一種數據傳輸及處理方法、設備、信息處理中心與流程

2023-09-20 04:10:15 2

本申請涉及電子信息領域，尤其涉及一種數據傳輸及處理方法、設備、信息處理中心。

背景技術：

隨著網絡技術的發展以及各種各樣的智能設備在企業中的應用，物聯網技術為企業的發展帶來了巨大的益處。通過各種智能設備的聯網，企業可以很方便地管理、監控各種關鍵設備，及時快速地發現設備異常並對設備進行維護，降低經濟損失。同時，企業也可以利用收集的各種智能設備實時數據，結合先進的人工智慧等算法，分析出各種可以提高設備利用率，降低設備運行維護成本的模式，提高企業效益。

在物聯網系統中，各種智能設備需要採集屬性(包括靜態屬性和動態屬性)數據，靜態屬性數據一般直接存儲在標籤中，動態屬性數據需要由傳感器實時探測。設備需要定期將實時探測到的屬性數據(又可稱為傳感器數據)傳給信息處理中心，在設備傳感器數量多和/或採集頻率高的情況下，需要上傳的數據量很大。

技術實現要素：

本申請提供了一種數據傳輸及處理方法、設備、信息處理中心，目的在於解決物聯網中的設備傳輸的數據量大的問題。

為了實現上述目的，本申請提供了以下技術方案：

一種數據傳輸方法，應用於物聯網中的設備，包括：

獲取傳感器數據的關聯關係，所述關聯關係包括作為因變量的傳感器數據與作為自變量的傳感器數據的運算關係；

在採集到的傳感器數據中，查找因變量值和自變量值，所述因變量值為所述關聯關係指示的所述作為因變量的傳感器數據，所述自變量值為所述關聯關係指示的所述作為自變量的傳感器數據；

在所述因變量值由所述自變量值通過所述運算關係得到的情況下，僅發送所述自變量值。

可選的，還包括：

在所述因變量值與所述自變量值不滿足所述關聯關係的情況下，發送所述因變量值以及所述自變量值。

一種數據處理方法，應用於物聯網的信息處理中心，包括：

接收歷史傳感器數據，所述傳感器數據由設備通過傳感器採集；

依據所述歷史傳感器數據，得到關聯關係，所述關聯關係包括作為因變量的傳感器數據與作為自變量的傳感器數據的運算關係；

向所述設備發送所述關聯關係，所述關聯關係用於所述設備在採集到的傳感器數據中，查找因變量值和自變量值，在所述因變量值由所述自變量值通過所述運算關係得到的情況下，僅發送所述自變量值，所述因變量值為所述關聯關係指示的所述作為因變量的傳感器數據，所述自變量值為所述關聯關係指示的所述作為自變量的傳感器數據。

可選的，還包括：

在接收到所述設備發送的所述自變量值和所述因變量值的情況下，或者，在接收到的所述自變量值和所述因變量值不滿足所述關聯關係的情況下，重新計算關聯關係。

可選的，還包括：

在僅接收到所述設備發送的所述自變量值的情況下，依據所述關聯關係和所述自變量值，計算所述因變量值。

一種設備，包括：

獲取模塊，用於獲取傳感器數據的關聯關係，所述關聯關係包括作為因變量的傳感器數據與作為自變量的傳感器數據的運算關係；

查找模塊，用於在採集到的傳感器數據中，查找因變量值和自變量值，所述因變量值為所述關聯關係指示的所述作為因變量的傳感器數據，所述自變量值為所述關聯關係指示的所述作為自變量的傳感器數據；

