CN103068017B - 设备节能控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种设备节能控制方法和系统，其中控制方法，包括：获取存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数；根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数；若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，否则退出上下电节能模式。本发明实施例实现了在保证设备可靠性的情况下进行上下电节能。

Description

设备节能控制方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种设备节能控制方法和系统。

背景技术

随着移动通信的发展，无线网络中设置的接入基站越来越多，容量也越来越大，基站的能耗通常在无线接入网络能耗中占有很大比例，为降低基站能耗，通常对基站设备进行功耗控制。

现有技术中，基站设备的功耗控制一般是通过对设备的上下电实现的。具体来说，当设备业务负荷很低时，如业务量较小的特定时段，将射频PA、基带单板和部分大功率器件的电源进行切断，避免不必要的功耗，从而可降低设备的实际功耗，而当设备负荷升高时，再进行上电。

上述通过上下电控制基站设备能耗时，每次的上下电都会对设备产生热冲击，反复的热冲击会使设备加快老化，提前失效，即频繁的上下电会导致设备工作可靠性下降，从而影响节能措施的应用。

发明内容

本发明提供一种设备节能控制方法和系统，用于保证设备可靠性的情况下进行上下电节能。

本发明的第一个方面是提供一种设备节能控制方法，包括：

获取存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数；

根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数；

若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，否则退出上下电节能模式。

结合第一个方面的控制方法，在第一种实现方式中，若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，具体为：

若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据预测的热循环次数与被控设备的寿命的比值确定被控设备每天的预测热循环次数；

若每天的预测热循环次数满足被控设备预设的节能要求，则对被控设备执行上下电模式当前策略对应的上下电操作，否则对被控设备的上下电节能模式进行策略调整，并根据调整后的策略执行上下电操作。

其中，对被控设备的上下电节能模式进行策略调整时，优选对被控设备采用分级逐步上下电控制策略，以延长被控设备的上下电的时间周期。

结合第一个方面的控制方法和第一种实现方式，在第二种实现方式中，采用如下失效率模型公式确定预测的热循环次数N0：

N0=α*△Tc+β*△Tc/Δt+A0

其中，△Tc为温度差，△Tc/Δt为温变速率，α为温度差因子，β为温变速率因子，A0为基础上下电次数。

结合第一个方面的控制方法、第一种实现方式和第二种实现方式，在第三种实现方式中，获取被控设备当前上下电的温差和温变速率；

根据当前上下电的温差和温变速率更新存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数。

本发明的第二个方面是提供一种设备节能控制系统，包括：

获取模块，用于获取存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数；

预测模块，用于根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数；

控制模块，用于若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，否则退出上下电节能模式。

结合第二个方面的控制系统，在第一种实现方式中，控制模块包括：

确定单元，用于若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据预测的热循环次数与被控设备的寿命的比值确定被控设备每天的预测热循环次数；

控制单元，用于若每天的预测热循环次数满足被控设备预设的节能要求，则对被控设备执行上下电模式当前策略对应的上下电操作，否则对被控设备的上下电节能模式进行策略调整，并根据调整后的策略执行上下电操作。

其中，所述控制单元在对被控设备的上下电节能模式进行策略调整时，

优选对被控设备采用分级逐步上下电控制策略，以延长被控设备的上下电的时间周期。

结合第二个方面的控制系统和第一种实现方式，在第二种实现方式中，所述预测模块，具体采用如下失效率模型公式确定预测的热循环次数N0：

N0=α*△Tc+β*△Tc/Δt+A0

其中，△Tc为温度差，△Tc/Δt为温变速率，α为温度差因子，β为温变速率因子，A0为基础上下电次数。

结合第二个方面的控制系统、第一实现方式和第二种实现方式，在第三种实现方式中，控制系统还包括：

采集模块，用于获取被控设备当前上下电的温差和温变速率；

更新模块，用于根据当前上下电的温差和温变速率更新存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数。

本发明实施例通过根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数，并当预测的热循环次数大于等于被控设备累计的热循环次数，才执行上下电节能控制操作，保证了上下电节能过程中的设备的可靠性要求，避免了上下电措施只考虑节能忽略可靠性而引起的设备可靠性降低的问题，从而能够有效提升设备的可靠性，有利于设备节能措施的推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明设备节能控制方法实施例一的流程图；

图2为本发明设备节能控制方法实施例二的流程图；

图3为本发明设备节能控制系统实施例一的结构示意图；

图4为本发明设备节能控制系统实施例二的结构示意图；

图5为本发明设备节能控制系统实施例三的结构示意图；

图6本发明设备节能控制系统实施例四的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明设备节能控制方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括：

