基于握手式交互協(xié)議的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)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(dòng)力股份有限公司,山東濰坊 261061)

0 引言

近年來,以數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),智能技術(shù)創(chuàng)新為核心驅(qū)動(dòng)力的物聯(lián)網(wǎng)智能經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,為諸多行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的帶來了新的思路。發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,其核心在于發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的開發(fā),而數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集傳輸速度一定程度影響了技術(shù)開發(fā)的高效性和實(shí)用性,并且實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的高速傳輸對后續(xù)挖掘處理,指導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)和售后具有至關(guān)重要的意義[1]。本文以數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸為研究對象,分析了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)幕具^程,針對影響數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸速度的因素進(jìn)行探究,就影響數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)拇笮〉囊蛩剡M(jìn)行分析和橫向?qū)Ρ?以及對改進(jìn)措施實(shí)施后的速度提升幅度進(jìn)行了預(yù)測,以求得到提升數(shù)據(jù)傳輸速度的方法[2-4]。

1 數(shù)據(jù)傳輸過程分析

車載數(shù)據(jù)采集終端接收到數(shù)據(jù)后先存儲(chǔ)在車載終端內(nèi)置的存儲(chǔ)介質(zhì)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(shù)據(jù)。從這個(gè)角度而言,數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)上傳是兩個(gè)相對獨(dú)立的過程,因此,本研究重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)從終端傳輸?shù)狡脚_的過程,并對影響傳輸速度的各個(gè)因素進(jìn)行分析[7],數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w流程總結(jié)如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)傳輸速度影響因素分析

根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒虉D可以總結(jié)出影響數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸速度的各個(gè)環(huán)節(jié),進(jìn)而能夠確定影響終端與平臺間數(shù)據(jù)傳輸速度的影響因素。影響因素總結(jié)如表1 所示。

圖1 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)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(yàn)證條件Tab.2 Test verification conditions

表3 不同數(shù)據(jù)發(fā)送頻率下數(shù)據(jù)遠(yuǎn)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(fā)送長度下數(shù)據(jù)遠(yuǎn)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(chǔ)介質(zhì)過程時(shí)長”和“響應(yīng)耗時(shí)”兩個(gè)因素已經(jīng)控制到最小,不能再優(yōu)化。因此,本論文優(yōu)化的重點(diǎn)主要在“終端發(fā)送數(shù)據(jù)的間隔”“數(shù)據(jù)傳輸單包數(shù)據(jù)長度的影響”和“數(shù)據(jù)空中傳輸?shù)暮臅r(shí)時(shí)長”等因素上。

3 數(shù)據(jù)傳輸速度影響因素優(yōu)化效果驗(yàn)證

本小節(jié)著重研究車載終端直接相關(guān)的兩個(gè)因素對數(shù)據(jù)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(jìn)行驗(yàn)證。

3.1 終端發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔

將終端發(fā)送每包數(shù)據(jù)的間隔設(shè)定為唯一變量,分別設(shè)定100ms/50ms/10ms/5ms,對應(yīng)10Hz/50Hz/100Hz/200Hz,單包發(fā)送長度固定為1000Byte,每個(gè)發(fā)送間隔下測試5次,實(shí)際測試數(shù)據(jù)及計(jì)算平均值如表3所示。

圖2 數(shù)據(jù)發(fā)送間隔對傳輸速度影響曲線Fig.2 Curve of data transmission interval on transmission speed

經(jīng)過實(shí)際測試,該因素對傳輸?shù)挠绊懭鐖D2所示。在發(fā)送固定長度的數(shù)據(jù)文件的前提下,終端發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)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(guān)系,而是發(fā)送間隔越短,數(shù)據(jù)傳輸速度提升越快。

3.2 單包數(shù)據(jù)長度因素

圖3 數(shù)據(jù)發(fā)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(shù)據(jù)的長度作為唯一變量,通過設(shè)置不同的單包數(shù)據(jù)發(fā)送長度,對比不同發(fā)送長度對數(shù)據(jù)發(fā)送速度的影響。由于測試用模組單包數(shù)據(jù)發(fā)送長度為1460Byte,故設(shè)定每包發(fā)送長度分別為800Byte/900Byte/1000Byte/1100Byte/1200Byte,發(fā)送時(shí)間的每個(gè)單個(gè)發(fā)送長度下測試5次,具體測試結(jié)果如表4所示。

經(jīng)過實(shí)際測試,該因素對傳輸?shù)挠绊懭鐖D3所示。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境穩(wěn)定的情況下,單包發(fā)送數(shù)據(jù)的長度基本呈現(xiàn)出線性的特點(diǎn)。但是因?yàn)樯婕暗骄唧w的遠(yuǎn)程傳輸協(xié)議,將單包發(fā)送效率提升最高。

3.3 數(shù)據(jù)空中傳輸耗時(shí)因素

關(guān)于因素3數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮臅r(shí)時(shí)長問題,由于涉及到運(yùn)營商比如電信、移動(dòng)等需要共同參與,需要的資源和影響面比較大,沒有實(shí)際開展優(yōu)化工作,但是實(shí)際測試了影響數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奈鍌€(gè)因素的獨(dú)立耗時(shí)時(shí)長,如表5 和圖4所示,可見,因素4 是在整個(gè)傳輸過程中是占比最大的是非常有優(yōu)化潛力的。

圖4 數(shù)據(jù)傳輸單個(gè)環(huán)節(jié)耗時(shí)占比Fig.4 Time consumption ratio of single link of data transmission

4 結(jié)語

本文以數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸速度的提升為研究目的,簡要介紹了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)的目標(biāo)和系統(tǒng)方案,詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)從采集到傳輸?shù)幕玖鞒?并基于該流程梳理出了五個(gè)影響數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸速度的因素,其中,數(shù)據(jù)在空中傳輸?shù)乃俣瓤梢猿蔀橐幌虏絻?yōu)化的研究方向。