發送模塊，用於在所述因變量值由所述自變量值通過所述運算關係得到的情況下，僅發送所述自變量值。

可選的，所述發送模塊還用於：

在所述因變量值與所述自變量值不滿足所述關聯關係的情況下，發送所述因變量值以及所述自變量值。

一種信息處理中心，包括：

接收模塊，用於接收歷史傳感器數據，所述傳感器數據由設備通過傳感器採集；

確定模塊，用於依據所述歷史傳感器數據，得到關聯關係，所述關聯關係包括作為因變量的傳感器數據與作為自變量的傳感器數據的運算關係；

發送模塊，用於向所述設備發送所述關聯關係，所述關聯關係用於所述設備在採集到的傳感器數據中，查找因變量值和自變量值，在所述因變量值由所述自變量值通過所述運算關係得到的情況下，僅發送所述自變量值，所述因變量值為所述關聯關係指示的所述作為因變量的傳感器數據，所述自變量值為所述關聯關係指示的所述作為自變量的傳感器數據。

可選的，所述確定模塊還用於：

在所述接收模塊接收到所述設備發送的所述自變量值和所述因變量值的情況下，或者，在接收到的所述自變量值和所述因變量值不滿足所述關聯關係的情況下，重新計算關聯關係。

可選的，還包括：

計算模塊，用於在所述接收模塊僅接收到所述設備發送的所述自變量值的情況下，依據所述關聯關係和所述自變量值，計算所述因變量值。

本申請中，信息處理中心將依據歷史傳感器數據確定的、作為自變量的傳感器數據與作為因變量的傳感器數據的運算關係作為關聯關係下發，設備在採集到的傳感器數據滿足此關聯關係的情況下，僅向信息處理中心發送作為自變量的傳感器數據，以減少發送的數據量。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例公開的一種數據傳輸方法的流程圖；

圖2為本申請實施例公開的一種數據傳輸及處理方法的流程圖；

圖3為本申請實施例公開的一種設備的結構示意圖；

圖4為本申請實施例公開的一種信息處理中心的結構示意圖。

具體實施方式

本申請提供的數據傳輸方法，可以應用在物聯網中，本實施例中，物聯網包括信息中心和設備，所述設備上設置有傳感器，所述設備通過傳感器器採集傳感器數據。設備將通過傳感器獲取的上傳到信息中心，由信息中心對數據進行處理。

本申請所述的數據傳輸方法的目的在於，在不影響信息處理中心對傳感器數據進行分析的前提下，減少設備上傳的數據量。

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。

圖1為本申請實施例公開的一種數據傳輸方法，為了便於理解，本實施例從物聯網中的設備與信息處理中心交互的角度進行說明(圖1中未體現信息處理中心)，但這種交互並不構成對設備和信息中心各自執行的步驟的限定。

圖1中包括以下步驟：。

圖1所示的方法包括以下步驟：

s101：設備獲取傳感器數據的關聯關係，關聯關係包括作為自變量的傳感器數據與作為因變量的傳感器數據的運算關係。

也就是說，某些傳感器數據之間具有運算關係。本實施例中，將傳感器數據之間的運算關係作為關聯關係。除運算關係之外，本實施例中，關聯關係還可以包括作為自變量的傳感器數據和作為因變量的傳感器數據，例如，y＝2x即為一種關聯關係，其中，x為自變量，y為因變量。

在物聯網中，設備通過各個傳感器採集到的傳感器數據之間可能具有運算關係，例如，風力發電機通過風速傳感器採集到的風速數據與通過偏航計數傳感器採集到的偏航角度數據之間存在正相關的運算關係。即，關聯關係包括：作為自變量的風速傳感器採集到的風速數據與作為因變量的偏航計數傳感器採集到的偏航角度數據的正相關關係。

關聯關係可以由設備依據各個傳感器獲得的歷史數據自行確定(具體的確定方式參見以下實施例)，也可以由其它設備例如信息處理中心依據設備發送的各個傳感器獲得的歷史數據確定(具體的確定方式參見以下實施例)後，發給本實施例中所述的設備。

