基于握手式交互协议的数据远程传输速度影响因素分析

张延良 刘洋 张国良 李康 潘永康

(潍柴动力股份有限公司,山东潍坊 261061)

0 引言

近年来,以数据、网络为基础,智能技术创新为核心驱动力的物联网智能经济高速发展,为诸多行业转型升级的带来了新的思路。发动机行业作为国民经济基础产业之一,其核心在于发动机控制技术的开发,而数据的远程采集传输速度一定程度影响了技术开发的高效性和实用性,并且实时数据的高速传输对后续挖掘处理,指导企业产品研发和售后具有至关重要的意义[1]。本文以数据的远程传输为研究对象,分析了数据远程传输的基本过程,针对影响数据远程传输速度的因素进行探究,就影响数据远程传输的大小的因素进行分析和横向对比,以及对改进措施实施后的速度提升幅度进行了预测,以求得到提升数据传输速度的方法[2-4]。

1 数据传输过程分析

车载数据采集终端接收到数据后先存储在车载终端内置的存储介质中,比如SD卡、FLASH等[5-6]。在车载终端与平台通讯正常的情况下,才开始传输数据。从这个角度而言,数据采集存储和数据上传是两个相对独立的过程,因此,本研究重点关注数据从终端传输到平台的过程,并对影响传输速度的各个因素进行分析[7],数据传输的具体流程总结如图1所示。

2 数据传输速度影响因素分析

根据数据传输的流程图可以总结出影响数据远程传输速度的各个环节,进而能够确定影响终端与平台间数据传输速度的影响因素。影响因素总结如表1 所示。

图1 数据远程传输基本流程Fig.1 Basic flow of data remote transmission

表1 传输速度影响因素分析表Tab.1 Analysis of factors affecting transmission speed

表2 测试验证条件Tab.2 Test verification conditions

表3 不同数据发送频率下数据远程传输速度测试Tab.3 Data remote transmission speed test under different data transmission frequencies

表4 不同单包发送长度下数据远程传输速度测试Tab.4 Data remote transmission speed test under different single packet transmission length

表1中“检查存储介质过程时长”和“响应耗时”两个因素已经控制到最小,不能再优化。因此,本论文优化的重点主要在“终端发送数据的间隔”“数据传输单包数据长度的影响”和“数据空中传输的耗时时长”等因素上。

3 数据传输速度影响因素优化效果验证

本小节着重研究车载终端直接相关的两个因素对数据传输速度的提升效果,具体测试条件如表2 所示,主要采用敏感因素分析法进行验证。

3.1 终端发送数据的时间间隔

将终端发送每包数据的间隔设定为唯一变量,分别设定100ms/50ms/10ms/5ms,对应10Hz/50Hz/100Hz/200Hz,单包发送长度固定为1000Byte,每个发送间隔下测试5次,实际测试数据及计算平均值如表3所示。

图2 数据发送间隔对传输速度影响曲线Fig.2 Curve of data transmission interval on transmission speed

经过实际测试,该因素对传输的影响如图2所示。在发送固定长度的数据文件的前提下,终端发送数据的时间间隔由最低的3.5M/h,提升至21M/h,提升效果明显,而且从曲线来看该影响因素并不是线性的关系,而是发送间隔越短,数据传输速度提升越快。

3.2 单包数据长度因素

图3 数据发送长度对传输速度影响曲线Fig.3 The influence curve of data transmission length on transmission speed

将单包数据的长度作为唯一变量,通过设置不同的单包数据发送长度,对比不同发送长度对数据发送速度的影响。由于测试用模组单包数据发送长度为1460Byte,故设定每包发送长度分别为800Byte/900Byte/1000Byte/1100Byte/1200Byte,发送时间的每个单个发送长度下测试5次,具体测试结果如表4所示。

经过实际测试,该因素对传输的影响如图3所示。在网络环境稳定的情况下,单包发送数据的长度基本呈现出线性的特点。但是因为涉及到具体的远程传输协议,将单包发送效率提升最高。

3.3 数据空中传输耗时因素

关于因素3数据传输的耗时时长问题,由于涉及到运营商比如电信、移动等需要共同参与,需要的资源和影响面比较大,没有实际开展优化工作,但是实际测试了影响数据远程传输的五个因素的独立耗时时长,如表5 和图4所示,可见,因素4 是在整个传输过程中是占比最大的是非常有优化潜力的。

图4 数据传输单个环节耗时占比Fig.4 Time consumption ratio of single link of data transmission

4 结语

本文以数据远程传输速度的提升为研究目的,简要介绍了数据远程采集系统的目标和系统方案,详细介绍了数据从采集到传输的基本流程,并基于该流程梳理出了五个影响数据远程传输速度的因素,其中,数据在空中传输的速度可以成为一下步优化的研究方向。