社区心理健康服务需求调查数据自动上传方法*

2022-06-09 05:45罗湘莲
自动化技术与应用 2022年5期
关键词:重传数据包传输

罗湘莲

(益阳医学高等专科学校,湖南 益阳 413000)

1 引言

社区调查是获取居民心理健康需求的有效手段,社区心理健康服务是指在社区服务的过程中,使用心理学理论和原则使居民的心理情况保持在健康程度上,即通过宣传心理卫生知识,培养居民的健康心理,达到预防心理疾病的目的。

为了更好的掌握居民心理健康,调查数据的实时与安全上传也尤为重要。数据上传的方法较多,国外注重从来源、功能、领域、用户群体等过程方面直接处理数据,希望直接为读者带来数据查找的便利,而国内较为注重结果和传送方面的数据处理,高中玲等人提出了一种基于MDI-QKD协议的国际业务数据传输方案研究[1]。该方法针对电力业务的数据传输特殊性,通过无条件安全量子通信技术提高数据传输的安全性能并且提供检测窃听者功能总结出数据传输设计方案,该方案同时包含了数据测量中心、海外传输前置区和国际外网服务专区等,测量中心主要负责贝尔态测量和光脉冲生产,海外传输前置区外网服务专区是通过密钥的管理端口和量子虚拟网连接实现数据加密,实验证明该方法具有一定的可行性,但是由于涉及算法较为复杂,导致系统传输速度较为缓慢。李宾等人提出了一种一种基于RapidIO 总线的高速图像数据传输系统[2]。该系统采用Camera Link接口来接收图像数据,对数据经FPGA 进行预处理后,通过PapidIO 总线将其传输至DSP 内存中,经复杂算法处理后,实现Camera Link接口和PapidIO总线接口之间的匹配和转换,完成数据传输全过程。实验表明该方法稳定性较强,传输速率较高,能够满足图像数据传输的基本需求,但是由于该方法的传输通道设计较为简单,导致数据的可靠性较差。

总结上述文献方法的优势与不足,本文针对社区居民心理健康需求调查数据的特殊性,采用SCL-90症状自评量表进行问卷调查,调查表的收集真理、统计分析和数据核实同一通过经过培训的特定人员完成,并且采用SPSS 21.0的统计方式完成数据统计分析和差异显著性的检验。数据获取后,采用RUDP协议实现数据的自动上传,RUDP协议在数据通信之前,首先需要建立通道实现通信双方的连接,降低了传统UDP 不建立通信连接而导致的传输风险性,大大提高的传输成功率,减少了数据上传时间。

2 社区心理健康服务需求调查数据获取

从所取选社区内随机选取435 位居民,采用SCL-90 症状自评量表进行问卷调查[3],若SCL-90 因子中有一项或一项以上大于2,则将其判定为心理健康异常组;若SCL-90因子分小于2,则判定为正常组。在确定衡量标准后,填写《社区心理健康服务需求调查问卷》,内容需要包含存在心理健康问题居民的求助诉求、社区存在心理问题居民的求助方式、社区心理健康服务的满意度、社区心理健康服务管理不足等。

调查表的收集真理、统计分析和数据核实同一通过经过培训的特定人员完成,并且采用SPSS 21.0的统计方式完成数据统计分析和差异显著性的检验[4]。429 份问卷中,存在心理健康问题的居民有124 人,心理问题的总检出率为28.9%。从不同年龄和不同性别角度上,将检出的心理问题进行对比分析,差异有统计学意义(χ2=5.314,χ2=3.875,P<0.05)。

3 数据上传

获取数据后,采用RUDP 协议实现数据的自动上传,RUDP对UDP协议进行了改进[5],是在TCP/IP环境中进行文件传输的一种协议[6],能够应用于数据上传和共享,通常用于客户在远程服务器上下载或上传文件。从计算机的网络层次体系来看,RUDP层次结构如图2所示。

图2 RUDP层次结构图

从图2中可以看出,RUDP 的主要工作原理就是在TCP/IP传输层的UDP协议与应用层间,加入了为保证数据传送的RUDP软件,构成了一个五层体系结构,即可以通过TCP/IP的UDP协议完成可靠的面向连接数据传递机制[7]。在实现数据通信之前,首先需要建立通道实现通信双方的连接,在RUDP 中,利用与TCP 相似的连续三次握手的方式,具体过程如图3所示。

