本發(fā)明屬于嵌入式針織控制技術領域，涉及一種織物數(shù)據(jù)加密壓縮的方法，具體涉及一種基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法。

背景技術：

長期以來，我國的針織行業(yè)在自動化程度沒有達到先進及智能的階段，而近年來興起的嵌入式技術是針織機械邁向真正意義上自動化、智能化的關鍵一步，它促進了針織工業(yè)的發(fā)展，同時實現(xiàn)針織機械的智能化。

針織控制系統(tǒng)主要包括紡織cad、人機交互系統(tǒng)及實時控制系統(tǒng)。紡織cad可將織物實時控制數(shù)據(jù)以及花型數(shù)據(jù)轉化為二進制文件，嵌入式人機交互系統(tǒng)將二進制文件解析成實時控制信號，下發(fā)給實時控制系統(tǒng)，完成整個織物的編織。然而，紡織cad產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是經(jīng)過壓縮的密文，如：意大利的lonati制板軟件。因此，對紡織cad產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行解壓縮，是針織控制系統(tǒng)的關鍵一步。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法，具有算法壓縮效率高及算法復雜度低的優(yōu)點，可在內(nèi)存空間和存儲空間有限的嵌入式針織控制系統(tǒng)中將織物控制數(shù)據(jù)無損還原，以保證嵌入式針織控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

本發(fā)明所采用的技術方案是，基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)壓縮方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、在pc機的lonati制版軟件中設定編織的鏈條值以及花型數(shù)據(jù)，經(jīng)編譯生成二進制文件；

步驟2、將經(jīng)步驟1得到的二進制文件拷貝到嵌入式針織控制系統(tǒng)內(nèi)的人機交互系統(tǒng)中，由人機交互系統(tǒng)顯示織物數(shù)據(jù)，用戶在人機交互系統(tǒng)上選擇要編織的數(shù)據(jù)，該人機交互系統(tǒng)通過lzhuf解壓縮算法，將加密壓縮的花型數(shù)據(jù)進行無損還原，并轉化為控制信號；

步驟3、經(jīng)步驟2后，嵌入式針織控制系統(tǒng)內(nèi)的人機交互系統(tǒng)通過調(diào)用織物數(shù)據(jù)提取算法，將數(shù)據(jù)轉化為特定數(shù)據(jù)格式的控制信號，并傳輸?shù)綄崟r控制系統(tǒng)，以完成織物的編織中控制數(shù)據(jù)的解壓縮。

本發(fā)明的特點還在于：

在步驟1中：二進制文件中包含有：織物控制數(shù)據(jù)以及壓縮的花型數(shù)據(jù)；織物控制數(shù)據(jù)前512字節(jié)包括有：織物文件標識，速度和電機、圈循環(huán)、氣閥、傳感器及花型數(shù)據(jù)位置信息；

lonati制版軟件生成的織物花型數(shù)據(jù)包括有：花型數(shù)據(jù)位置文件jacq和花型數(shù)據(jù)文件dise；花型數(shù)據(jù)文件dise和花型數(shù)據(jù)位置文件jacq是經(jīng)過lzhuf壓縮后的密文。

在步驟2中：嵌入式針織控制系統(tǒng)的硬件采用s3c2416芯片，操作系統(tǒng)為嵌入式，linux基于qt/e搭建的圖形界面系統(tǒng)。

步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟a、通過讀取織物文件標識來判斷文件合法性，即讀取織物文件前兩個字符，判斷是否為co；

判斷結果為是co，則進入下一步驟，即步驟b；

判斷結果為不是co，提示用戶操作失敗，并退出整個花型數(shù)據(jù)解壓縮流程；

步驟b、經(jīng)步驟a后，提取出織物文件中壓縮的花型數(shù)據(jù)；

步驟c、經(jīng)步驟b后，找到dise數(shù)據(jù)和jacq數(shù)據(jù)開始位置和結束位置；將dise加密數(shù)據(jù)段讀入輸入緩沖區(qū)，把輸入緩沖區(qū)的指針傳遞到解壓縮函數(shù)，進行數(shù)據(jù)解壓縮；再執(zhí)行讀取文件大小，初始化動態(tài)huffman樹初始化工作；

