專利名稱：一種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信過(guò)程中的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，特別是ー種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通信過(guò)程中的數(shù)據(jù)傳輸在一般情況下不需要自動(dòng)糾錯(cuò)。因?yàn)樵诎l(fā)生數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤時(shí)，重新發(fā)就可以。而在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，由于通信網(wǎng)絡(luò)條件很差，特別是在老舊樓房中，通信線路并非專門(mén)敷設(shè)，通信誤碼率很高，網(wǎng)絡(luò)處于癱瘓狀態(tài)，因此需要具備一定糾錯(cuò)能力，這樣才能提升系統(tǒng)的監(jiān)控效果，減小火災(zāi)發(fā)生時(shí)所造成的損失。
比如現(xiàn)有的火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)系統(tǒng)中，采用集中數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)，以一臺(tái)上位機(jī)處理為中心，連接著多達(dá)數(shù)千的通信節(jié)點(diǎn)。這種火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)電氣線路的漏電流達(dá)到電氣火災(zāi)的預(yù)防功能，其對(duì)于通信的要求是比較高的，必須做到及時(shí)，可靠。然而在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，卻常會(huì)出現(xiàn)通信故障，網(wǎng)絡(luò)癱瘓的狀況。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)所在的樓宇等環(huán)境下，通信網(wǎng)絡(luò)的線路不符合要求，通常通信線路與市電并行，通信線路老舊，有多處接點(diǎn)，借用廢棄的電話線等，導(dǎo)致通信誤碼率很高，又不允許重新布線，或重新布線成本過(guò)高等情況。從理論上來(lái)說(shuō)，成功發(fā)送ー個(gè)字節(jié)應(yīng)當(dāng)重復(fù)發(fā)三次，取其中兩次相同的數(shù)據(jù)作為實(shí)際接收到的字節(jié)，這樣發(fā)送的成功率上升了，然而通信的速度降低太多，因此不太適合使用。而根據(jù)本發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)的誤碼率高達(dá)5%。時(shí)，ー個(gè)十字節(jié)的數(shù)據(jù)幀發(fā)送成功的概率只有10%。在失敗的傳送中，有一位誤碼的幀數(shù)為80%，大于一位誤碼的幀數(shù)在10%左右。采用自糾錯(cuò)編碼技術(shù)后，一位誤碼的幀都可以算做傳輸成功，實(shí)際傳輸成功的概率大幅提高到90%左右，對(duì)保障通信起到了至關(guān)重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法和系統(tǒng)，主要解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，該技術(shù)適用于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，特別是可以在惡劣通信條件下，保障通信的暢通。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
ー種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在干其步驟包括發(fā)送端的計(jì)算數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)碼和接收端的校驗(yàn)運(yùn)算；所述的計(jì)算數(shù)據(jù)的具體步驟是將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行除商取余后得到第一校驗(yàn)碼，然后將數(shù)據(jù)幀按字節(jié)與校驗(yàn)碼做異或運(yùn)算后并將將校驗(yàn)碼算木右移，移出位為0則繼續(xù)，移出位為I則將校驗(yàn)碼與OxAOOl做異或運(yùn)算，直到將數(shù)據(jù)幀全部處理完，得到最終校驗(yàn)碼；所述的校驗(yàn)運(yùn)算按照同樣的方法計(jì)算，如果校驗(yàn)碼吻合，則接收正確，如果不吻合，則與校驗(yàn)碼比較，只差一位不相同則證明數(shù)據(jù)正確，如果不符合，則將六字節(jié)的幀按位取反，依次計(jì)算校驗(yàn)碼，如果能夠吻合，則證明編碼錯(cuò)誤被找到；都不能吻合，證明誤碼大于ー個(gè)，判為接受失敗，丟棄數(shù)據(jù)。所述的通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在于對(duì)于ー個(gè)六字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，首先作為一個(gè)整體的十二位長(zhǎng)的十六進(jìn)制數(shù)，除以0xA081F123D，得到一個(gè)四位的十六進(jìn)制余數(shù)，ニ進(jìn)制數(shù)為十六位。如果此余數(shù)的高或低字節(jié)為0，則取反，得到第一歩校驗(yàn)碼。其次，將數(shù)據(jù)幀按字節(jié)與校驗(yàn)碼做異或運(yùn)算，并將校驗(yàn)碼算木右移，移出位為0則繼續(xù)，移出位為I則將校驗(yàn)碼與OxAOOl做異或運(yùn)算，直到校驗(yàn)碼算木右移十六次。將以上步驟重復(fù)，直到將六字節(jié)數(shù)據(jù)幀全部處理完，得到最終校驗(yàn)碼。ー種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼系 統(tǒng)，應(yīng)用于火災(zāi)監(jiān)控中，其特征在于它采用如上所述的方法，以高性能電腦作為數(shù)據(jù)處理中心，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)百至數(shù)千個(gè)終端設(shè)備，以RS485通信協(xié)議，9. 6kbps速率構(gòu)架通信網(wǎng)絡(luò)。所述的系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)采用十六位單片機(jī)PIC24F064作為處理核心，運(yùn)算速度為8M。