步骤101、获取存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数。

本实施例中的被控设备包括但不限于无线接入网络中的模块/单板，如基带处理单元（Base Band Unit，简称BBU），只要采用上下电节能的设备均可采用本实施例的方法来提升设备的可靠性。以下以模块/单板为例进行说明。模块/单板频繁的上下电会对其的可靠性有重要的影响，其中，影响模块/单板上下电可靠性的关键因素是上下电中温度差和温变速率，若上下电中温度差和/或温变速率较大，则对模块/单板的热冲击较大，从而对可靠性影响显著。本发明实施例中，为降低上下电过程对设备可靠性的影响，采用被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计的热循环次数对设备的可靠性进行预测，从而确定是否采用上下电模式进行节能。本步骤中是获取可靠性预测时需要的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数，其中，温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数为前次上下电后记录的数据，初始值为设备厂家内部测试记录的数据和首次上电数据。

在实际应用中，为充分保证上下电对设备的可靠性影响，被控设备每次上下电时被控设备中集成的采集模块或者为实施温度检测而配置的对被控设备进行数据采集的采集模块都会实际检测并获取被控设备的温度差和温变速率，更新模块都会根据检测结果更新先前存储的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数，即将采集模块最新采集或者上报的数据替代先前存储的数据，并将累计已完成的热循环次数加1后作为累计已完成的热循环次数。控制系统每次通过根据存储的实际测量值和对应被控设备的失效率模型计算出更符合当前被控设备最新的热冲击循环预测值，而且还能够根据该热冲击循环预测值对被控设备当前的实际情况进行评估，预估出更符合当前实际情况的失效率模型，以进一步更新修正预测时使用的失效率模型，即对上下电热冲击循环次数预测的失效率模型进行补偿修正，从而可消除因模块老化和测量误差带来的门限漂移影响，充分保证上下电对设备的可靠性影响。

步骤102、根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数。

本步骤中，预设的失效率模型可以根据上下电统计测试获取，也可以由设备厂家提供得到。根据上述步骤101获取的温度差和温变速率结合节能控制系统中存储的预设的失效概率模型预测出模块/单板当前适于采用上下电节能的热循环次数，即预测的热循环次数，以便于后续根据该预测的热循环次数确定能否对模块/单板采用上下电节能模式进行上下电。

步骤103、若预测的热循环次数大于被控设备累计的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，否则退出上下电节能模式。

本步骤中，若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，说明模块/单板可以继续采取上下电进行节能而不影响可靠性，否则模块/单板不能上下电进行节能，若进行上下电则会影响模块/单板的可靠性，即在这种情况下需退出上下电节能模式，同时还可以进行系统预警，提示目前已不能采用上下电节能。

本发明实施例通过根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数，并当预测的热循环次数大于等于被控设备累计的热循环次数，才执行上下电节能控制操作，保证了上下电节能过程中的设备的可靠性要求，避免了上下电措施只考虑节能忽略可靠性而引起的设备可靠性降低的问题，从而能够有效提升设备的可靠性，有利于设备节能措施的推广应用。

在实际应用中，根据上述实施例一中的方法判断出被控设备当前符合上下电节能模式的条件，即符合不影响可靠性的条件，但是从更短时间周期来看，若被控设备当天上下电次数过多时仍存在导致设备可靠性降低的风险。为此，本发明下面的实施例二还进一步对被控设备当天的上下电情况进行预测以确定上下电的具体处理策略。

图2为本发明设备节能控制方法实施例二的流程图，在上述实施例一的基础上，当预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数时，根据上下电节能模式执行节能控制操作，具体可以包括：若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据预测的热循环次数与被控设备的寿命的比值确定被控设备每天的预测热循环次数；若每天的预测热循环次数满足被控设备预设的节能要求，则对被控设备执行上下电模式当前策略对应的上下电操作，否则对被控设备的上下电节能模式进行策略调整，并根据调整后的策略执行上下电操作。其中，预设的节能要求可以根据不同设备进行预先设定，指的是为了达到节能诉求，平均每天需要上下电的次数，因为如果要节能，就必须要对被控设备进行一定次数的上下电操作。在节能控制中，若某天的预测热循环次数不符合设备预设的节能要求，则需停止当前的上下电策略，而调整为分级逐步上下电策略后再根据调整后的策略执行上下电操作，通过采用分级逐步上下电控制策略，可以延长被控设备的上下电的时间周期，从而避免采用调整前的上下电策略易导致设备可靠性下降的风险。

