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龙图腾网获悉长春工程学院申请的专利一种物理环境轻量化数据采集方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119984410B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510473528.9，技术领域涉及：G06F18/10；该发明授权一种物理环境轻量化数据采集方法是由金鑫;董晗;徐广彬;蔡晓龙;李昱霖设计研发完成，并于2025-04-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种物理环境轻量化数据采集方法在说明书摘要公布了：本发明涉及环境信息领域，且公开了一种物理环境轻量化数据采集方法，通过设定预设的时间间隔和延迟响应时间自动触发物理环境数据采集，并检测采集时的异常情况，通过实时监测数据采集时的数据流变化，初步分析数据采集的偏差程度，来检测数据采集是否存在采集误差，基因误差检测结果，对物理环境数据的异常值进行检测并反馈，再对数据进行轻量化处理，通过对轻量化处理后的物理环境数据的数据传输过程进行分析，来实时监测和优化数据传输过程，基于数据传输优化后的结果，对物理环境数据的存储进行优化，有利于快速响应和排除数据采集的故障，实现对物理环境多种参数的快速、精准采集，并优化数据传输和存储过程，降低了数据的维护成本。

本发明授权一种物理环境轻量化数据采集方法在权利要求书中公布了：1.一种物理环境轻量化数据采集方法，其特征在于，包括： S1：通过在数据采集装置上设定预设的时间间隔自动触发物理环境数据采集，并设置数据采集的延迟响应时间； S2：通过从数据采集装置中读取所采集的物理环境数据，并实时监测数据采集时的数据流变化，初步分析数据采集的偏差程度，得到采集偏差程度系数，用于检测数据采集是否存在采集误差； S3：基于数据采集误差的分析结果，对物理环境数据的异常值进行检测，并将检测结果进行反馈； S4：用于对采集后的物理环境数据进行预处理，并对预处理后的物理环境数据进行轻量化处理； S5：基于对轻量化处理后的物理环境数据的数据传输过程进行优化分析，并计算出网络拥塞控制系数，用于实时监测和优化数据传输过程； S6：基于数据传输优化后的结果，对物理环境数据的存储进行优化分析，得到存储优化指数，从而对数据存储进行实时优化； 所述S1用于自动触发物理环境数据的采集，并检测数据采集时的异常延迟情况，所述数据采集装置是根据测量对象选择多通道传感器对物理环境数据进行并行采集，并基于数据采集装置的采集频率需求，使用嵌入式系统配置定时器，在定时器中设置特定的时间间隔，并在定时器溢出时触发中断服务例程，从而对物理环境数据进行定时采集，记录每次数据采集的触发开始时间和结束时间，基于数据采集的触发开始时间和结束时间，计算出每次数据采集的实际时间，其具体的计算公式为Δt＝t结束-t开始，通过将每次数据采集的实际时间Δt与延迟响应时间t′进行比较，用于检测数据采集是否存在异常问题，当Δt≥t′时，则表明数据采集未在预设的延迟时间内完成，立即进入预警状态，并向管理人员发出数据采集延迟的预警提示，从而排除数据采集的异常问题，当Δt＜t′时，则表明数据采集未出现因延迟而导致的异常问题，并进一步对数据采集的偏差进行分析； 所述S2通过实时从数据采集装置中读取数据流，并记录数据采集的时间戳，再对读取后的物理环境数据进行预处理操作，具体操作过程包括数据清洗、数据转换以及数据平滑处理，通过使用统计方法分析一段采集时间内的数据流的变化趋势，并计算出采集偏差程度系数，通过采集偏差程度系数来初步检测数据采集过程中是否存在采集误差； 所述采集偏差程度系数的具体分析方式为： 步骤S211：通过读取一段时间内所采集的某个物理环境数据的数据点，并计算出某个物理环境参数的平均值为其中，μi表示第i个物理环境参数的平均值，xi，j表示第i个物理环境参数的第j个测量值，m表示一段时间内读取的该测量值的总数； 步骤S212：基于一段时间内所计算出的某个物理环境参数的平均值，计算出某个物理环境参数所对应的标准差为 步骤S213：基于对某个物理环境参数的平均值与某个物理环境参数所对应的标准差进行分析，综合计算出采集偏差程度系数为其中，CVi表示第i个物理环境参数的采集偏差程度系数； 通过将采集偏差程度系数CVi与预设的偏差阈值θ进行比较，来判断某个物理环境参数的数据采集是否存在采集误差，同时，用于对所有采集的物理环境参数进行并行误差检测；若采集偏差程度系数CVi≤预设的偏差阈值θ，表明该物理环境参数的数据采集处于正常情况，并继续执行S4对数据轻量化进行处理，若采集偏差程度系数CVi＞预设的偏差阈值θ，表明该物理环境参数的数据采集存在误差情况，则立即停止对该物理环境数据的采集过程，并筛选出所有存在采集误差的物理环境参数，进一步执行S3对该物理环境参数的数据采集异常值进行检测； 所述S3基于分别分析所检测出存在采集误差的物理环境参数的异常值，通过计算出某个物理环境参数的每个数据点实际测量值与预期值的偏差值，其具体计算公式为ΔPi＝xi，j-xi，预期，其中，xi，j表示第i个物理环境参数的第j个测量值，xi，预期表示第i个物理环境数据的预期值；通过将某个物理环境参数的每个数据点实际测量值与预期值的偏差值ΔPi，与采集偏差程度系数CVi进行比较，来检测一段时间内某个物理环境参数的所有采集异常值，若ΔPi≤CVi，则所检测的数据点不是异常值，并继续对下一个数据点进行检测，若ΔPi＞CVi，则该检测的数据点为异常值，并对检测出的所有异常值进行异常标记，再基于偏差值的分布来确定所产生的误差类型，包括系统误差和随机误差，同时，将异常值检测结果与采集误差类型进行预警提示，并将检测出的所有采集异常值发送至管理人员终端； 所述S4对采集后的物理环境数据进行预处理的操作过程为：去除明显错误、不完整的或无关的数据，检查数据的一致性和准确性，并将数据通过线性变换转换成统一的格式，其具体的转换公式为：y＝ax+b，x表示原始数据，y表示转换后的数据，a和b表示变换系数；通过主成分分析方法对预处理后的物理环境数据进行降维处理，其具体的公式为C＝covX·V，covX表示数据的协方差矩阵，V表示协方差矩阵的特征向量，再使用霍夫曼编码对降维后的数据进行压缩。

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