一种效率优化数据传输方法及系统

本发明属于数据传输，具体涉及一种效率优化数据传输方法及系统。

背景技术：

1、随着信息科学技术快速发展，在现在设备联控、智能工厂的要求下，plc、上位计算机、传感器和其他智能设备之间的信息交互变得尤为重要，因此，需要在终端之间进行频繁的数据传输工作。

2、现有技术中大量的终端采用有线数据传输方式，通过通信接口之间的数据传输实现终端的信息交互，这种方式需要铺设大量的通信线缆，成本投入高，并且不适用于远距离数据传输。随着无线网络技术的发展，无线数据传输成为未来信息交互的重点发展和大力推广对象。

3、但是，现有的数据传输大多借助无线数据收发模块、蓝牙模块或5g模块等无线通信模块进行远距离的数据传输，这种实现方式需要依靠现场网络的稳定性，若现场网络信号差，容易导致需要传输的数据丢失，因此，数据传输的可靠性差，并且，远距离的数据传输效率低下，无法保证终端之间的信息交互实时性，在一些需要进行精准化、实时化操作或监测的场景下无法得到应用，最后，终端对于数据传输往往是即时性的，对终端的处理性能有很高的要求，容易发生由于终端处理性能不足，导致数据传输延误，影响数据传输效率的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的数据传输的可靠性差、传输效率低下以及对终端的处理性能要求高的问题，本发明目的在于提供一种效率优化数据传输方法及系统。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种效率优化数据传输方法，包括如下步骤：

4、采集历史数据传输任务的若干历史数据传输链路，构建历史数据传输链路集，并根据历史数据传输链路集，构建数据传输终端网络；

5、根据历史数据传输链路集和数据传输终端网络，使用深度学习算法，构建数据传输链路规划模型；

6、采集数据传输终端网络中的若干历史传输数据，构建历史传输数据集，并对历史传输数据集进行聚类处理，得到若干传输数据类别；

7、采集数据发送终端的实时数据传输任务的实时传输数据，并匹配实时传输数据对应的传输数据类别；

8、根据实时传输数据的传输数据类别，对数据传输终端网络中的若干数据传输终端进行筛选，得到若干筛选后数据传输终端；

9、根据数据发送终端、数据接收终端以及若干筛选后数据传输终端，使用数据传输链路规划模型进行数据传输链路规划，得到对应的实时数据传输链路；

10、对实时数据传输链路中的所有筛选后数据传输终端发送准备指令，若筛选后数据传输终端接收到准备指令，则向数据发送终端返回准备完毕信号；

11、若数据发送终端接收到所有筛选后数据传输终端返回的准备完毕信号，则根据实时数据传输链路，发出实时传输数据；

12、若数据接收终端接收到实时传输数据，则向实时数据传输任务对应的数据发送终端返回传输完毕信号。

13、进一步地，历史数据传输链路包括历史数据传输任务涉及的数据发送终端、数据接收终端、若干数据传输终端以及终端之间的链路关系；

14、历史数据传输周期信息包括历史数据传输任务数据传输完毕所耗费时间信息和所有终端投入的硬件资源信息；

15、数据传输终端网络包括由若干历史数据传输链路的数据发送终端、数据接收终端和若干数据传输终端构建的网络结构，以及由终端之间的链路关系构建的网络链接；

16、采集历史数据传输任务的若干历史数据传输链路，构建历史数据传输链路集，并根据历史数据传输链路集，构建数据传输终端网络，包括如下步骤：

17、采集历史数据传输任务的若干历史数据传输链路和对应的历史数据传输周期信息；

18、将历史数据传输任务的历史数据传输周期信息作为数据传输效率标签，添加至对应的历史数据传输链路，得到若干标签添加后历史数据传输链路；

19、对若干标签添加后历史数据传输链路进行数据去重和错误检测，得到由若干预处理后历史数据传输链路构建的历史数据传输链路集；

20、对历史数据传输链路集中涉及的数据发送终端、数据接收终端以及若干数据传输终端进行终端去重，得到数据传输终端网络的网络结构；

21、根据所有终端之间的链路关系，将历史数据传输链路集在网络结构上进行网络链接重建，得到数据传输终端网络。

22、进一步地，通过引入混沌映射初始化机制、动态反向学习机制、收敛步长机制以及高斯变异机制对gwo寻优算法进行改进，得到igwo寻优算法；

23、通过引入dropout机制对dbn算法进行改进，得到dbn-dropout算法；

24、数据传输链路规划模型包括依次连接的基于igwo算法构建的数据传输终端选择子模型和基于dbn-dropout算法构建的数据传输效率预测子模型。

25、进一步地，采集数据传输终端网络中的若干历史传输数据，构建历史传输数据集，并对历史传输数据集进行聚类处理，得到若干传输数据类别，具体的，使用fcm聚类算法对历史传输数据集进行聚类处理，包括如下步骤：

26、采集数据传输终端网络中的若干历史传输数据，并对若干历史传输数据进行数据去重、错误检测以及归一化，得到由若干预处理后历史传输数据构建的历史传输数据集；

27、根据预处理后历史传输数据的数据传输链路、数据格式、数据长度、数据段数量以及最低传输速率要求，使用fcm聚类算法对历史传输数据集进行聚类处理，得到若干聚类中心；

28、将聚类中心的聚类类别作为对应的传输数据类别，得到历史传输数据集的若干传输数据类别。

29、进一步地，采集数据发送终端的实时数据传输任务的实时传输数据，并匹配实时传输数据对应的传输数据类别，包括如下步骤：

30、采集数据发送终端的实时数据传输任务的实时传输数据；

31、根据实时传输数据的数据传输链路、数据格式、数据长度、数据段数量以及最低传输速率要求，获取实时传输数据与若干聚类中心的相似度；

32、将相似度最高的聚类中心对应的传输数据类别，作为实时传输数据对应的传输数据类别。

33、进一步地，根据数据发送终端、数据接收终端以及若干筛选后数据传输终端，使用数据传输链路规划模型进行数据传输链路规划，得到对应的实时数据传输链路，包括如下步骤：

