数据压缩技术在海洋资料浮标通信系统中的应用-论文.pdf

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1、山东科学第28卷第2期2015年4月出版SHANDONGSCIENCEVo1．28No．2Apr2015DOI：l0．3976／j．issn．1002—4026．2015．02．001【海洋科技与装备】数据压缩技术在海洋资料浮标通信系统中的应用王文彦，李文庆，王晓燕，王波(山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛266001)摘要：为减少海洋资料浮标通信系统数据传输的时间和费用，本文针对传输数据类型，采用位拼接、LZw和改进的LZw算法结合的方法对数据进行实时无损压缩

2、。该压缩技术平均压缩率在40％以下，降低了浮标通信所需时间。实际应用证明，该技术提高了数据压缩效率，缩减了通信成本，保证了系统的可靠性。关键词：数据压缩技术；海洋资料浮标；位拼接；Lzw算法；改进的LZW算法中图分类号：P715．2文献标识码：A文章编号：1002-4026(2015)02-0001-05ApplicationofdatacompressioninthecommunicationssystemofanoceandatabuoyWANGWen—yan，LIWen—qing，WANGXia

3、o—yan，WANGBo(ShandongProvincialKeyLaboratoryofOceanEnvironmentalMonitoringTechnology，nstituteofOceanographicInstrumentatl0n，ShandongAcademyofSciences，Qingdao266001，China)Abstract：WeproposearealtimeIosslessdatacompressiontechnologyforbitsplicing．LzWandim

4、provedLZWcombinedapproachtoreducetransmissiontimeandcostofthecommunicationssystemofanoceandatabuoy．Itsaveragecompressionratioislessthan40％，whichcanreducecommunicationtime．Practicalapplicationshowsthatthistechnologyimprovesdatacompressionratio，reducescom

5、municationcostandguaranteessystemreliability．Keywords：datacompression；oceandatabuoy；bitsplicing；LZW；improvedLZW海洋资料浮标能够连续实时地监测海洋环境参数，自动传输、处理和分析数据，远程动态监控海洋环境。浮标系统目前可监测从岸边到深海、从空中到水面以及从水面到海底的各个空间位置的动力要素、生态要素和地质参数。其通信信息主要分以下几类：(1)浮标位置信息；(2)气象水文数据，例如：风速、风向、气

6、温、湿度、气压、雨量、能见度等气象要素和波浪、海流、盐度、海水温度等海洋要素等；(3)操纵指挥信息，例如遇突发情况或者需要对单个浮标发送命令。这些通信数据种类多，数据量大。目前我国海洋资料浮标系统的通信方式多种多样，包括海事卫星、GPRS／CDMA、北斗卫星以及VHF等。北斗卫星通信有后发的优势，在稳定性、用户容量、寻址方式和性价比等方面都优于其他的通信方式¨J。但是北斗通信的单次通信数据量有收稿日期：2014—12-04基金项目：国家自然科学基金(41401435，61201097)；山东省自然科学

7、基金(ZR2013DI／)09，ZR2012DL14)作者简介：王文彦(1983一)，女，硕士，研究实习员，研究方向为海洋环境监测。Email：wwy．tutu@163．com2山东科学限，每次最多98个字节]，而且它的通信时间间隔大，连续两次通信至少需要1rain的时间间隔。因此需要对数据通讯内容严格限制，并尽可能地压缩，以减小数据发送量，这样才能够节省数据传输的时间和数据传输所需费用，使得海洋资料浮标的实时性和稳定性更好。‘目前国内用于数据通信的压缩算法一般为Hufman算法、LZ78算法和LZw

8、算法等，都能对数据进行无损压缩]。但是受缓存容量、计算复杂度和计算速度等因素的限制，串表的长度受到一定限制，这些压缩算法都有其自身固有的缺陷和不足。本文针对海洋资料浮标传输数据类型的特点，采用位拼接、LZW和改进的LZW算法结合的方法对数据进行实时无损压缩，以提高海洋测量数据传输的实时性和数据处理的准确性。l数据压缩技术数据压缩技术就是减少用于存储和传输的信息量，用最小的位数表示信源发出的信号，减少必须分配给指定数据采集的信号空间的数值。数据压缩可分为无