圖I是本發(fā)明方法中發(fā)送端的計(jì)算數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)碼流程圖。圖2是本發(fā)明方法中接收端的校驗(yàn)運(yùn)算流程。圖3是本發(fā)明系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理芯片的示意圖。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明提供了ー種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法和系統(tǒng)，該系統(tǒng)以高性能電腦作為數(shù)據(jù)處理中心(核心為數(shù)據(jù)處理芯片)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)百至數(shù)千個(gè)終端設(shè)備，以RS485通信協(xié)議，9. 6kbps速率構(gòu)架通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)由通信線路，通信中繼構(gòu)成。在本系統(tǒng)所采用的RS485通信中，信息以數(shù)據(jù)幀的方式發(fā)送，每幀在六至四十字節(jié)之間，通過(guò)在數(shù)據(jù)幀后追加若干字節(jié)校驗(yàn)碼，按照特定的算法，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度決定校驗(yàn)碼的長(zhǎng)度，校驗(yàn)碼在兩字節(jié)至五字節(jié)之間。請(qǐng)參閱圖1、2，本發(fā)明ー種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法，其步驟包括發(fā)送端的計(jì)算數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)碼和接收端的校驗(yàn)運(yùn)算；所述的計(jì)算數(shù)據(jù)的具體步驟是將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行除商取余后得到第一校驗(yàn)碼，然后將數(shù)據(jù)幀按字節(jié)與校驗(yàn)碼做異或運(yùn)算后并將將校驗(yàn)碼算木右移，移出位為0則繼續(xù)，移出位為I則將校驗(yàn)碼與OxAOOl做異或運(yùn)算，直到將數(shù)據(jù)幀全部處理完，得到最終校驗(yàn)碼；所述的校驗(yàn)運(yùn)算按照同樣的方法計(jì)算，如果校驗(yàn)碼吻合，則接收正確，如果不吻合，則與校驗(yàn)碼比較，只差一位不相同則證明數(shù)據(jù)正確，如果不符合，則將六字節(jié)的幀按位取反，依次計(jì)算校驗(yàn)碼，如果能夠吻合，則證明編碼錯(cuò)誤被找到；都不能吻合，證明誤碼大于ー個(gè)，判為接受失敗，丟棄數(shù)據(jù)。實(shí)施例對(duì)于ー個(gè)六字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，首先作為ー個(gè)整體的十二位長(zhǎng)的十六進(jìn)制數(shù)，除以0xA081F123D，得到一個(gè)四位的十六進(jìn)制余數(shù)，ニ進(jìn)制數(shù)為十六位。如果此余數(shù)的高或低字節(jié)為0，則取反，得到第一歩校驗(yàn)碼。其次，將數(shù)據(jù)幀按字節(jié)與校驗(yàn)碼做異或運(yùn)算，并將校驗(yàn)碼算木右移，移出位為0則繼續(xù)，移出位為I則將校驗(yàn)碼與OxAOOl做異或運(yùn)算，直到校驗(yàn)碼算木右移十六次。將以上步驟重復(fù)，直到將六字節(jié)數(shù)據(jù)幀全部處理完，得到最終校驗(yàn)碼。在做校驗(yàn)運(yùn)算吋，按照同樣的方法計(jì)算，如果校驗(yàn)碼吻合，則接收正確，如果不吻合，則與校驗(yàn)碼比較，只差一位不相同則證明數(shù)據(jù)正確，如果不符合，則將六字節(jié)的幀按位取反，依次計(jì)算校驗(yàn)碼，如果能夠吻合，則證明編碼錯(cuò)誤被找到。都不能吻合，證明誤碼大于ー個(gè)，判為接受失敗，丟棄數(shù)據(jù)。
當(dāng)數(shù)據(jù)幀大于六字節(jié)長(zhǎng)度時(shí)，被除數(shù)的長(zhǎng)度也隨之加長(zhǎng)，校驗(yàn)碼的長(zhǎng)度也加長(zhǎng)，最長(zhǎng)不超過(guò)五字節(jié)。這樣信息幀的長(zhǎng)度増加最多33%，最少12%，而通信成功率大幅上升。如圖3所示系統(tǒng)采用十六位單片機(jī)PIC24F064作為處理核心，運(yùn)算速度為8M，軟件計(jì)算時(shí)間遠(yuǎn)小于通信占用時(shí)間。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)的誤碼率高達(dá)5%。吋，ー個(gè)十字節(jié)的數(shù)據(jù)幀發(fā)送成功的概率只有10%。在失敗的傳送中，有一位誤碼的幀數(shù)為80%，大于一位誤碼的幀數(shù)在10%左右。采用自糾錯(cuò)編碼技術(shù)后，一位誤碼的幀都可以算做傳輸成功，實(shí)際傳輸成功的概率大幅提高到90%左右，對(duì)保障通信起到了至關(guān)重要的作用。在某醫(yī)院的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，應(yīng)用了本發(fā)明技木。該醫(yī)院的通信網(wǎng)絡(luò)是很久以前布好的，在安裝本系統(tǒng)時(shí)臨時(shí)在部分通信線路上安裝了屏蔽導(dǎo)軌。通信線路不完整的部分由空余的電纜接駁。初始安裝系統(tǒng)后，時(shí)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓的情況，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)天，重新啟動(dòng)系統(tǒng)也無(wú)濟(jì)于事。