基于單片機的編碼器位置數據動態(tài)控制方法研究

宋芳

（河南工業(yè)貿易職業(yè)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(fā)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(tài)控制模型，提高編碼的運行速度，但是編碼器位置數據動態(tài)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(fā)機制，編碼器位置數據動態(tài)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(tài)控制方法。

1 研究基于單片機的編碼器位置數據動態(tài)控制方法

1.1 計算編碼器位置數據節(jié)點相遇時間

在編碼器中，同樣存在虛擬節(jié)點，通過這些節(jié)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(fā)兩種。編碼器在時間感知中，會記錄節(jié)點與其他節(jié)點相遇的標識和相遇時間，根據節(jié)點間的時間間隔即可判斷編碼器對數據的轉發(fā)能力。因此設編碼器中存在i 和j 兩個節(jié)點，確定的起始時間為t，節(jié)點i 與節(jié)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(jié)點i 與其他編碼器節(jié)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(jié)點i 與節(jié)點j 的最短相遇時間間隔，且。此時，即可根據（1）式，獲知節(jié)點之間的平均最小跳數，則有：

（2）式中，G(i,j)為節(jié)點i 到達節(jié)點j 的路徑長度，g(i,j,t,null)表為t 時刻后，節(jié)點i 與節(jié)點j 之間的最少跳數，且g(i,j,t,null)≠ null。此時設節(jié)點i 與節(jié)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(jié)點i 與節(jié)點j 的相遇節(jié)點存在A、B、CL，則節(jié)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(jié)點i 與節(jié)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(jié)點i 與節(jié)點j 的相遇機會越大，因此將節(jié)點i 與節(jié)點j 的相遇頻繁程度定義為此時將（2）式帶入，即可得到節(jié)點j 最短路徑長度因此設節(jié)點j 最短路徑長度Gmin(j)與節(jié)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(jié)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(fā)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(jié)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(jié)點i 與節(jié)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(jié)點i 與節(jié)點j 之間的可達維度定義為從節(jié)點i 與節(jié)點j 之間的可達維度中可以看出，節(jié)點i 與節(jié)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(jié)點i與節(jié)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(tài)控制編碼器位置數據。

1.3 基于單片機動態(tài)控制編碼器位置數據

編碼器位置數據節(jié)點在與其他節(jié)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(tài)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(tài)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(tài)控制編碼器位置數據時，編碼器位置數據傳輸協(xié)議結構。

表1：實驗參數表

假設節(jié)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(jié)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(fā)現節(jié)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(tài)控制編碼器位置數據，提高網絡性能；但是當動態(tài)控制編碼器位置數據節(jié)點中的數據冗余率較大，原始數據個數N反而不會發(fā)生變化，此時的編碼器位置數據節(jié)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(tài)控制編碼器位置數據，會根據編碼器位置數據節(jié)點中，冗余數據量，刪除節(jié)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(tài)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(fā)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(jié)點數據，如果屬于目的節(jié)點數據，則針對該節(jié)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(jié)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(jié)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(tài)控制。

2 實驗論證分析

此次驗證編碼器位置數據動態(tài)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(tài)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(tài)控制方法和傳統(tǒng)動態(tài)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(tài)控制方法記為實驗A 組，將引言里提到的傳統(tǒng)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(tǒng)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(tài)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(tài)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(tài)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(tài)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(tài)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(tài)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(tài)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。