对应关系，得到对个不同的状态等级特征信号集。4.根据权利要求1所述的远程信号的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述压缩编码，对所述数据块进行压缩，获得压缩数据块，包括：根据所述数据块的属性，确定对应的所述压缩编码，其中所述压缩编码包括数据块大小和数据块重构误差；根据所述压缩编码，确定对应的压缩技术；根据所述重构误差和所述数据块，确定基准数据块；构建所述多个数据块对应的压缩编码集合，遍历选取所述压缩编码集合中的压缩编码，并将选取的压缩编码添加至所述基准数据块阵列，得到目标基准数据块；根据所述目标基准数据块与数据块之间的关联关系，确定目标重构误差；根据所述目标重构误差和压缩编码，对所述数据块进行压缩，得到所述压缩数据块。5.一种远程信号的数据读取方法，其特征在于，包括：获取基于远程信号的数据传输方法传递的数据块，其中，所述远程信号的数据传输方法为上述权利要求1-4中任一项所述的远程信号的数据传输方法中的步骤；根据预设的数据解压法，对所述压缩数据块进行解压，得到解压数据块；根据所述标记信息和目标特征信息，将所述解压数据块进行拆解，得到初始的标记信
息；根据预设的权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值，并根据权重赋值结果对上述初始标记信息进行排序，得到初始标记信息排序结果；根据所述初始标记信息排序结果，读取所述目标监控数据。6.根据权利要求5所述的远程信号的数据读取方法，其特征在于，所述根据预设的权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值，包括：将机器学习算法与传统排序法融合，构建权重分配法；根据所述权重分配法，对所述初始标记信息进行权重赋值。7.根据权利要求6所述的远程信号的数据读取方法，其特征在于，所述权重分配法可通过如下公式表示：其中，f
a
表示权重赋分，a表示标记信息，m表示标记信息的总类别，y()表示权重训练参数，x表示误差系数。8.根据权利要求5所述的远程信号的数据读取方法，其特征在于，所述根据所述初始标记信息排序结果，读取所述目标监控数据，包括：所述初始标记信息排序结果的权重赋值按照由大到小的顺序，依次读取所述目标监控数据。9.一种远程信号的数据管理方法，其特征在于，包括：根据远程信号的数据传输方法传输目标监控数据；根据远程信号的数据读取方法读取目标监控数据；其中，所述远程信号的数据传输方法为上述权利要求1至4中任一项所述的远程信号的数据传输方法中的步骤，所述远程信号的数据读取方法为上述权利要求5至8中任一项所述的远程信号的数据读取方法中的步骤。10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如权利要求1-4任一项所述的远程信号的数据传输方法中的步骤，和/或实现如权利要求5-8任一项所述的远程信号的数据读取方法中的步骤。

技术总结
本发明公开了一种远程信号的数据传输、读取、管理方法及电子设备，方法包括：对远端发送的目标监控数据进行特征识别与提取，生成目标特征信息；对所述目标特征信息进行编码，生成标记信息；将不同的所述标记信息进行重合比对，若所述标记信息的重合度达到预设的重合判定标准，则将所述标记信息进行归一化处理，得到融合数据；将所述融合信息进行拆分，获得多个不同大小的数据块，并确定每个所述数据块对应的压缩编码；根据所述压缩编码，对所述数据块进行压缩，获得压缩数据块；将所述压缩数据块传输至数据接收设备。本发明解决了现有技术中数据传输量大和传输效率低的技术问题。中数据传输量大和传输效率低的技术问题。中数据传输量大和传输效率低的技术问题。


技术研发人员：李晓彬 范泽清 陈威 李俊 宋召军 潘晋 胡宏涛 刘航 王尔卓 陈春阳
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/7/19