本發(fā)明涉及計算機，具體為一種基于多通道交互的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，多通道數(shù)據(jù)采集技術(shù)已廣泛應(yīng)用于多種場景，如人因工程領(lǐng)域、傳感器網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療成像系統(tǒng)、金融交易系統(tǒng)等。通過同時從多個數(shù)據(jù)源或傳感器收集數(shù)據(jù)，該技術(shù)能夠捕獲更全面、細致的信息，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理提供堅實基礎(chǔ)。

2、但傳統(tǒng)方法在處理多通道數(shù)據(jù)時，往往采用獨立處理每個通道的方式，缺乏有效的資源整合和優(yōu)化機制，這導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用效率低下，難以充分發(fā)揮多通道數(shù)據(jù)的優(yōu)勢；而現(xiàn)有多通道數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)同步時，往往受限于傳輸路徑的復(fù)雜性和環(huán)境條件的不可控性，導(dǎo)致同步精度難以保證，這不僅影響了數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性，還可能引發(fā)后續(xù)處理中的誤差累積，基于此，本發(fā)明設(shè)計了一種基于多通道交互的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于多通道交互的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法，解決了背景技術(shù)中的效率與精度低下的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于多通道交互的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、仲裁模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和控制模塊，

4、所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于從多個數(shù)據(jù)源并行獲取數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)源通過獨立的輸入通道與所述數(shù)據(jù)獲取模塊連接；

5、所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括多個緩存單元，用于對從對應(yīng)輸入通道獲取的數(shù)據(jù)進行獨立排序緩存；

6、所述仲裁模塊用于根據(jù)預(yù)設(shè)的仲裁策略，對存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)進行排序，并決定數(shù)據(jù)的傳輸優(yōu)先級；

7、所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括多個輸出通道，用于在所述仲裁模塊指示下，從數(shù)據(jù)存儲模塊中調(diào)取數(shù)據(jù)，并通過相應(yīng)的輸出通道傳輸至數(shù)據(jù)處理終端；

8、所述控制模塊用于接收來自數(shù)據(jù)處理終端的控制指令，并根據(jù)指令啟動數(shù)據(jù)獲取、調(diào)整仲裁策略或控制數(shù)據(jù)傳輸過程。

9、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)獲取模塊包括以下單元，

10、輸入接口單元：用于接收來自不同數(shù)據(jù)源的原始數(shù)據(jù)；

11、預(yù)處理單元：對接收到的原始數(shù)據(jù)進行初步清洗和格式化處理，以適配系統(tǒng)內(nèi)部處理需求。

12、數(shù)據(jù)獲取模塊是系統(tǒng)的入口，負責(zé)從多個數(shù)據(jù)源并行接收數(shù)據(jù)，該模塊包含輸入接口單元和預(yù)處理單元。輸入接口單元負責(zé)接收來自不同數(shù)據(jù)源的原始數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)源可能包括傳感器、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)接口等，每個數(shù)據(jù)源通過獨立的輸入通道與數(shù)據(jù)獲取模塊相連，確保數(shù)據(jù)的并行獲取。預(yù)處理單元對接收到的原始數(shù)據(jù)進行初步清洗和格式化處理，去除噪聲、修正錯誤數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部處理所需的格式。這一步驟對于提高后續(xù)數(shù)據(jù)處理效率至關(guān)重要。

13、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲模塊中，每個緩存單元對應(yīng)一個輸入通道。

14、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括以下單元，

15、公共內(nèi)存單元：用于存儲經(jīng)過仲裁模塊排序后的數(shù)據(jù)，供數(shù)據(jù)傳輸模塊調(diào)用；

16、狀態(tài)監(jiān)測單元：實時監(jiān)測各緩存單元及公共內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)，包括存儲容量、數(shù)據(jù)讀寫速度等參數(shù)。

17、數(shù)據(jù)存儲模塊是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，包括多個緩存單元和公共內(nèi)存單元，以及狀態(tài)監(jiān)測單元。緩存單元中，每個緩存單元對應(yīng)一個輸入通道，對從該通道獲取的數(shù)據(jù)進行獨立排序緩存，這種設(shè)計避免了數(shù)據(jù)間的相互干擾，提高了數(shù)據(jù)處理的并行性。公共內(nèi)存單元用于存儲經(jīng)過仲裁模塊排序后的數(shù)據(jù)，供數(shù)據(jù)傳輸模塊調(diào)用，公共內(nèi)存單元的設(shè)計確保了數(shù)據(jù)在傳輸前的統(tǒng)一管理和優(yōu)化。狀態(tài)監(jiān)測單元可實時監(jiān)測各緩存單元及公共內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)，包括存儲容量、數(shù)據(jù)讀寫速度等參數(shù)，為系統(tǒng)優(yōu)化和故障排查提供重要依據(jù)。

