[发明专利]一种工业数据压缩方法、系统、存储介质及终端

说明书

本发明属于工业大数据领域，并具体公开了一种工业数据压缩方法、系统、存储介质及终端。S100:获取用户所需的设备数据，将所述设备数据通过BWT算法进行转换，获得所述设备数据的整数字节流；S200:对所述整数字节流进行小波变换，并设计小波系数树，构建小波系数表，并将小波系数表建模过程中的参数写入模型参数表；S300:将所述小波系数表和位置掩码表引入嵌入式零树编码，生成主扫描符号表和辅扫描符号表；S400：联合所述模型参数表，对步骤S300生成的一个或多个主扫描符号表进行哈夫曼编码，输出编码后的码流；S500：将所述码流写入数控系统二维码，完成对所述设备数据的压缩。本发明的工业数据压缩方法，在数据无失真的前提下显著具备高压缩比。

技术领域

本发明属于工业大数据技术领域，更具体地，涉及一种工业数据压缩方法、系统、存储介质及终端。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，指的是将各种信息设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。目前工业设备大多通过有线网络、无线网络或移动网络来进行数据实时传输，这些工业数据传输方式存在有很大的弊端：1)由于工业环境的复杂性，有线网络、无线网络或移动网络的信号波动较大，易受环境影响而导致设备断网，那么工业数据一旦丢失便无法进行复现，数据完备性差；2)有些工业设备的硬件不支持以太网等网络接口，无法通过有线网络或无线网络实施数据采集；3)在军工领域由于信息高度安全等因素，工业设备不允许通过硬件网络接口进行数据传输。

为了解决上述问题，专利文献CN107957708A提出了一种基于二维码的数控机床远程数据采集方法及系统。该方法通过在数控装置上生成二维码来对机床数据进行本地缓存，使用移动终端扫描二维码获取数据并通过网络上传至服务器。该方法解决了由于网络信号波动而导致数据完备性差的问题，也为军工类数据采集提供了一种可实施方式。但是现有二维码技术的数据存储容量非常有限，以800×600分辨率的数控系统为例，单个二维码最优容量仅为800字节。在实际应用中，工业数据具备多类型、高频率等特点，特别是在有些应用场景中，数据采集频率可达毫秒级，现有的工业数据存储方案无法满足大容量工业数据存储的需求。

因此，为了优化机床数据二维码缓存方案，必须对二维码数据进行压缩处理，使单个二维码能够承载更多的数据。工业数据对精度要求极高，解压缩数据必须能够完全复原，并且为了能够支撑毫秒级采集频率，对压缩比提出了很高的要求。现有压缩技术主要分为有损压缩和无损压缩，其中，有损压缩的压缩率高，但数据会出现失真；无损压缩中数据可以完全复原，但压缩率低。因此，现有技术无法解决工业数据压缩所需要的无失真、高压缩比的需求。特别是，由于工业设备数据结构的复杂性，二维码所存储的数据除了数字，还包括汉字、英文字母等，数据分布杂乱、冗余性较差，这些都对工业数据压缩造成了更高的难度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种工业数据压缩方法、系统、存储介质及终端，结合改进EZW算法和哈夫曼编码，在数据无失真的前提下显著具备高压缩比，解决了因工业环境的复杂性和网络的波动性带来的影响，为工业数据完备性提供强有力的保障。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种工业数据压缩方法，包括如下步骤：

S100:获取用户所需的设备数据，将所述设备数据通过BWT算法进行转换，获得所述设备数据的整数字节流；

S200:对所述整数字节流进行小波变换，并设计小波系数树，构建小波系数表，并将小波系数表建模过程中的参数写入模型参数表；

S300:将所述小波系数表和位置掩码表引入嵌入式零树编码，生成主扫描符号表和辅扫描符号表；

S400：联合所述模型参数表，对步骤S300生成的一个或多个主扫描符号表进行哈夫曼编码，输出编码后的码流；

S500：将所述码流写入数控系统二维码，完成对所述设备数据的压缩。