基于单片机的编码器位置数据动态控制方法研究

宋芳

（河南工业贸易职业学院 河南省郑州市 451191）

数据编码是目前非常热点技术，尤其是最近小视频的发展速度越来越快，对当前的网络和宽带的要求不断提高[1-2]。国内在不断提高数控市场的竞争力，针对数控技术中的编码技术加大研究力度，建立编码器位置数据动态控制模型，提高编码的运行速度，但是编码器位置数据动态控制模型，在运行过程中，却存在编码解码出现误差[3]。因此，文献[4]提出了一种基于概率预测的数据转发机制，编码器位置数据动态控制方法，虽然降低了算法的计算量，避免解码误差，但是却存在数据投递成功率低问题。在上述研究的基础上，研究基于单片机的编码器位置数据动态控制方法。

1 研究基于单片机的编码器位置数据动态控制方法

1.1 计算编码器位置数据节点相遇时间

在编码器中，同样存在虚拟节点，通过这些节点，编码器即可感知位置数据。因此将编码器对数据的感知分为时间感知和数据转发两种。编码器在时间感知中，会记录节点与其他节点相遇的标识和相遇时间，根据节点间的时间间隔即可判断编码器对数据的转发能力。因此设编码器中存在i 和j 两个节点，确定的起始时间为t，节点i 与节点j 之间的平均最短相遇时间间隔为P(i,j)，在t 时刻后，节点i 与其他编码器节点的相遇总次数为N，则有：

（1）式中，null 表示空值，p(i,j,ti,null)表示在t 时刻后，节点i 与节点j 的最短相遇时间间隔，且。此时，即可根据（1）式，获知节点之间的平均最小跳数，则有：

（2）式中，G(i,j)为节点i 到达节点j 的路径长度，g(i,j,t,null)表为t 时刻后，节点i 与节点j 之间的最少跳数，且g(i,j,t,null)≠ null。此时设节点i 与节点j 之间存在最短有效路径概率为V(i,j)，存在最短有效路径的数量集为则有：

1.2 确定编码器位置数据投递成功率

此时将（1）式带入，设节点i 与节点j 的相遇节点存在A、B、CL，则节点j 最短平均相遇时间间隔从时间相遇间隔中，可以看出，节点i 与节点j 之间相遇时间间隔越小，相遇的频繁度会不断增高，则节点i 与节点j 的相遇机会越大，因此将节点i 与节点j 的相遇频繁程度定义为此时将（2）式带入，即可得到节点j 最短路径长度因此设节点j 最短路径长度Gmin(j)与节点j 的密度为Wg(i,j)，则有：

图1：不同缓存下的网络负载率对比图

从（4）式中可以看出，短路径长度越短，则节点j 的密度为Wg(i,j)越高，编码器位置数据在网络中，所需要转发的次数越少，此时，即会降低网络开销。但是在数据传输过程中，与节点i 的相遇次数越多，编码器位置数据在投递的过程中，成功的概率越大。此时将（3）式带入，则节点i 与节点j 之间的最大可达概率Vmax(j)=max(V(i,j),i=A,B,CL)，此时，即可将节点i 与节点j 之间的可达维度定义为从节点i 与节点j 之间的可达维度中可以看出，节点i 与节点j 之间，所存在的最短路径越多，可达概率越有效，可达度越高，则表明编码器位置数据对信息传递的成功率越高。综合上述内容，可以将节点i与节点j之间的效用值定义为Q(i,j)，则有：

（5）式中， 为编码器编码或者解码系数。根据（5）式，即可确定编码器位置数据，利用单片微型计算机，即单片机微型控制器，即可动态控制编码器位置数据。

1.3 基于单片机动态控制编码器位置数据

编码器位置数据节点在与其他节点相遇的过程中，会逐渐增加编码器位置数据数量，此时即需要动态控制编码器位置数据的冗余度，增大编码数据的译码率。但是在动态控制编码器位置数据的冗余度的前提下，还需要保证编码器位置数据的解码成功率，并体现出网络编码所带来的效益。因此单片机在动态控制编码器位置数据时，编码器位置数据传输协议结构。