讀取字符值，若字符值小于256，即是單個字符，直接將字符讀入輸出緩沖區(qū)，并且移動緩沖區(qū)輸入指針，同時字符計數(shù)器的值加1；

若字符值大于256，即是字符串，讀取編碼位置并編碼，根據(jù)位置和匹配長度將字符串輸入輸出緩沖區(qū)，移動緩沖區(qū)指針，同時字符計數(shù)器的值加1；

判斷字符計數(shù)器的值是否小于原文件的大小，若大于或者等于原文件大小，則結束，否則繼續(xù)讀取字符,重復解碼，直至解壓縮完所有數(shù)據(jù)；

步驟d、經(jīng)步驟c后，算法執(zhí)行后會生成解壓縮后的花型文件，設定解壓縮生成的文件為dise.bind和jacq.bind,將解壓縮后的數(shù)據(jù)和lonati制板軟件設定的花型選針數(shù)據(jù)進行對比，用于驗證數(shù)據(jù)還原的無損性。

步驟b具體按照以下方法實施：

通過kmp算法查找字符‘dise’在織物文件中的位置，計算出花型數(shù)據(jù)的位置以及花型數(shù)據(jù)的大小，具體按照以下算法實施：

dpos＝[apos+3]×256+[apos+4](1)；

dlen＝[apos+5]×256+[apos+6](2)；

式(1)中apos為kmp算法返回的字符位置，dpos花型文件的位置，[apos+3]為apos+3位置的字符值；

式(2)中dlen表示花型數(shù)據(jù)的大小。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法，結合了lzss算法和動態(tài)huffman編碼算法，能提高對織物數(shù)據(jù)的壓縮率；

(2)本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法，具有算法壓縮效率高及算法復雜度低的優(yōu)點，可在內(nèi)存空間和存儲空間有限的嵌入式針織控制系統(tǒng)中將織物控制數(shù)據(jù)無損還原，以保證嵌入式針織控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行；

(3)本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法，還適合紡織cad中對織物數(shù)據(jù)的壓縮，對設計紡織cad軟件的壓縮算法有著重要的借鑒價值；

(4)本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法，lzhuf結合lzss算法和動態(tài)huffman壓縮算法的優(yōu)點，首先利用lzss對待壓縮字符進行同時編碼，再對輸出的字符使用頻率的高低進行動態(tài)huffman編碼，達到更好的壓縮效果，同時也加強數(shù)據(jù)的安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法的工作流程圖；

圖2是利用本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法解壓縮花型數(shù)據(jù)的流程圖；

圖3是利用本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法計算被壓縮的花型數(shù)據(jù)的大小以及在織物文件中位置的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)用控制數(shù)據(jù)壓縮方法，如圖1所示，具體按照以下步驟實施：

步驟1、在pc機的lonati制版軟件(cad制板軟件)中設定編織的鏈條值以及花型數(shù)據(jù)，經(jīng)編譯生成二進制文件(co文件)；

該二進制文件(co文件)中包含有：織物控制數(shù)據(jù)以及壓縮的花型數(shù)據(jù)；

織物控制數(shù)據(jù)前512字節(jié)包括有：織物文件標識，速度和電機、圈循環(huán)、氣閥、傳感器及花型數(shù)據(jù)位置信息；

lonati制版軟件生成的織物花型數(shù)據(jù)包括有：花型數(shù)據(jù)位置文件(jacq)和花型數(shù)據(jù)文件(dise)；花型數(shù)據(jù)文件(dise)和花型數(shù)據(jù)位置文件(jacq)是經(jīng)過lzhuf壓縮后的密文。

步驟2、將經(jīng)步驟1得到的二進制文件(co文件)拷貝到嵌入式針織控制系統(tǒng)內(nèi)的人機交互系統(tǒng)中，由人機交互系統(tǒng)顯示織物數(shù)據(jù)，用戶在人機交互系統(tǒng)上選擇要編織的數(shù)據(jù)，該人機交互系統(tǒng)通過lzhuf解壓縮算法，將加密壓縮的花型數(shù)據(jù)進行無損還原，并轉化為控制信號，如圖2所示，具體按照以下方法實施：

