1.一种基于数据帧格式优化和数据压缩的无线数据采集系统，其特征在于：由现场上位机、远程上位机、多个无线传感设备、Wi-Fi路由器、私有云数据库组成，无线传感设备和现场上位机接入Wi-Fi路由器网络进行通信，无线传感设备和现场上位机通过Wi-Fi路由器与私有云数据库通信，远程上位机通过互联网连接私有云数据库进行通信；该系统运行步骤包括：步骤1，所述现场上位机输入实验名称、每个无线传感设备的系统时间最小单位，即系统时间每增加1所需要的实际时长、每个无线传感设备的数据帧字节长度L、每个无线传感设备的数据帧最长发送间隔、多个无线传感设备的最大编号、每个无线传感设备的数据通道数目N、第i个通道数据的位数D i 、相邻最大变化量C i 及采样周期T i ，i最大值N，最小值1；步骤2，所述现场上位机通过Wi-Fi路由器向所述私有云数据库注册所述实验名称，并获取当前未被其他实验使用的唯一实验编号；步骤3，所述现场上位机确定数据帧格式，包括：根据所述每个无线传感设备的系统时间最小单位计算存储数据帧时间戳所需的最小位数B 1 ，计算存储步骤2获得的实验编号所需的最小位数B 2 ，计算存储所述数据帧字节长度所需的最小位数B 3 ，根据多个无线传感设备的最大编号计算存储无线传感设备编号所需的最小位数B 4 ，根据所述每个无线传感设备的数据通道数目计算存储数据通道编号所需的最小位数B 5 ，根据所述每个无线传感设备的数据帧最长发送间隔，计算以所述数据帧时间戳为基准的每个数据的采集时间增量所需的最小位数B 6 ；步骤4，所述现场上位机以枚举法列举每个无线传感设备的N个通道是否使用压缩方法的2 N 种数据压缩方案，并模拟时间演化过程，即对M个数据帧的写入过程进行模拟，针对数据可用空间与写入数据属性和长度的关系，对压缩和非压缩数据采用不同的空间长度，以创建空间压缩的数据帧；演化至M个数据帧后结束，并得到M个数据帧中所有数据个数Z，选取每个无线传感设备的数据帧利用率 最高时对应的数据压缩方案；所述压缩方法分为计算校正量DINC2和更新数据预测增量DINCl两步，α表示DINCl的更新速率，范围为(0，1]；j表示第i个数据通道的第j次压缩；初始化DINC1 0 和CD 0 为0；DINC1和DINC2均不超过所述对应第i个通道的数据的相邻最大变化量C i ；步骤5，所述现场上位机通过Wi-Fi路由器将所述实验名称、实验编号、数据帧格式、数据压缩方案发送至对应的无线传感设备和私有云数据库存储和使用；步骤6，所述无线传感设备根据接收的数据帧格式和压缩方案，通过Wi-Fi路由器将经过格式优化和数据压缩的数据帧发送至私有云数据库或者现场上位机；步骤7，所述现场上位机停止无线传感设备数据采集，并注销本次实验对应的私有云数据库中的实验编号；步骤8，所述远程上位机可以通过连接私有云数据库获取历史数据和所述实验编号、数据帧格式、数据压缩方案等参数，最后进行解压缩和数据使用，所述解压缩步骤包括：步骤1，判断压缩信息F数值，如果等于2，则进行以下所有步骤；如果等于1，则跳过步骤2；如果等于0，则不需要解压缩数据，跳过步骤2和3；步骤2，解析得到所述压缩方法的数据预测增量(DINCl)和上一个数据数值(CD)，以此初始化DINC1 j-1 和CD j-1 ；步骤3，解析得到数据校正量DINC2 j ，利用公式得到解压缩数据CD j ，并更新DINC1 j ，CD j ＝DINC2 j +DINC1 j-1 +CD j-1DINC1 j ＝DINC1 j-1 +α·DINC2 j 。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据帧格式优化和数据压缩的无线数据采集系统，其特征在于，所述数据帧分为帧头部分和数据部分；所述数据帧帧头部分包括B 1 位数据帧时间戳、B 2 位实验编号(TID)、B 3 位数据帧字节长度(DFL)、B 4 位无线传感设备编号(NID)；所述数据帧时间戳包括年(YYYY)、月(MM)、日(DD)和计时值(TC)，所述年占用14位，最大记录16384年，所述月占用4位，所述日占用5位，所述计时值占用位数(B 1 -23)，支持最大计时时间不小于24小时；所述数据帧数据部分每个数据都以2位压缩信息(F)、B 5 位数据通道编号(DID)、B 6 位数据采集时间增量(TINC)起始，后面跟随压缩数据或者非压缩数据：①压缩数据，该数据帧第一次加入该通道数据时，F为2，所述压缩数据包括所述压缩方法的数据预测增量(DINCl)、上一个数据数值(CD)，和数据校正量(DINC2)，非第一次加入该通道数据时，F为1，所述压缩数据只包括数据校正量(DINC2)；②非压缩数据，F为0，只包含完整数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据帧格式优化和数据压缩的无线数据采集系统，其特征在于，步骤2所述唯一实验编号由所述私有云数据库的实验编号管理变量管理；在所述现场上位机注册实验名称时，实验编号管理变量自动加1，并校验是否正在被其他实验使用，如果未被其他实验使用，则注册实验名称和对应实验编号并下发至所述上位机，如果正被其他实验使用，则重复上述步骤2操作，直至找到可利用的实验编号，若寻找超时，则将超时信息下发至所述上位机；如果现场上位机发送停止命令或者私有云数据库长时间未收到实验数据，则会注销实验编号，后面可被其他实验使用。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据帧格式优化和数据压缩的无线数据采集系统，其特征在于，步骤3所述最小位数计算过程包括，首先获取存储对象的最大数值；然后所述最大数值按位右移K次使得结果等于0；最后将K作为最小位数。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据帧格式优化和数据压缩的无线数据采集系统，其特征在于，步骤4所述模拟时间演化过程表示所述现场上位机计时器向上计时，每次计时操作后，进行以下步骤，直至模拟完成M个数据帧，同时记录M个数据帧中所有数据个数Z：步骤1，根据每个数据通道的采样周期，判断是否有新数据加入；步骤2，如果有数据加入，则判断数据帧数据部分可用空间是否可容纳该数据；否则进行步骤4；步骤3，如果数据帧数据部分可用空间可容纳该数据，则数据帧数据部分可用空间长度减去该数据所占用的数据长度：对于压缩的数据，第一次加入该数据时，长度为2+B 5 +B 6 +2C i +D i ，非第一次加入该数据时，长度为2+B 5 +B 6 +C i ，对于不压缩的数据，长度为2+B 5 +B 6 +D i ；如果数据帧数据部分可用空间不可容纳该通道数据，创建一个新的数据帧，重复步骤3；步骤4，判断数据帧超过所述数据帧最长发送间隔，则创建新的数据帧。
