基于單片機的編碼器位置數據動態控制方法研究

宋芳

（河南工業貿易職業學院 河南省鄭州市 451191）

數據編碼是目前非常熱點技術，尤其是最近小視頻的發展速度越來越快，對當前的網絡和寬帶的要求不斷提高[1-2]。國內在不斷提高數控市場的競爭力，針對數控技術中的編碼技術加大研究力度，建立編碼器位置數據動態控制模型，提高編碼的運行速度，但是編碼器位置數據動態控制模型，在運行過程中，卻存在編碼解碼出現誤差[3]。因此，文獻[4]提出了一種基于概率預測的數據轉發機制，編碼器位置數據動態控制方法，雖然降低了算法的計算量，避免解碼誤差，但是卻存在數據投遞成功率低問題。在上述研究的基礎上，研究基于單片機的編碼器位置數據動態控制方法。

1 研究基于單片機的編碼器位置數據動態控制方法

1.1 計算編碼器位置數據節點相遇時間

在編碼器中，同樣存在虛擬節點，通過這些節點，編碼器即可感知位置數據。因此將編碼器對數據的感知分為時間感知和數據轉發兩種。編碼器在時間感知中，會記錄節點與其他節點相遇的標識和相遇時間，根據節點間的時間間隔即可判斷編碼器對數據的轉發能力。因此設編碼器中存在i 和j 兩個節點，確定的起始時間為t，節點i 與節點j 之間的平均最短相遇時間間隔為P(i,j)，在t 時刻后，節點i 與其他編碼器節點的相遇總次數為N，則有：

（1）式中，null 表示空值，p(i,j,ti,null)表示在t 時刻后，節點i 與節點j 的最短相遇時間間隔，且。此時，即可根據（1）式，獲知節點之間的平均最小跳數，則有：

（2）式中，G(i,j)為節點i 到達節點j 的路徑長度，g(i,j,t,null)表為t 時刻后，節點i 與節點j 之間的最少跳數，且g(i,j,t,null)≠ null。此時設節點i 與節點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量集為則有：

1.2 確定編碼器位置數據投遞成功率

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

圖1：不同緩存下的網絡負載率對比圖

從（4）式中可以看出，短路徑長度越短，則節點j 的密度為Wg(i,j)越高，編碼器位置數據在網絡中，所需要轉發的次數越少，此時，即會降低網絡開銷。但是在數據傳輸過程中，與節點i 的相遇次數越多，編碼器位置數據在投遞的過程中，成功的概率越大。此時將（3）式帶入，則節點i 與節點j 之間的最大可達概率Vmax(j)=max(V(i,j),i=A,B,CL)，此時，即可將節點i 與節點j 之間的可達維度定義為從節點i 與節點j 之間的可達維度中可以看出，節點i 與節點j 之間，所存在的最短路徑越多，可達概率越有效，可達度越高，則表明編碼器位置數據對信息傳遞的成功率越高。綜合上述內容，可以將節點i與節點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。根據（5）式，即可確定編碼器位置數據，利用單片微型計算機，即單片機微型控制器，即可動態控制編碼器位置數據。

1.3 基于單片機動態控制編碼器位置數據

編碼器位置數據節點在與其他節點相遇的過程中，會逐漸增加編碼器位置數據數量，此時即需要動態控制編碼器位置數據的冗余度，增大編碼數據的譯碼率。但是在動態控制編碼器位置數據的冗余度的前提下，還需要保證編碼器位置數據的解碼成功率，并體現出網絡編碼所帶來的效益。因此單片機在動態控制編碼器位置數據時，編碼器位置數據傳輸協議結構。

表1：實驗參數表

假設節點緩存中融合編碼的原始數據個數為N，此時則會產生編碼器位置數據限制，只能接收個編碼器位置數據，但是在前兩節計算編碼器位置數據相遇時間和確定編碼器位置數據路徑時，發現節點的活躍程度越高，編碼器位置數據獲取到的數據量越多，原始數據個數N 也就越大，此時，就需要單片機動態控制編碼器位置數據，提高網絡性能；但是當動態控制編碼器位置數據節點中的數據冗余率較大，原始數據個數N反而不會發生變化，此時的編碼器位置數據節點卻又無法接受新的編碼數據，造成網絡中的編碼器位置數據冗余量急劇增加。

此時的單片機動態控制編碼器位置數據，會根據編碼器位置數據節點中，冗余數據量，刪除節點中冗余量較高的數據，從而有效接收新的數據。此時則會產生如下步驟：1.單片機動態控制編碼器位置數據，會先判斷編碼器位置緩存過程中是否存在數據，當發現編碼器位置緩存過程中存在數據時，會控制編碼器位置丟棄緩存中存在的數據，如果編碼器位置緩存過程中不存在數據，會進行第二個步驟。2.單片機會進一步判斷編碼器位置中存在的數據類型，當編碼器位置數據緩存過程中，產生的數據不存在編碼器位置數據中，會直接存儲編碼器位置數據中，存在編碼器位置數據中，則刪除；此外，還需判斷編碼器位置數據是否屬于目的節點數據，如果屬于目的節點數據，則針對該節點數據進行解碼處理，在處理結束后，將數據存儲在編碼器位置數據節點中，如果不屬于，則該段數據屬于冗余數據，做刪除處理，直至編碼器位置數據節點所傳遞的數據，屬于傳輸數據，結束刪除動作。此時不斷重復步驟1 和步驟2，單片機即可完成對編碼器位置數據的動態控制。

2 實驗論證分析

此次驗證編碼器位置數據動態控制方法，采用ONE 實驗仿真平臺，驗證此次研究的基于單片機的編碼器位置數據動態控制方法有效性，進行實驗論證分析。其實驗真實場景參數，如表1 所示。

此時根據以上參數，在不同緩存大小和不同數據產生時間間隔下，通過對比兩種方法的網絡負載率，對比此次研究的編碼器位置數據動態控制方法和傳統動態控制方法。并將此次研究的基于單片機的編碼器位置數據動態控制方法記為實驗A 組，將引言里提到的傳統控制方法記為實驗B 組。為保證仿真實驗的嚴謹性，將實驗次數設置為5 次，用SPSS16.0 軟件對數據進行經典統計分析和相關性分析，同時將實驗結果制作成圖，在直觀上對比兩組檢修方法。其實驗結果對比圖如圖1 所示。

從圖1 中可以看出，編碼器位置數據在同一緩存大小下，實驗B 組的網絡負載率，隨著緩存數據的增加，近似直線增長，在16M的時候，網絡負載率增長才逐漸變得緩慢；而實驗A 組的網絡負載率，隨著緩存數據的增加，卻增長緩慢，當緩存數據達到20M 時，網絡負載率僅僅只有22M。由此可見，此次研究的編碼器位置數據動態控制方法，可以有效控制編碼器位置數據，降低網絡負載率，提高網絡運行速度。

3 結束語

綜上所述，此次研究的編碼器位置數據動態控制方法，充分利用了單片機對冗余數據刪除的特點，減少編碼器位置數據中存在的冗余數據，達到動態控制編碼器位置數據的目的。但是此次研究編碼器位置數據動態控制方法，只計算了編碼器位置數據相遇時間，從而確定編碼器位置數據路徑，未曾考慮網絡中存在的動態變化及其特有的網絡拓撲結構，對編碼器位置數據的影響。因此在今后的研究中，應將網絡中的動態變化及其特有的網絡拓撲結構計算其中，深入研究編碼器位置數據動態控制方法，提高網絡運行效率，滿足人們對網絡運行和數據傳遞時間的需求。