18、優(yōu)選的，所述仲裁模塊采用以下仲裁策略之一或組合，

19、優(yōu)先級仲裁：根據(jù)數(shù)據(jù)的重要程度或緊急程度設(shè)定優(yōu)先級，優(yōu)先傳輸高優(yōu)先級數(shù)據(jù)；

20、輪詢仲裁：按照預(yù)設(shè)的循環(huán)順序，依次從各緩存單元中調(diào)取數(shù)據(jù)；

21、混合仲裁：結(jié)合優(yōu)先級仲裁和輪詢仲裁的特點，靈活調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸順序。

22、仲裁模塊是系統(tǒng)的決策核心，負責(zé)根據(jù)預(yù)設(shè)的仲裁策略，對存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)進行排序，并決定數(shù)據(jù)的傳輸優(yōu)先級，仲裁策略包括優(yōu)先級仲裁、輪詢仲裁和混合仲裁。優(yōu)先級仲裁根據(jù)數(shù)據(jù)的重要程度或緊急程度設(shè)定優(yōu)先級，優(yōu)先傳輸高優(yōu)先級數(shù)據(jù)，這種策略適用于對時間敏感或關(guān)鍵性數(shù)據(jù)的處理。輪詢仲裁可按照預(yù)設(shè)的循環(huán)順序，依次從各緩存單元中調(diào)取數(shù)據(jù)。這種策略保證了數(shù)據(jù)的公平性和均衡性。輪詢仲裁按照預(yù)設(shè)的循環(huán)順序，依次從各緩存單元中調(diào)取數(shù)據(jù)。這種策略保證了數(shù)據(jù)的公平性和均衡性。

23、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括以下單元，

24、數(shù)據(jù)封裝單元：對從公共內(nèi)存單元調(diào)取的數(shù)據(jù)進行封裝，以適應(yīng)不同輸出通道的數(shù)據(jù)格式要求；

25、錯誤檢測與恢復(fù)單元：在數(shù)據(jù)傳輸過程中，對傳輸數(shù)據(jù)進行錯誤檢測，并在發(fā)現(xiàn)錯誤時啟動數(shù)據(jù)恢復(fù)機制。

26、數(shù)據(jù)傳輸模塊是系統(tǒng)的輸出端，負責(zé)將經(jīng)過仲裁模塊排序的數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的輸出通道傳輸至數(shù)據(jù)處理終端，該模塊包含數(shù)據(jù)封裝單元和錯誤檢測與恢復(fù)單元。數(shù)據(jù)封裝單元對從公共內(nèi)存單元調(diào)取的數(shù)據(jù)進行封裝，以適應(yīng)不同輸出通道的數(shù)據(jù)格式要求，封裝過程可能包括數(shù)據(jù)壓縮、加密、添加校驗碼等操作，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?。錯誤檢測與恢復(fù)單元在數(shù)據(jù)傳輸過程中，對傳輸數(shù)據(jù)進行錯誤檢測，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤，立即啟動數(shù)據(jù)恢復(fù)機制，如重傳、錯誤糾正等，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

27、優(yōu)選的，需要提供一種基于多通道交互的數(shù)據(jù)處理的方法，包括以下步驟，

28、步驟s1：通過多個輸入通道并行獲取來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)；

29、步驟s2：對每個輸入通道獲取的數(shù)據(jù)進行獨立排序緩存；

30、步驟s3：根據(jù)預(yù)設(shè)的仲裁策略，對存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)進行排序，并確定數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級；

31、步驟s4：在仲裁模塊指示下，從數(shù)據(jù)存儲模塊中調(diào)取數(shù)據(jù)，并通過相應(yīng)的輸出通道傳輸至數(shù)據(jù)處理終端；

