基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统、方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于数据通信技术领域，具体涉及基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统、方法及装置。所述系统包括：以区块链网络结构互相连接的ZigBee路由器、发射接收终端和ZigBee协调器；所述ZigBee协调器设置于所述区块链网络的中央；所述ZigBee路由器和所述ZigBee协调器分别信号连接；所述发射接收终端分别信号连接于所述Zig路由器；所述发射接收终端包括：数据压缩编解码单元和发射单元；具有数据传输效率高、数据传输误差小的优点。

Digital information transmission system, method and device based on ZigBee and data compression

【技术实现步骤摘要】
基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统、方法及装置
本专利技术属于数据通信
，具体涉及基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统、方法及装置。
技术介绍
互联网标准化组织IETF也看到了无线传感器网络（或者物联网）的广泛应用前景，也加入到相应的标准化制定中。以前许多标准化组织和研究者认为IP技术过于复杂，不适合低功耗、资源受限的无线传感器网络，因此都是采用非IP技术。在实际应用中，如ZigBee需要接入互联网时需要复杂的应用层网关，也不能实现端到端的数据传输和控制。与此同时，与ZigBee类似的标准还有z-wave、ANT、Enocean等，相互之间不兼容，不利于产业化的发展。IETF和许多研究者发现了存在的这些问题，尤其是Cisco的工程师基于开源的uIP协议实现了轻量级的IPv6协议，证明了IPv6不仅可以运行在低功耗资源受限的设备上，而且，比ZigBee更加简单，彻底改变了大家的偏见，之后基于IPv6的无线传感器网络技术得到了迅速发展。IETF已经完成了核心的标准规范，包括IPv6数据报文和帧头压缩规范6Lowpan、面向低功耗、低速率、链路动态变化的无线网络路由协议RPL、以及面向无线传感器网络应用的应用层标准CoAP，相关的标准规范已经发布。IETF组织成立了IPSO联盟，推动该标准的应用，并发布了一系列白皮书。IPv6/6Lowpan已经成为许多其它标准的核心，包括智能电网ZigBeeSEP2.0、工业控制标准ISA100.11a、有源RFIDISO1800-7.4（DASH）等。IPv6/6Lowpan具有诸多优势：可以运行在多种介质上，如低功耗无线、电力线载波、WiFi和以太网，有利于实现统一通信；IPv6可以实现端到端的通信，无需网关，降低成本；6Lowpan中采用RPL路由协议，路由器可以休眠，也可以采用电池供电，应用范围广，而ZigBee技术路由器不能休眠，应用领域受到限制。6Lowpan标准已经得到大量开源软件实现，最著名的是Contiki、TinyOS系统，已经实现完整的协议栈，全部开源，完全免费，已经在许多产品中得到应用。IPv6/6Lowpan协议将随着无线传感器网络以及物联网的广泛应用，很可能成为该领域的事实标准。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统、方法及装置，具有数据传输效率高、数据传输误差小的优点。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统，所述系统包括：以区块链网络结构互相连接的ZigBee路由器、发射接收终端和ZigBee协调器；所述ZigBee协调器设置于所述区块链网络的中央；所述ZigBee路由器和所述ZigBee协调器分别信号连接；所述发射接收终端分别信号连接于所述Zig路由器；所述发射接收终端包括：数据压缩编解码单元和发射单元；所述数据压缩编解码单元包括：数据游程长度确定子单元、代码字长度确定子单元、分组子单元、平均码子长度子单元和压缩增益计算子单元；所述数据游程长度确定子单元信号连接于代码字长度确定子单元；所述代码字长度确定子单元信号连接于分组子单元；所述分组子单元信号连接于平均码子长度子单元；所述平均码子长度子单元信号连接于压缩增益计算子单元。进一步的，所述数据游程长度确定子单元用于进行游程长度确定，其进行游程长度确定的方法包括：根据测试数据中位串的长度分布进行分组，；其中，n由最长的位串长度Lmax确定，每组成员个数由Lt确定，设定Lt为1，则可以得出n和Lmax的关系式为：。进一步的，所述代码字长度确定字单元进行代码字长度确定的方法包括：根据如下公式，实现游程长度L的字串与代码字长度的的转换：；当Lt为2时，游程长度L的字串与代码字长度之间通过如下公式进行转换：。进一步的，所述分组子单元根据压缩编码规则确定出第n组中游程长度L的范围为：；同时确定出游程长度为i的字串属于第n组的概率为：。进一步的，所述平均码字长度子单元用于计算出第n组的代码自长度C=2*n，根据如下公式，计算得出游程编码后的到的平均码字长度为：。进一步的，所述压缩增益计算子单元，用于采用如下公式，计算压缩编码的压缩增益，。基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输方法，所述方法执行以下步骤：步骤1：发射接收终端对数据压缩编码后，将数据进行发送；步骤2：ZigBee路由器对数据进行路由和中继，传输数据并扩大无线数据传输的范围；步骤3：ZigBee协调器对网络中的数据进行协调和管理。进一步的，所述步骤1中，发射接收终端对数据进行压缩编码的方法执行以下步骤：步骤1：数据游程长度确定子单元确定编码游程长度，将确定好的游程长度进行记录；步骤2：代码字长度确定子单元根据确定好的游程长度，确定代码字长度；步骤3：分组子单元根据确定好的游程长度和游程长度，进行分组；步骤4：平均码子长度子单元根据分组信息，计算出平均码字长度；步骤5：根据前述步骤计算出的数据，压缩增益计算子单元计算压缩增益。基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输装置，所述装置为一种非暂时性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：对数据压缩编码后，将数据进行发送代码段；对数据进行路由和中继，传输数据并扩大无线数据传输的范围的代码段；对网络中的数据进行协调和管理的代码段。本专利技术的基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统、方法及装置，具有如下有益效果：通过更为高效的压缩编码技术对需要传输的数据进行压缩编码，提升了数据传输的效率。同时，通过ZigBee网络进行数据传输的管理，提升了数据传输过程中的准确性。附图说明图1为本专利技术的基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统的系统结构示意图；图2为本专利技术的基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输方法的方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图及本专利技术的实施例对本专利技术的方法作进一步详细的说明。实施例1基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统，所述系统包括：以区块链网络结构互相连接的ZigBee路由器、发射接收终端和ZigBee协调器；所述ZigBee协调器设置于所述区块链网络的中央；所述ZigBee路由器和所述ZigBee协调器分别信号连接；所述发射接收终端分别信号连接于所述Zig路由器；所述发射接收终端包括：数据压缩编解码单元和发射单元；所述数据压缩编解码单元包括：数据游程长度确定子单元、代码字长度确定子单元、分组子单元、平均码子长度子单元和压缩增益计算子单元；所述数据游程长度确定子单元信号连接于代码字长度确定子单元；所述代码字长度确定子单元信号连接于分组子单元；所述分组子单元信号连接于平均码子长度子单元；所述平均码子长度子单元信号连接于压缩增益计算子单元。具体的，硬件解码电路是测试数据压缩算法中一个不可或缺的组成部分。因为如果采用了测试数据压缩算法，那么在可测性设计中必须要增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统，其特征在于，所述系统包括：以区块链网络结构互相连接的ZigBee路由器、发射接收终端和ZigBee协调器；所述ZigBee协调器设置于所述区块链网络的中央；所述ZigBee路由器和所述ZigBee协调器分别信号连接；所述发射接收终端分别信号连接于所述Zig路由器；所述发射接收终端包括：数据压缩编解码单元和发射单元；所述数据压缩编解码单元包括：数据游程长度确定子单元、代码字长度确定子单元、分组子单元、平均码子长度子单元和压缩增益计算子单元；所述数据游程长度确定子单元信号连接于代码字长度确定子单元；所述代码字长度确定子单元信号连接于分组子单元；所述分组子单元信号连接于平均码子长度子单元；所述平均码子长度子单元信号连接于压缩增益计算子单元。/n