34、将构建最优的实时数据传输链路的若干最优的筛选后数据传输终端和对应的最优的终端之间的链路关系作为数据传输终端选择子模型的寻优目标；

35、设定igwo寻优算法的igwo种群参数、最大迭代次数以及适应度函数，并将寻优目标作为igwo种群中igwo个体的位置；

36、根据igwo种群参数，使用circle混沌映射序列进行igwo种群初始化，得到初始化的igwo种群；

37、根据适应度函数，计算初始化的igwo种群中igwo个体的适应度值；

38、根据收敛步长系数，对初始化的igwo种群进行包围、猎捕以及攻击行动，得到更新后的igwo种群；

39、将更新后的igwo种群中，适应度值最优的igwo个体进行动态反向学习，得到动态反向的igwo个体；

40、将更新后的igwo种群中，适应度值较差的若干igwo个体进行高斯变异，得到若干高斯变异的igwo个体；

41、若当前迭代次数小于最大迭代次数，则根据适应度值最优的igwo个体、动态反向的igwo个体以及若干高斯变异的igwo个体，重新更新igwo种群和对应的收敛步长系数；

42、否则，将适应度值最优的igwo个体的位置作为最优的筛选后数据传输终端和对应的最优的终端之间的链路关系进行输出；

43、根据数据发送终端、数据接收终端、最优的若干筛选后数据传输终端以及最优的终端之间的链路关系，按照数据传输时序关系进行连接，得到初始的实时数据传输链路；

44、将初始的实时数据传输链路输入数据传输效率预测子模型进行数据传输效率预测，得到预测的数据传输效率标签；

45、若预测的数据传输效率标签满足数据传输效率要求，则输出最优的实时数据传输链路，否则，使用数据传输终端选择子模型重新进行数据传输终端选择。

46、进一步地，若筛选后数据传输终端接收到准备指令，则向数据发送终端返回准备完毕信号，包括如下步骤：

47、对实时数据传输链路中的所有筛选后数据传输终端发送准备指令；

48、若实时数据传输链路中的筛选后数据传输终端接收到准备指令，则调用数据传输列表和剩余终端资源；

49、若筛选后数据传输终端的剩余终端资源大于实时传输数据的所需终端资源，则向数据发送终端返回准备完毕信号，并将实时数据传输任务加入数据传输列表，否则，向数据发送终端返回准备失败信号。

50、进一步地，还包括如下步骤：

51、若数据发送终端接收到传输完毕信号，则停止发出实时传输数据，并向实时数据传输链路中的所有筛选后数据传输终端发出数据传输结束信号；

52、若实时数据传输链路中的筛选后数据传输终端接收到数据传输结束信号，则释放实时传输数据对应的所需终端资源，并解除实时数据传输链路的链路关系。

53、一种效率优化数据传输系统，用于实现效率优化数据传输方法，系统包括依次连接的数据传输终端网络构建模块、数据传输链路规划模型构建模块、聚类处理模块、传输数据类别匹配模块、数据传输终端筛选模块、数据传输链路规划模块、准备指令发送模块、实时传输数据发出模块以及传输完毕信号返回模块；

54、数据传输终端网络构建模块，用于历史数据传输任务的若干历史数据传输链路，构建历史数据传输链路集，并根据历史数据传输链路集，构建数据传输终端网络；

55、数据传输链路规划模型构建模块，用于根据历史数据传输链路集和数据传输终端网络，使用深度学习算法，构建数据传输链路规划模型；

56、聚类处理模块，用于采集数据传输终端网络中的若干历史传输数据，构建历史传输数据集，并对历史传输数据集进行聚类处理，得到若干传输数据类别；

57、传输数据类别匹配模块，用于采集数据发送终端的实时数据传输任务的实时传输数据，并匹配实时传输数据对应的传输数据类别；

58、数据传输终端筛选模块，用于根据实时传输数据的传输数据类别，对数据传输终端网络中的若干数据传输终端进行筛选，得到若干筛选后数据传输终端；

59、数据传输链路规划模块，用于根据数据发送终端、数据接收终端以及若干筛选后数据传输终端，使用数据传输链路规划模型进行数据传输链路规划，得到对应的实时数据传输链路；

60、准备指令发送模块，用于对实时数据传输链路中的所有筛选后数据传输终端发送准备指令，若筛选后数据传输终端接收到准备指令，则向数据发送终端返回准备完毕信号；

61、实时传输数据发出模块，用于在数据发送终端接收到所有筛选后数据传输终端返回的准备完毕信号时，根据实时数据传输链路，发出实时传输数据；

62、传输完毕信号返回模块，用于在数据接收终端接收到实时传输数据时，向实时数据传输任务对应的数据发送终端返回传输完毕信号。

63、本发明的有益效果为：

64、本发明提供的一种效率优化数据传输方法及系统，将远距离的数据传输方式，变换为借助多个中继终端进行分段数据传输的方式，提高了数据传输的可靠性和稳定性，避免了远距离传输的数据丢失情况方式，提高了数据传输效率，在传输过程中，根据需要传输的实时传输数据的基本情况进行实时数据传输链路规划，确保了链路上的中继终端能够有足够的处理性能，并且在数据传输任务开始前，提前发送准备指令，将数据传输通道进行提前准备，确保数据传输的实时性和流畅性，进一步提高了数据传输的效率。

65、本发明的其他有益效果将在具体实施方式中进一步进行说明。