需要說明的是，各個傳感器採集到的數據中，可能一種傳感器數據與多種傳感器數據均具有關聯關係，例如，溫度傳輸器採集到的溫度數據與風速傳感器採集到的風速數據反相關，而與轉速傳感器採集到的轉速數據正相關。也可能，某種傳感器數據與其它傳感器數據均沒有運算關係。例如，剎車磨損傳感器採集的數據與溫度傳感器、風向傳感器等採集到的數據均沒有運算關係。

s102：設備在採集到的傳感器數據中，查找關聯關係指示的作為因變量的傳感器數據(為了便於描述，稱為因變量值)，以及關聯關係指示的作為自變量的傳感器數據(為了便於描述，稱為自變量值)。

接上例，風力發電機依據風速傳感器和偏航計數傳感器採集到的歷史數據確定出風速數據與偏航角度數據之間存在正相關的運算關係後，在各個傳感器採集到的數據(非歷史數據)中，查找風速傳感器採集到的風速數據和偏航計數傳感器採集到的偏航角度數據。

s103：設備在因變量值與自變量值符合運算關係的情況下，僅向信息處理中心發送自變量值。

接上例，風力發電機驗證因變量值即偏航角度數據是否與自變量值即風速數據正相關。如果是，確定因變量值與自變量值之間符合運算關係。在此情況下，僅將風速數據發給信息處理中心。

可選的，信息處理中心依據接收到的自變量值和關聯關係，計算出因變量值，即作為因變量的傳感器數據。信息處理中心還可以對自變量值和因變量值進行處理，具體的處理方式可以參見現有技術，這裡不再贅述。

從圖1所述的方法可以看出，因為因變量值與自變量值之間存在運算關係。所以，設備無需發送因變量值，而只發送作為自變量的傳感器數據即可，數據的接收方即信息處理中心可以自行計算出作為因變量的傳感器數據。因此，能夠降低設備的數據發送量。進一步地，可以降低網絡負載，並且，在使用行動網路發送數據的情況下，因為發送的數據量降低，所以，能夠降低網絡的使用成本。

需要說明的是，如果關聯關係由設備例如風力發電機自行確定，則需要向傳感器數據的分析方，即信息處理中心，發送關聯關係。因為在關聯關係不變的情況下，無需重複發送關聯關係，所以，與發送全部傳感器數據相比，設備需要發送的數據量依然較少。

下面以設備為風力發電機為例對圖1所示的方法進行更為詳細的說明。

風力發電機上一般設置有如下傳感器：轉速傳感器、偏航計數傳感器、風速傳感器、風向傳感器、震動傳感器、溫度傳感器和剎車磨損傳感器等。

風力發電機通過轉速傳感器採集的數據記為x1、通過偏航計數傳感器採集的數據記為x2、通過風速傳感器採集的數據記為x3、通過風向傳感器採集的數據記為x4、通過震動傳感器採集的數據記為x5、通過溫度傳感器採集的數據記為x6、通過剎車磨損傳感器採集的數據記為x7。

圖2為本申請實施例公開的又一種數據傳輸方法，包括以下步驟：

s201：信息處理中心依據從各個風力發電機接收到的歷史傳感器數據，得到傳感器數據的關聯關係。

傳感器數據採集模型可以表示為

其中，m為採樣周期數，本步驟中x1-x7均為歷史數據。

關聯關係的確定方法具體為：

1、計算不同的傳感器數據之間的相關係數rij(1≤i,j≤7)，公式為：

其中，和分別為傳感器xi和xj的均值。

2、對於傳感器數據xi而言，在rij中找出滿足關係rij≥h1(h1為選擇閾值，正常情況為0.5，可以根據實際情況進行調整)的傳感器數據集合ω，並利用最小二乘法確定傳感器數據xi與其它傳感器數據之間的關係，即

即為關聯關係，其中，αk和β為最小二乘法擬合rmse最小時的回歸係數。

s202：信息處理中心將s201中確定的關聯關係發給風力發電機。

s203：風力發電機作為數據採集端，通過上述各個傳感器實時採集傳感器數據，即實時數據x1-x7。

s204：風力發電機判斷作為因變量的傳感器數據的實際值，即採集到的傳感器數據xi，與依據作為自變量的傳感器數據和運算關係計算得到的計算值，即之間的差值是否超過預設的閾值，即|xi-xp|≤h2是否成立，如果是則執行s205～s206，否則，執行s207。