从图3中可以看出,在建立连接的过程中,如果通信双方同时发起连接,则放弃IP地址较小一方,只接受IP地址较大一方的连接请求。当通信连接建立完成后,不再接受任何连接请求。通常情况下,可以仿照TCP 协议在关闭连接的过程中四次握手机制,设计关闭链路,但是永久链路在正常条件下是不需要关闭的,只有在传输发生错误时才会进行关闭操作。因此,可以将关闭过程简化处理,即当错误产生是,发现错误一方立刻停止数据的接收,并且快速上传重传队列中的数据同时向对方发出关闭数据包请求,随后启动超时定时器,超时之后立刻关闭连接并同时释放连接资源。另一方面,在另一方接收到关闭数据包请求后,也通过上述方法完成本端连接的关闭。连接被关闭之后,只能到双方下一次进行数据通信时才能再次建立连接。随后对RUDP的滑动窗口进行设计,滑动窗口的信息收发同步和流量控制模型如图4所示。

图3 RUDP连接建立过程

图4 滑动窗口模型

协议的传递序号由使用两个字节的无符号整数表示,其取值范围在0-65535,该范围为一个循环,对应图4中的大循环,接收方的缓冲区与发送方的大小相同[8],也呈环形队列形式,与图4中的小循环对应,若将输入信息流视为模型运行动力,则图4中的三个循环同步运动。为了设定协议的流量控制,在既定网络中对RUDP的性能进行预测。

假设Bachievable为可获得带宽,Bsend表示选择发送速率,Stotal表示数据总体大小,Ttotal表示预期传送时间,Tprop表示传播延时,Tudpsendi表示第i次重复传送UDP数据包耗时,Nresend表示重发次数。Tack表示确认一次发送的耗时,Li表示第i次重复发送的包丢失百分比,n表示需要发送的数据包数。则可以预测出RUDP能够获得的带宽为:

分局RUDP协议,可得Ttotal可以表示为:

设Tresend为发送每一个确认的耗时,其中:

则可获得Ttotal的结果,如下式:

式(4)中,需要考虑两种可能发生的情况,一种是没发生丢包的情况,第二种为发生丢包情况,如果没有丢包,则可以去除式(4)中中间部分,获得最佳传输性能公式如下:

由式(5)可以看出Bbest与Bsend成正比,则Bbest和Bsend之间的比率可以表示为:

式(6)中,RTT表示数据来回传输时间,式(6)比率说明需要通过最大化发送数据尺寸Stotal,来想实现上传的最大化吞吐量。例如,网络单向传输时间Tprop为3ms,其数据包尺寸Spacket为1.5KB,Bsend为800Mps,当发送8个数据包时,则接收方返回一条确认信息,由此可以说明若想是发送速率达到90%的吞吐量,Stotal最少需要保持在43.2MBytes。

若发生了丢包情况,则提出了一种简化算法,设定在每个关口出都存在固定的一个丢包率L。但是在实际的数据上传过程中,重传后期发生丢包概率较小,并不是固定的,这是由于每次重复需要重传的数据量会逐渐变小,本文提出的简化算法为最坏情况下的估计。给定丢包率为L,重传次数可以表示为:

则重传数据的大小可以表示为:

将式(7)、式(8)代入式式(4)中即可获得给定丢包率条件下Bachievable的估计值,完成数据的自动上传。

4 仿真实验

为验证方法的有效性,在不同的发送数据尺寸下,将其与文献[1]算法和文献[2]算法的上传成功率和上传延迟时间进行仿真对比,实验结果如图5所示。

图5 不同方法平均上传成功率

从图5中可以看出,本文方法的传输成功率要高于其他两种方法,尤其在数据发送尺度逐渐增大时,各个算法的上传成功率也越来越高,这是由于传输尺度越大时就意味着传输通道越宽从而增加了消息传输机率。由图6显示,传输尺度越大则平均延迟越小,这是由于尺度增大可提高传输数据数量减少传输延时。

图6 不同方法的传输延时

5 结束语

在调查数据上传方面,本文在TCP/IP 传输层的UDP协议与应用层间加入了能够保证数据传送的RUDP软件,构成了一个五层体系结构,即可以通过TCP/IP 的UDP 协议完成可靠的面向连接数据传递机制,实验表明与传统方法相比,本文的数据上传方法性能更好。

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