基于握手式交互協議的數據遠程傳輸速度影響因素分析

張延良 劉洋 張國良 李康 潘永康

(濰柴動力股份有限公司,山東濰坊 261061)

0 引言

近年來,以數據、網絡為基礎,智能技術創新為核心驅動力的物聯網智能經濟高速發展,為諸多行業轉型升級的帶來了新的思路。發動機行業作為國民經濟基礎產業之一,其核心在于發動機控制技術的開發,而數據的遠程采集傳輸速度一定程度影響了技術開發的高效性和實用性,并且實時數據的高速傳輸對后續挖掘處理,指導企業產品研發和售后具有至關重要的意義[1]。本文以數據的遠程傳輸為研究對象,分析了數據遠程傳輸的基本過程,針對影響數據遠程傳輸速度的因素進行探究,就影響數據遠程傳輸的大小的因素進行分析和橫向對比,以及對改進措施實施后的速度提升幅度進行了預測,以求得到提升數據傳輸速度的方法[2-4]。

1 數據傳輸過程分析

車載數據采集終端接收到數據后先存儲在車載終端內置的存儲介質中,比如SD卡、FLASH等[5-6]。在車載終端與平臺通訊正常的情況下,才開始傳輸數據。從這個角度而言,數據采集存儲和數據上傳是兩個相對獨立的過程,因此,本研究重點關注數據從終端傳輸到平臺的過程,并對影響傳輸速度的各個因素進行分析[7],數據傳輸的具體流程總結如圖1所示。

2 數據傳輸速度影響因素分析

根據數據傳輸的流程圖可以總結出影響數據遠程傳輸速度的各個環節,進而能夠確定影響終端與平臺間數據傳輸速度的影響因素。影響因素總結如表1 所示。

圖1 數據遠程傳輸基本流程Fig.1 Basic flow of data remote transmission

表1 傳輸速度影響因素分析表Tab.1 Analysis of factors affecting transmission speed

表2 測試驗證條件Tab.2 Test verification conditions

表3 不同數據發送頻率下數據遠程傳輸速度測試Tab.3 Data remote transmission speed test under different data transmission frequencies

表4 不同單包發送長度下數據遠程傳輸速度測試Tab.4 Data remote transmission speed test under different single packet transmission length

表1中“檢查存儲介質過程時長”和“響應耗時”兩個因素已經控制到最小,不能再優化。因此,本論文優化的重點主要在“終端發送數據的間隔”“數據傳輸單包數據長度的影響”和“數據空中傳輸的耗時時長”等因素上。

3 數據傳輸速度影響因素優化效果驗證

本小節著重研究車載終端直接相關的兩個因素對數據傳輸速度的提升效果,具體測試條件如表2 所示,主要采用敏感因素分析法進行驗證。

3.1 終端發送數據的時間間隔

將終端發送每包數據的間隔設定為唯一變量,分別設定100ms/50ms/10ms/5ms,對應10Hz/50Hz/100Hz/200Hz,單包發送長度固定為1000Byte,每個發送間隔下測試5次,實際測試數據及計算平均值如表3所示。

圖2 數據發送間隔對傳輸速度影響曲線Fig.2 Curve of data transmission interval on transmission speed

經過實際測試,該因素對傳輸的影響如圖2所示。在發送固定長度的數據文件的前提下,終端發送數據的時間間隔由最低的3.5M/h,提升至21M/h,提升效果明顯,而且從曲線來看該影響因素并不是線性的關系,而是發送間隔越短,數據傳輸速度提升越快。

3.2 單包數據長度因素

圖3 數據發送長度對傳輸速度影響曲線Fig.3 The influence curve of data transmission length on transmission speed

將單包數據的長度作為唯一變量,通過設置不同的單包數據發送長度,對比不同發送長度對數據發送速度的影響。由于測試用模組單包數據發送長度為1460Byte,故設定每包發送長度分別為800Byte/900Byte/1000Byte/1100Byte/1200Byte,發送時間的每個單個發送長度下測試5次,具體測試結果如表4所示。

經過實際測試,該因素對傳輸的影響如圖3所示。在網絡環境穩定的情況下,單包發送數據的長度基本呈現出線性的特點。但是因為涉及到具體的遠程傳輸協議,將單包發送效率提升最高。

3.3 數據空中傳輸耗時因素

關于因素3數據傳輸的耗時時長問題,由于涉及到運營商比如電信、移動等需要共同參與,需要的資源和影響面比較大,沒有實際開展優化工作,但是實際測試了影響數據遠程傳輸的五個因素的獨立耗時時長,如表5 和圖4所示,可見,因素4 是在整個傳輸過程中是占比最大的是非常有優化潛力的。

圖4 數據傳輸單個環節耗時占比Fig.4 Time consumption ratio of single link of data transmission

4 結語

本文以數據遠程傳輸速度的提升為研究目的,簡要介紹了數據遠程采集系統的目標和系統方案,詳細介紹了數據從采集到傳輸的基本流程,并基于該流程梳理出了五個影響數據遠程傳輸速度的因素,其中,數據在空中傳輸的速度可以成為一下步優化的研究方向。