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龍圖騰網獲悉長春工程學院申請的專利一種物理環境輕量化數據采集方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119984410B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510473528.9，技術領域涉及：G06F18/10；該發明授權一種物理環境輕量化數據采集方法是由金鑫;董晗;徐廣彬;蔡曉龍;李昱霖設計研發完成，并于2025-04-16向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種物理環境輕量化數據采集方法在說明書摘要公布了：本發明涉及環境信息領域，且公開了一種物理環境輕量化數據采集方法，通過設定預設的時間間隔和延遲響應時間自動觸發物理環境數據采集，并檢測采集時的異常情況，通過實時監測數據采集時的數據流變化，初步分析數據采集的偏差程度，來檢測數據采集是否存在采集誤差，基因誤差檢測結果，對物理環境數據的異常值進行檢測并反饋，再對數據進行輕量化處理，通過對輕量化處理后的物理環境數據的數據傳輸過程進行分析，來實時監測和優化數據傳輸過程，基于數據傳輸優化后的結果，對物理環境數據的存儲進行優化，有利于快速響應和排除數據采集的故障，實現對物理環境多種參數的快速、精準采集，并優化數據傳輸和存儲過程，降低了數據的維護成本。

本發明授權一種物理環境輕量化數據采集方法在權利要求書中公布了：1.一種物理環境輕量化數據采集方法，其特征在于，包括： S1：通過在數據采集裝置上設定預設的時間間隔自動觸發物理環境數據采集，并設置數據采集的延遲響應時間； S2：通過從數據采集裝置中讀取所采集的物理環境數據，并實時監測數據采集時的數據流變化，初步分析數據采集的偏差程度，得到采集偏差程度系數，用于檢測數據采集是否存在采集誤差； S3：基于數據采集誤差的分析結果，對物理環境數據的異常值進行檢測，并將檢測結果進行反饋； S4：用于對采集后的物理環境數據進行預處理，并對預處理后的物理環境數據進行輕量化處理； S5：基于對輕量化處理后的物理環境數據的數據傳輸過程進行優化分析，并計算出網絡擁塞控制系數，用于實時監測和優化數據傳輸過程； S6：基于數據傳輸優化后的結果，對物理環境數據的存儲進行優化分析，得到存儲優化指數，從而對數據存儲進行實時優化； 所述S1用于自動觸發物理環境數據的采集，并檢測數據采集時的異常延遲情況，所述數據采集裝置是根據測量對象選擇多通道傳感器對物理環境數據進行并行采集，并基于數據采集裝置的采集頻率需求，使用嵌入式系統配置定時器，在定時器中設置特定的時間間隔，并在定時器溢出時觸發中斷服務例程，從而對物理環境數據進行定時采集，記錄每次數據采集的觸發開始時間和結束時間，基于數據采集的觸發開始時間和結束時間，計算出每次數據采集的實際時間，其具體的計算公式為Δt＝t結束-t開始，通過將每次數據采集的實際時間Δt與延遲響應時間t′進行比較，用于檢測數據采集是否存在異常問題，當Δt≥t′時，則表明數據采集未在預設的延遲時間內完成，立即進入預警狀態，并向管理人員發出數據采集延遲的預警提示，從而排除數據采集的異常問題，當Δt＜t′時，則表明數據采集未出現因延遲而導致的異常問題，并進一步對數據采集的偏差進行分析； 所述S2通過實時從數據采集裝置中讀取數據流，并記錄數據采集的時間戳，再對讀取后的物理環境數據進行預處理操作，具體操作過程包括數據清洗、數據轉換以及數據平滑處理，通過使用統計方法分析一段采集時間內的數據流的變化趨勢，并計算出采集偏差程度系數，通過采集偏差程度系數來初步檢測數據采集過程中是否存在采集誤差； 所述采集偏差程度系數的具體分析方式為： 步驟S211：通過讀取一段時間內所采集的某個物理環境數據的數據點，并計算出某個物理環境參數的平均值為其中，μi表示第i個物理環境參數的平均值，xi，j表示第i個物理環境參數的第j個測量值，m表示一段時間內讀取的該測量值的總數； 步驟S212：基于一段時間內所計算出的某個物理環境參數的平均值，計算出某個物理環境參數所對應的標準差為 步驟S213：基于對某個物理環境參數的平均值與某個物理環境參數所對應的標準差進行分析，綜合計算出采集偏差程度系數為其中，CVi表示第i個物理環境參數的采集偏差程度系數； 通過將采集偏差程度系數CVi與預設的偏差閾值θ進行比較，來判斷某個物理環境參數的數據采集是否存在采集誤差，同時，用于對所有采集的物理環境參數進行并行誤差檢測；若采集偏差程度系數CVi≤預設的偏差閾值θ，表明該物理環境參數的數據采集處于正常情況，并繼續執行S4對數據輕量化進行處理，若采集偏差程度系數CVi＞預設的偏差閾值θ，表明該物理環境參數的數據采集存在誤差情況，則立即停止對該物理環境數據的采集過程，并篩選出所有存在采集誤差的物理環境參數，進一步執行S3對該物理環境參數的數據采集異常值進行檢測； 所述S3基于分別分析所檢測出存在采集誤差的物理環境參數的異常值，通過計算出某個物理環境參數的每個數據點實際測量值與預期值的偏差值，其具體計算公式為ΔPi＝xi，j-xi，預期，其中，xi，j表示第i個物理環境參數的第j個測量值，xi，預期表示第i個物理環境數據的預期值；通過將某個物理環境參數的每個數據點實際測量值與預期值的偏差值ΔPi，與采集偏差程度系數CVi進行比較，來檢測一段時間內某個物理環境參數的所有采集異常值，若ΔPi≤CVi，則所檢測的數據點不是異常值，并繼續對下一個數據點進行檢測，若ΔPi＞CVi，則該檢測的數據點為異常值，并對檢測出的所有異常值進行異常標記，再基于偏差值的分布來確定所產生的誤差類型，包括系統誤差和隨機誤差，同時，將異常值檢測結果與采集誤差類型進行預警提示，并將檢測出的所有采集異常值發送至管理人員終端； 所述S4對采集后的物理環境數據進行預處理的操作過程為：去除明顯錯誤、不完整的或無關的數據，檢查數據的一致性和準確性，并將數據通過線性變換轉換成統一的格式，其具體的轉換公式為：y＝ax+b，x表示原始數據，y表示轉換后的數據，a和b表示變換系數；通過主成分分析方法對預處理后的物理環境數據進行降維處理，其具體的公式為C＝covX·V，covX表示數據的協方差矩陣，V表示協方差矩陣的特征向量，再使用霍夫曼編碼對降維后的數據進行壓縮。

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