【技术特征摘要】
1.基于ZigBee和数据压缩的数字信息传输系统，其特征在于，所述系统包括：以区块链网络结构互相连接的ZigBee路由器、发射接收终端和ZigBee协调器；所述ZigBee协调器设置于所述区块链网络的中央；所述ZigBee路由器和所述ZigBee协调器分别信号连接；所述发射接收终端分别信号连接于所述Zig路由器；所述发射接收终端包括：数据压缩编解码单元和发射单元；所述数据压缩编解码单元包括：数据游程长度确定子单元、代码字长度确定子单元、分组子单元、平均码子长度子单元和压缩增益计算子单元；所述数据游程长度确定子单元信号连接于代码字长度确定子单元；所述代码字长度确定子单元信号连接于分组子单元；所述分组子单元信号连接于平均码子长度子单元；所述平均码子长度子单元信号连接于压缩增益计算子单元。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据游程长度确定子单元用于进行游程长度确定，其进行游程长度确定的方法包括：根据测试数据中位串的长度分布进行分组，；其中，n由最长的位串长度Lmax确定，每组成员个数由Lt确定，设定Lt为1，则可以得出n和Lmax的关系式为：。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述代码字长度确定字单元进行代码字长度确定的方法包括：根据如下公式，实现游程长度L的字串与代码字长度的的转换：；当Lt为2时，游程长度L的字串与代码字长度之间通过如下公式进行转换：。


4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述分组子单元根据压缩编码规则确定出第n组中游程长度L的范围为：；同时确定出游程长度为i的字串属于第n组的概率为：。


5.如权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张银辉，
申请(专利权)人：湖南华青智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43