其中，允許誤差閾值h2取值為0.1，可以根據實際應用情況進行調整。

s205：風力發電機向信息處理中心發送作為自變量的傳感器數據。

s206：信息處理中心依據作為自變量的傳感器數據和關聯關係，計算作為因變量的傳感器數據。

具體的，信息處理中心依據xk和計算xi。

s207：風力發電機向信息處理中心發送採集到的所有傳感器數據，包括作為自變量的傳感器數據和作為因變量的傳感器數據。

需要說明的是，在信息處理中心下發關聯關係的情況下，如果仍然接收到了風力發電機發送的作為因變量的傳感器數據，則說明有可能之前發給設備的關聯關係有誤或者發生了改變。因此，可選的，在s207之後，還可以執行以下步驟：

s208：信息處理中心依據風力發電機上傳的歷史傳感器數據，重新確定關聯關係。

圖2中所述的方法，信息處理中心將作為自變量的傳感器數據與作為因變量的傳感器數據的運算關係作為關聯關係下發，設備在採集到的傳感器數據滿足此關聯關係的情況下，僅向信息處理中心發送作為自變量的傳感器數據，以減少發送的數據量。

圖3為本申請實施例公開的一種設備，包括：獲取模塊、查找模塊和發送模塊。

獲取模塊用於獲取傳感器數據的關聯關係，所述關聯關係包括作為因變量的傳感器數據與作為自變量的傳感器數據的運算關係。

查找模塊用於在採集到的傳感器數據中，查找因變量值和自變量值，所述因變量值為所述關聯關係指示的所述作為因變量的傳感器數據，所述自變量值為所述關聯關係指示的所述作為自變量的傳感器數據。

發送模塊用於在所述因變量值由所述自變量值通過所述運算關係得到的情況下，僅發送所述自變量值。在所述因變量值與所述自變量值不滿足所述關聯關係的情況下，發送所述因變量值以及所述自變量值。

圖3所示的設備能夠降低發送的數據量，從而節省網絡使用成本。

圖4為本申請實施例公開的一種信息處理中心，包括：接收模塊、確定模塊和發送模塊。

接收模塊用於接收歷史傳感器數據，所述傳感器數據由設備通過傳感器採集。

確定模塊用於依據所述歷史傳感器數據，得到關聯關係，所述關聯關係包括作為因變量的傳感器數據與作為自變量的傳感器數據的運算關係。

發送模塊用於向所述設備發送所述關聯關係，所述關聯關係用於所述設備在採集到的傳感器數據中，查找因變量值和自變量值，在所述因變量值由所述自變量值通過所述運算關係得到的情況下，僅發送所述自變量值，所述因變量值為所述關聯關係指示的所述作為因變量的傳感器數據，所述自變量值為所述關聯關係指示的所述作為自變量的傳感器數據。

可選的，在接收模塊接收到所述設備發送的所述自變量值和所述因變量值的情況下，或者，在接收到的所述自變量值和所述因變量值不滿足所述關聯關係的情況下，確定模塊還用於重新計算關聯關係。

可選的，圖4中還可以包括計算模塊，用於在所述接收模塊僅接收到所述設備發送的所述自變量值的情況下，依據所述關聯關係和所述自變量值，計算所述因變量值。

圖4所示的信息處理中心，可以確定出關聯關係，並下發給設備，能夠為設備減小發送的數據量提供基礎。

圖3所示的設備與圖4所示的信息處理中心的交互過程可以參見圖2所示，這裡不再贅述。

本申請實施例方法所述的功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算設備可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本申請實施例對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算設備(可以是個人計算機，伺服器，移動計算設備或者網絡設備等)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬碟、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。