一種智能電網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)壓縮及解壓縮方法和智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)壓縮方法，特別是一種在電力線載波通信時(shí)信源編碼時(shí)對(duì)通信數(shù) 據(jù)進(jìn)行壓縮的方法及智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)據(jù)壓縮是指在不丟失信息的前提下，縮減數(shù)據(jù)量以減少存儲(chǔ)空間，提高其傳輸、 存儲(chǔ)和處理效率的一種技術(shù)方法?；虬凑找欢ǖ乃惴▽?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組織，減少數(shù)據(jù)的冗 余和存儲(chǔ)的空間。
[0003] 信源編碼是為了減少信源輸出符號(hào)序列中的剩余度、提高符號(hào)的平均信息量，對(duì) 信源輸出的符號(hào)序列所施行的變換。具體說，就是針對(duì)信源輸出符號(hào)序列的統(tǒng)計(jì)特性來尋 找某種方法，把信源輸出符號(hào)序列變換為最短的碼字序列，使后者的各碼元所載荷的平均 信息量最大，同時(shí)又能保證無失真地恢復(fù)原來的符號(hào)序列。
[0004] 智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)是通訊，因?yàn)榄h(huán)境的不確定性和技術(shù)的限制，目前智能通訊速率 普遍比較低，比如窄帶電力線載波通信一般速率只有幾百BPS，電能表的RS485通訊接口速 率只有1200/2400BPS。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，互動(dòng)性應(yīng)用要求越來越多的雙向通訊幀，有限 的數(shù)據(jù)速率已成為系統(tǒng)的主要瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)目前智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)中有限的數(shù)據(jù)速率已成為系統(tǒng)的主要瓶頸的 不足，針對(duì)智能電網(wǎng)通信的信源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的方法，并利用該壓縮方法對(duì)智能電網(wǎng) 通信進(jìn)行信源編碼的通信方法以及智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種智能電網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)壓縮方法，包括以下步 驟， 步驟一，對(duì)一幀數(shù)據(jù)共n個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的 次數(shù)m; 步驟二，生成n個(gè)bit的位域Bn，代表n個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng) 位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊； 步驟三，重新生成壓縮幀cBnLiLjLk. ..;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的剩余字節(jié)的順序排列。
[0007] 本壓縮方法簡單易行，非常適合于智能電網(wǎng)通信信源編碼。
[0008] 本發(fā)明還有如下優(yōu)選方法： 還包括步驟四，計(jì)算壓縮幀的長度，如果長度小于n，則返回壓縮成功。
[0009] 本發(fā)明還提供一種解壓縮方法，遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符 是c，若比特是〇,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符。
[0010] 本發(fā)明還提供一種智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述的發(fā)送端通過 電力線載波與所述的接收端通信連接，所述的發(fā)送端中包括信源編碼模塊，所述的接收端 中包括信宿解碼模塊；所述的信源編碼模塊包括：對(duì)一幀數(shù)據(jù)共n個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出 現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m的裝置；生成n個(gè)bit的位域Bn，代表n個(gè)字 節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng)位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊的 裝置；重新生成壓縮幀cBnLiLjLk...;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的 剩余字節(jié)的順序排列的裝置；所述的信宿解碼模塊包括遍歷Bn域的有效比特，如果比特是 1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符的裝置。
[0011] 基于智能電網(wǎng)通信的特點(diǎn)，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有大量單字節(jié)的重復(fù)，因此，采用上述通 信系統(tǒng)非常合適。
[0012] 本發(fā)明中一種智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)的優(yōu)選方式包括：在信源編碼模塊中還包括計(jì)算 壓縮幀的長度的裝置，將壓縮幀的長度與n比較的比較模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0014] 實(shí)施例1，本實(shí)施例是一種智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)，主要用于電子抄表，該通信系統(tǒng)利 用電力線載波將電表的數(shù)字發(fā)送到計(jì)費(fèi)中心，利用電力線載波通信時(shí)，一般采用電力線過 零點(diǎn)的時(shí)刻傳送一幀數(shù)據(jù)，目前，帶寬比較窄，一般每幀數(shù)據(jù)在十個(gè)字節(jié)左右。該系統(tǒng)包括 發(fā)送端和接收端，發(fā)送端通過電力線載波與接收端通信連接，發(fā)送端中包括信源編碼模塊， 接收端中包括信宿解碼模塊。
[0015] 發(fā)送端需要發(fā)送關(guān)于三個(gè)費(fèi)率時(shí)段00 :00-08 :00，08 :00-14 :00，14 :00-00: 00的通信，目前對(duì)這三個(gè)費(fèi)率時(shí)段進(jìn)行通信時(shí)，傳送的是B⑶碼，B⑶碼數(shù)據(jù)是00 00 08 00 08 00 14 00 14 00 00 00,發(fā)送端直接發(fā)送共12個(gè)字節(jié)的BCG碼端。
[0016] 采用本實(shí)施例的智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)中，信源編碼的方法進(jìn)行壓縮包括以下步驟： 步驟一，對(duì)一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)最多的字符c=oo。