其中，嵌入式針織控制系統(tǒng)的硬件采用s3c2416芯片，操作系統(tǒng)為嵌入式linux，基于qt/e搭建的圖形界面系統(tǒng)；

步驟a、通過讀取織物文件標識來判斷文件合法性，即讀取織物文件前兩個字符，判斷是否為co；

判斷結果為是co，則進入下一步驟，即步驟b；

判斷結果為不是co，提示用戶操作失敗，并退出整個花型數(shù)據(jù)解壓縮流程；

步驟b、經(jīng)步驟a后，提取出織物文件(co文件)中壓縮的花型數(shù)據(jù)，具體按照以下方法提?。?/p>

如圖3所示，通過kmp算法查找字符‘dise’在織物文件中的位置，計算出花型數(shù)據(jù)的位置以及花型數(shù)據(jù)的大小，具體按照以下算法實施：

dpos＝[apos+3]×256+[apos+4](1)；

dlen＝[apos+5]×256+[apos+6](2)；

式(1)中apos為kmp算法返回的字符位置，dpos花型文件的位置，[apos+3]為apos+3位置的字符值；

式(2)中dlen表示花型數(shù)據(jù)的大??；

步驟c、經(jīng)步驟b后，找到dise數(shù)據(jù)(即花型數(shù)據(jù))和jacq數(shù)據(jù)(即選針位置數(shù)據(jù))開始位置和結束位置；將dise加密數(shù)據(jù)段讀入輸入緩沖區(qū)，把輸入緩沖區(qū)的指針傳遞到解壓縮函數(shù)，進行數(shù)據(jù)解壓縮；再執(zhí)行讀取文件大小，初始化動態(tài)huffman樹初始化工作；

讀取字符值，若字符值小于256，即是單個字符，直接將字符讀入輸出緩沖區(qū)，并且移動緩沖區(qū)輸入指針，同時字符計數(shù)器的值加1；

若字符值大于256，即是字符串，讀取編碼位置并編碼，根據(jù)位置和匹配長度將字符串輸入輸出緩沖區(qū)，移動緩沖區(qū)指針，同時字符計數(shù)器的值加1；

判斷字符計數(shù)器的值是否小于原文件的大小，若大于或者等于原文件大小，則結束，否則繼續(xù)讀取字符,重復解碼，直至解壓縮完所有數(shù)據(jù)；

步驟d、經(jīng)步驟c后，算法執(zhí)行后會生成解壓縮后的花型文件，設定解壓縮生成的文件為dise.bind(dise解壓縮后的文件)和jacq.bind(jacq解壓縮后的文件),將解壓縮后的數(shù)據(jù)和lonati制板軟件設定的花型選針數(shù)據(jù)進行對比，用于驗證數(shù)據(jù)還原的無損性。

步驟3、經(jīng)步驟2后，嵌入式針織控制系統(tǒng)內(nèi)的人機交互系統(tǒng)通過調(diào)用織物數(shù)據(jù)提取算法，將數(shù)據(jù)轉化為特定數(shù)據(jù)格式的控制信號，并傳輸?shù)綄崟r控制系統(tǒng)，以完成織物的編織中控制數(shù)據(jù)的解壓縮。

本發(fā)明基于lzhuf的嵌入式針織系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)壓縮算法，其創(chuàng)新之處在于：lzhuf結合lzss和動態(tài)huffman編碼算法，利用lzss對待壓縮字符進行同時編碼，再對輸出的字符使用頻率的高低進行動態(tài)huffman編碼，達到更好的壓縮效果，并將此算法應用在嵌入式針織控制系統(tǒng)對織物數(shù)據(jù)的解壓縮。在嵌入式針織控制系統(tǒng)下，整個織物解壓縮算法首先通過kmp遍歷字符串算法，查找被加密壓縮的花型數(shù)據(jù)的位置，該算法可無損還原被壓縮的織物控制數(shù)據(jù)，保證了針織控制系統(tǒng)運行的可靠性，同時也加強數(shù)據(jù)的安全性。