面向PLC物联网应用的XML实时数据压缩方法研究

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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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