[0017] 步驟二，生成n=12個(gè)比特的位域Bn，在幀數(shù)據(jù)中字符等于C的位置把位域的相應(yīng) 位置1，如下表： 位域擴(kuò)展到整字節(jié)對(duì)齊后，數(shù)據(jù)是D5 70
步驟三，生成壓縮幀00D5 70 08 08 14 14，其中08 08 14 14是原始幀去掉字符 00之后的剩余字節(jié)排列。
[0018] 步驟四，計(jì)算壓縮幀的長度為7,小于原始幀，壓縮成功，壓縮率41. 6%。
[0019] 在發(fā)送端，如果壓縮不成功，則在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)選擇發(fā)送原始數(shù)據(jù)，不發(fā)送壓縮數(shù) 據(jù)。
[0020] 在接收端，信宿解碼縮模塊解壓時(shí)，遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng) 字符是c，若比特是〇,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符。
[0021] 本實(shí)施例中，在智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)中的接收端的信源編碼模塊中，實(shí)現(xiàn)壓縮算法 的有效性源于智能電網(wǎng)通信數(shù)據(jù)的冗余特點(diǎn)，比如用戶電量按照電力標(biāo)準(zhǔn)DL645協(xié)議由四 個(gè)費(fèi)率組成，但實(shí)際使用常常只有2個(gè)費(fèi)率，另外2個(gè)費(fèi)率是全0。
[0022] 實(shí)施例2對(duì)三相實(shí)時(shí)電壓230V228V229V進(jìn)行傳輸，信源編碼模塊和信宿解碼模 塊分別進(jìn)行如下縮編和解壓過程： 三相實(shí)時(shí)電壓，230V228V229V，BCD數(shù)據(jù)幀02 30 02 28 02 29,壓縮后數(shù)據(jù)02A8 30 28 29,壓縮率 16. 7%。
[0023] 實(shí)施例2對(duì)四費(fèi)率實(shí)時(shí)電量總/尖/峰/平/谷，8758. 65/0. 00/7235. 32/1523. 3 3/0. 00進(jìn)行傳輸，信源編碼模塊和信宿解碼模塊分別進(jìn)行如下縮編和解壓過程： 四費(fèi)率實(shí)時(shí)電量總 / 尖 / 峰 / 平 / 谷，8758. 65/0. 00/7235. 32/1523. 33/0. 00，BCD碼 數(shù)據(jù)幀 〇〇 87 58 65 00 00 00 00 00 72 35 32 00 15 23 33 00 00 00 00,壓縮后數(shù)據(jù) 00E0 77 00 87 58 65 72 35 32 15 23 33,壓縮率 35%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能電網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于：包括以下步驟， 步驟一，對(duì)一幀數(shù)據(jù)共n個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的 次數(shù)m; 步驟二，生成n個(gè)bit的位域Bn，代表n個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng) 位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊； 步驟三，重新生成壓縮幀cBnLiLjLk. ..;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的剩余字節(jié)的順序排列。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于：還包括步驟四， 計(jì)算壓縮幀的長度，如果長度小于n，則返回壓縮成功。3. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)壓縮方法的解壓縮方法，其特征在 于： 遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0,則從剩余字節(jié)排列 取一個(gè)字符。4. 一種智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述的發(fā)送端通過電力線載波與所 述的接收端通信連接，其特征在于： 所述的發(fā)送端中包括信源編碼模塊，所述的接收端中包括信宿解碼模塊； 所述的信源編碼模塊包括： 對(duì)一幀數(shù)據(jù)共n個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m的裝置； 生成n個(gè)bit的位域Bn，代表n個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng)位置一， 其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊的裝置； 重新生成壓縮幀cBnLiLjLk. ..;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的 剩余字節(jié)的順序排列的裝置； 所述的信宿解碼模塊包括遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比 特是0,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符的裝置。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)，其特征在于：在信源編碼模塊中還包括 計(jì)算壓縮幀的長度的裝置，將壓縮幀的長度與n比較的比較模塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)壓縮及解壓方法和智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)壓縮方法包括統(tǒng)計(jì)一幀數(shù)據(jù)中出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m的步驟；生成n個(gè)bit的位域Bn的步驟，重新生成壓縮幀的步驟。該解壓方法包括遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0，則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符的步驟。該智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)的信源編碼模塊實(shí)現(xiàn)該數(shù)據(jù)壓縮方法，信宿解碼模塊實(shí)現(xiàn)該解壓方法。
【IPC分類】H03M7/30, H04L1/00
【公開號(hào)】CN104935406
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510283184
【發(fā)明人】祝文聞, 潘志強(qiáng)
【申請(qǐng)人】祝文聞
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月29日