即使在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，從數(shù)據(jù)終端將數(shù)據(jù)送到處理中心，延時(shí)也長(zhǎng)達(dá)二十分鐘，對(duì)于ー個(gè)預(yù)防電氣火災(zāi)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)這個(gè)延時(shí)是不可接受的。我們也先后嘗試過(guò)降低通信速率，部分線路重新敷設(shè)等，由于很多線路深埋墻內(nèi)，通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成復(fù)雜糾結(jié)，沒(méi)有多少改善。在采用了本項(xiàng)技術(shù)發(fā)明后，至今沒(méi)有發(fā)生通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓的故障，而數(shù)據(jù)延遲時(shí)間一般維持在十五秒內(nèi)，根據(jù)實(shí)地實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)試，最長(zhǎng)延時(shí)在四十一秒，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍，即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.ー種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在于其步驟包括在發(fā)送端的計(jì)算數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)碼和在接收端的校驗(yàn)運(yùn)算；所述的計(jì)算數(shù)據(jù)的具體步驟是將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行除商取余后得到第一校驗(yàn)碼，然后將數(shù)據(jù)幀按字節(jié)與校驗(yàn)碼做異或運(yùn)算后并將將校驗(yàn)碼算木右移，移出位為O則繼續(xù)，移出位為I則將校驗(yàn)碼與OxAOOl做異或運(yùn)算，直到將數(shù)據(jù)幀全部處理完，得到最終校驗(yàn)碼；所述的校驗(yàn)運(yùn)算按照同樣的方法計(jì)算，如果校驗(yàn)碼吻合，則接收正確，如果不吻合，則與校驗(yàn)碼比較，只差一位不相同則證明數(shù)據(jù)正確，如果不符合，則將六字節(jié)的幀按位取反，依次計(jì)算校驗(yàn)碼，如果能夠吻合，則證明編碼錯(cuò)誤被找到；都不能吻合，證明誤碼大于ー個(gè)，判為接受失敗，丟棄數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在于對(duì)于ー個(gè)六字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，首先作為ー個(gè)整體的十二位長(zhǎng)的十六進(jìn)制數(shù)，除以0xA081F123D，得到一個(gè)四位的十六進(jìn)制余數(shù)，ニ進(jìn)制數(shù)為十六位。如果此余數(shù)的高或低字節(jié)為0，則取反，得到第一步校驗(yàn)碼。其次，將數(shù)據(jù)幀按字節(jié)與校驗(yàn)碼做異或運(yùn)算，并將校驗(yàn)碼算木右移，移出位為0則繼續(xù)，移出位為I則將校驗(yàn)碼與OxAOOl做異或運(yùn)算，直到校驗(yàn)碼算木右移十六次。將以上步驟重復(fù)，直到將六字節(jié)數(shù)據(jù)幀全部處理完，得到最終校驗(yàn)碼。
3.ー種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼系統(tǒng)，應(yīng)用于火災(zāi)監(jiān)控中，其特征在于它采用如權(quán)利要求I或2所述的方法，以高性能電腦作為數(shù)據(jù)處理中心，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)百至數(shù)千個(gè)終端設(shè)備，以RS485通信協(xié)議，9. 6kbps速率構(gòu)架通信網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)采用十六位單片機(jī)PIC24F064作為處理核心，運(yùn)算速度為SM。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通信自動(dòng)糾錯(cuò)編碼方法和系統(tǒng)。其方法步驟包括發(fā)送端的計(jì)算數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)碼和接收端的校驗(yàn)運(yùn)算；所述的計(jì)算數(shù)據(jù)的具體步驟是將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行除商取余后得到第一校驗(yàn)碼，然后將數(shù)據(jù)幀按字節(jié)與校驗(yàn)碼做異或運(yùn)算后并將將校驗(yàn)碼算術(shù)右移，移出位為0則繼續(xù)，移出位為1則將校驗(yàn)碼與0xA001做異或運(yùn)算，直到將數(shù)據(jù)幀全部處理完，得到最終校驗(yàn)碼；所述的校驗(yàn)運(yùn)算按照同樣的方法計(jì)算，如果校驗(yàn)碼吻合，則接收正確，如果不吻合，則與校驗(yàn)碼比較，只差一位不相同則證明數(shù)據(jù)正確，如果不符合，則將六字節(jié)的幀按位取反，依次計(jì)算校驗(yàn)碼，如果能夠吻合，則證明編碼錯(cuò)誤被找到；都不能吻合，證明誤碼大于一個(gè)，判為接受失敗，丟棄數(shù)據(jù)。該技術(shù)適用于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，特別是可以在惡劣通信條件下，保障通信的暢通。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102655441SQ20111005139
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者張宇, 郜建政, 黃堅(jiān) 申請(qǐng)人:上海日省電子有限公司