32、步驟s5：接收來自數(shù)據(jù)處理終端的控制指令，并根據(jù)指令調(diào)整數(shù)據(jù)獲取、仲裁策略或傳輸過程。

33、優(yōu)選的，所述步驟s2中，對接收到的原始數(shù)據(jù)進行初步清洗和格式化處理，以適配系統(tǒng)內(nèi)部處理需求。

34、優(yōu)選的，所述步驟s3中，所述仲裁策略包括優(yōu)先級仲裁、輪詢仲裁或混合仲裁。

35、優(yōu)選的，所述步驟s4中，對從公共內(nèi)存單元調(diào)取的數(shù)據(jù)進行封裝，以適應(yīng)不同輸出通道的數(shù)據(jù)格式要求；在數(shù)據(jù)傳輸過程中進行錯誤檢測，并在發(fā)現(xiàn)錯誤時啟動數(shù)據(jù)恢復(fù)機制。

36、數(shù)據(jù)獲取時通過多個輸入通道并行獲取來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，隨后數(shù)據(jù)預(yù)處理，對接收到的原始數(shù)據(jù)進行初步清洗和格式化處理。數(shù)據(jù)存儲中，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)存入對應(yīng)的緩存單元進行獨立排序緩存。數(shù)據(jù)仲裁中根據(jù)預(yù)設(shè)的仲裁策略，對存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)進行排序，并確定數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級。數(shù)據(jù)傳輸中，在仲裁模塊指示下，從數(shù)據(jù)存儲模塊中調(diào)取數(shù)據(jù)，并通過相應(yīng)的輸出通道傳輸至數(shù)據(jù)處理終端，同時，對數(shù)據(jù)進行封裝和錯誤檢測與恢復(fù)?？刂普{(diào)整中接收來自數(shù)據(jù)處理終端的控制指令，并根據(jù)指令調(diào)整數(shù)據(jù)獲取、仲裁策略或傳輸過程。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達到的有益效果是：

38、1、本發(fā)明，通過數(shù)據(jù)獲取模塊的并行獲取機制，實現(xiàn)了多數(shù)據(jù)源的同時接入，有效避免了傳統(tǒng)方法中獨立處理每個通道導(dǎo)致的資源浪費，同時數(shù)據(jù)存儲模塊中的獨立緩存單元與公共內(nèi)存單元相結(jié)合，既保證了數(shù)據(jù)的獨立處理與緩存，又通過仲裁模塊實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)度，使得系統(tǒng)資源得到更加合理地分配和利用，從而顯著提升了整體處理效率。

39、2、本發(fā)明，仲裁模塊采用靈活的仲裁策略(包括優(yōu)先級仲裁、輪詢仲裁及混合仲裁)，能夠根據(jù)實際需求動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸順序，有效應(yīng)對了復(fù)雜傳輸路徑和環(huán)境條件不可控性帶來的挑戰(zhàn)，確保了數(shù)據(jù)的同步精度；數(shù)據(jù)傳輸模塊中的錯誤檢測與恢復(fù)單元，在數(shù)據(jù)傳輸過程中實時進行錯誤檢測，并在發(fā)現(xiàn)錯誤時立即啟動恢復(fù)機制，進一步保障了數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性，減少了誤差累積的可能性。

40、3、本發(fā)明，狀態(tài)監(jiān)測單元實時監(jiān)測各緩存單元及公共內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)，為系統(tǒng)管理員提供了豐富的監(jiān)控信息，有助于及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的系統(tǒng)故障或性能瓶頸；錯誤檢測與恢復(fù)機制的引入，進一步增強了系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過程中的容錯能力，即使在面臨網(wǎng)絡(luò)波動、硬件故障等不利條件時，也能確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。

41、4、本發(fā)明，本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)模塊化設(shè)計，使得各模塊之間相對獨立且易于擴展，數(shù)據(jù)獲取模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊均支持多通道接入，可以輕松應(yīng)對未來可能增加的數(shù)據(jù)源或處理需求；通過引入仲裁模塊對多通道數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一排序和優(yōu)先級判定，簡化了傳統(tǒng)方法中復(fù)雜的數(shù)據(jù)同步與協(xié)調(diào)過程，降低了系統(tǒng)實現(xiàn)的復(fù)雜度和維護成本；數(shù)據(jù)預(yù)處理單元的存在，使得原始數(shù)據(jù)在進入系統(tǒng)前即得到初步清洗和格式化處理，為后續(xù)處理步驟提供了更加規(guī)范和一致的數(shù)據(jù)輸入，有助于提升整個數(shù)據(jù)處理流程的效率和穩(wěn)定性。