面向PLC物联网应用的XML实时数据压缩方法研究

摘要

随着物联网技术的高速发展，物联网感知设备的数量也日益增多，感知设备所包含的数据量也越来越大。XML以其可扩展性高、灵活性强等优点在物联网中应用也越来越广泛。物联网感知设备的XML实时数据不但形式多样，而且存在着大量的冗余信息，包括XML自身的结构冗余信息与实时数据之间的时间相关冗余信息，这些冗余信息占据着大量的网络带宽。当现有的网络带宽不能满足庞大的物联网数据量传输的时候，它就阻碍了物联网行业的发展。为此，人们常常用压缩的方式来降低物联网XML实时数据中的冗余信息。
　　本文首先调查和研究了物联网PLC远程监控项目，说明了对PLC的XML实时数据进行数据压缩的重要意义，紧接着分析了现有的压缩方法的特点。根据物联网XML实时数据的冗余特点，分析了现有压缩方法的优势与不足。
　　传统上对 XML数据进行压缩的方法有两种，一种是通用压缩，另一种是XML专用压缩。XML专用压缩针对于XML的结构做过一些优化的压缩，所以压缩效果比通用压缩要好。但这些压缩方法都只关注单个文档的压缩，并没有考虑在物联网应用中有多个XML实时数据会存在时间相关的信息冗余情况，因此，在对物联网中的XML实时数据压缩的方法上还有提升的空间。
　　本文以现有的XML专用压缩方法为基础，结合了物联网XML实时数据的冗余特点，提出了一个应用于物联网的XML数据的压缩新方法，该方法叫XCiot(XML Document Compressing Method Based on Internet of Things)。XCiot压缩方法对XML数据做了两级的压缩。第一级是针对于物联网XML实时数据存在时间相关冗余信息的字典压缩。第二级是对XML文档本身结构冗余信息的压缩。
　　最后，本文采用了物联网中 PLC感知设备真实的 XML实时数据，分别比较了本文提出的XCiot压缩方法与XMill、XMLPPM、WinRAR和XWRT对数据进行压缩测试。测试结果显示，XCiot的压缩比相对于其它对比的压缩方法有很大的提高。XCiot的压缩时间略长于对比的XMill、XMLPPM、WinRAR压缩方法，这些压缩时间都处在同一个数量级上。XCiot以花费较少的压缩时间为代价，取得了良好的压缩效果。

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第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题的研究背景与意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究的内容与结构

第2章 物联网与数据规范

2.1 物联网概述

2.2 WInternet物联网

2.3 物联网数据格式

2.4 本章小结

第3章 XCiot压缩系统设计与实现

3.1 XCiot压缩系统结构

3.2 压缩处理流程

3.3 XCiot压缩模型

3.4 XCiot模块设计与实现

3.5 压缩系统功能界面

3.6 压缩实例

3.7 本章小结

第4章 实验与分析

4.1 实验环境介绍

4.2 实验设计与配置

4.3 实验结果与分析

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 下一步研究方向

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文