表1：实验参数表

假设节点缓存中融合编码的原始数据个数为N，此时则会产生编码器位置数据限制，只能接收个编码器位置数据，但是在前两节计算编码器位置数据相遇时间和确定编码器位置数据路径时，发现节点的活跃程度越高，编码器位置数据获取到的数据量越多，原始数据个数N 也就越大，此时，就需要单片机动态控制编码器位置数据，提高网络性能；但是当动态控制编码器位置数据节点中的数据冗余率较大，原始数据个数N反而不会发生变化，此时的编码器位置数据节点却又无法接受新的编码数据，造成网络中的编码器位置数据冗余量急剧增加。

此时的单片机动态控制编码器位置数据，会根据编码器位置数据节点中，冗余数据量，删除节点中冗余量较高的数据，从而有效接收新的数据。此时则会产生如下步骤：1.单片机动态控制编码器位置数据，会先判断编码器位置缓存过程中是否存在数据，当发现编码器位置缓存过程中存在数据时，会控制编码器位置丢弃缓存中存在的数据，如果编码器位置缓存过程中不存在数据，会进行第二个步骤。2.单片机会进一步判断编码器位置中存在的数据类型，当编码器位置数据缓存过程中，产生的数据不存在编码器位置数据中，会直接存储编码器位置数据中，存在编码器位置数据中，则删除；此外，还需判断编码器位置数据是否属于目的节点数据，如果属于目的节点数据，则针对该节点数据进行解码处理，在处理结束后，将数据存储在编码器位置数据节点中，如果不属于，则该段数据属于冗余数据，做删除处理，直至编码器位置数据节点所传递的数据，属于传输数据，结束删除动作。此时不断重复步骤1 和步骤2，单片机即可完成对编码器位置数据的动态控制。

2 实验论证分析

此次验证编码器位置数据动态控制方法，采用ONE 实验仿真平台，验证此次研究的基于单片机的编码器位置数据动态控制方法有效性，进行实验论证分析。其实验真实场景参数，如表1 所示。

此时根据以上参数，在不同缓存大小和不同数据产生时间间隔下，通过对比两种方法的网络负载率，对比此次研究的编码器位置数据动态控制方法和传统动态控制方法。并将此次研究的基于单片机的编码器位置数据动态控制方法记为实验A 组，将引言里提到的传统控制方法记为实验B 组。为保证仿真实验的严谨性，将实验次数设置为5 次，用SPSS16.0 软件对数据进行经典统计分析和相关性分析，同时将实验结果制作成图，在直观上对比两组检修方法。其实验结果对比图如图1 所示。

从图1 中可以看出，编码器位置数据在同一缓存大小下，实验B 组的网络负载率，随着缓存数据的增加，近似直线增长，在16M的时候，网络负载率增长才逐渐变得缓慢；而实验A 组的网络负载率，随着缓存数据的增加，却增长缓慢，当缓存数据达到20M 时，网络负载率仅仅只有22M。由此可见，此次研究的编码器位置数据动态控制方法，可以有效控制编码器位置数据，降低网络负载率，提高网络运行速度。

3 结束语

综上所述，此次研究的编码器位置数据动态控制方法，充分利用了单片机对冗余数据删除的特点，减少编码器位置数据中存在的冗余数据，达到动态控制编码器位置数据的目的。但是此次研究编码器位置数据动态控制方法，只计算了编码器位置数据相遇时间，从而确定编码器位置数据路径，未曾考虑网络中存在的动态变化及其特有的网络拓扑结构，对编码器位置数据的影响。因此在今后的研究中，应将网络中的动态变化及其特有的网络拓扑结构计算其中，深入研究编码器位置数据动态控制方法，提高网络运行效率，满足人们对网络运行和数据传递时间的需求。