当获取的设备每天的预测热循环次数不满足被控设备预设的节能要求时，可以通过调整上下电策略加以调整，由于根据不同的上下电策略对设备的热冲击影响程度不同，如通过直接断开单板电源，由于下电时间较短，其热冲击较大，从而对可靠性影响较大，而通过先执行芯片级下电，再执行单板级下电，由于下电时间较长，因此热冲击较小，从而对可靠性影响较小。因此当需要对设备进行上下电，而利用当前的直接断开模块/单板电源上下电策略直接执行上下电会产生较大影响时，可以采用分级逐步上下电的方法加以调整。

如图2所示，本实施例二的方法具体包括如下操作步骤：

步骤201、获取存储的上下电温差、温变速率和已完成的上下电次数N;

步骤202、进入上下电节能模式；

步骤203、预测上下电循环次数N0;

步骤204、若N≥N0，则节能系统预警，并退出上下电节能模式，否则执行步骤205；

步骤205、若预测的设备当天上下电次数n0=N0/L0满足节能要求，则执行步骤207，否则执行步骤206；

步骤206、调整上下电策略，执行步骤207；

步骤207、实施上下电操作；

步骤208、获取当前上下电时的温差和温变速率，更新存储的上下电温差、温变速率和已完成的上下电次数N，重复执行步骤201。

本发明实施例在达到上述实施例一的技术效果的基础上，当预测的热循环次数大于等于被控设备累计的热循环次数时，还进一步对当天设备的上下电次数进行预测，并根据预测结果确定是否采用的上下电的具体处理策略，以最大程度上保障设备的可靠性。

在上述实施例中，预测的热循环次数的预测方法具体可以采用如下失效率模型公式确定预测的热循环次数N0：

N0=α*△Tc+β*△Tc/Δt+A0

其中，△Tc为温度差，△Tc/Δt为温变速率，α为温度差因子，与具体模块/单板有关，β为温变速率因子，与具体模块/单板有关，同时α和β还与模块/单板的老化等因素有关，具体使用中可根据实际测量值对模块/单板进行性能评估，以修正该两因子，A0为基础上下电次数，与环境温度有关，由于不同温度条件下，上下电对设备的可靠性影响不同，因此设备运行在环境温差变化较大的环境中与变化较小的环境中，在进行预测热循环次数时应有所区别，即选取的A0值应有所不同。上述失效率模型采用线性拟合方式进行热循环次数进行预测，模型简单，计算方便。实际应用中，也可以根据控制需要采用其他非线性失效率模型进行拟合预测，本发明对此不作限制。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，处理器，如中央处理单元（英文为CentralProcessing Unit，简称CPU），执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读存储器（英文为read-only memory，简称ROM）、随机存储器（英文为random access memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。因此，本发明实施例还提供一种处理器，该处理器用于执行上述图1或图2所示实施例的方法步骤。本发明实施例还提供一种存储装置，该存储装置用于存储上述图1或图2所示实施例的方法步骤对应的程序指令。

图3为本发明设备节能控制系统实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例的系统包括：获取模块10、预测模块20和控制模块30，其中，获取模块10，用于获取存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数；预测模块20，用于根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数；控制模块30，用于若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，否则退出上下电节能模式。

本实施例中获取模块10获取被控设备上次上下电时采集并存储的温度差和温变速率，预测模块20根据获取模块10获取的温度差和温变速率以及失效概率模型数据库中存储的失效率模型进行预测，计算出被控设备当前能够满足一定可靠性条件的热循环次数，即预测的热循环次数，控制模块30通过比较预测模块20获取的预测的热循环次数与获取模块10获取的被控设备当前累计已完成的热循环次数大小，以确定当前能否对被控设备执行满足设备可靠性条件的上下电操作，从而可保证若要对被控设备进行上下电操作，则设备当前应处于安全，不影响可靠性的条件。

其中预测模块20，可采用但不限于如下失效率模型公式确定预测的热循环次数N0：

N0=α*△Tc+β*△Tc/Δt+A0

其中，△Tc为温度差，△Tc/Δt为温变速率，α为温度差因子，β为温变速率因子，A0为基础上下电次数。

本实施例可用于执行上述图1所示方法实施例一的技术方案，其技术原理及达到的技术效果类似，不再详细赘述。

在实际应用中，上述控制模块30可以进一步对被控设备当天的上下电情况进行预测以确定上下电的具体处理策略。即控制模块可以包括：确定单元和控制单元（未示出），其中，确定单元，用于若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据预测的热循环次数与被控设备的寿命的比值确定被控设备每天的预测热循环次数；控制单元，用于若每天的预测热循环次数满足被控设备预设的节能要求，则对被控设备执行上下电模式当前策略对应的上下电操作，否则对被控设备的上下电节能模式进行策略调整，并根据调整后的策略执行上下电操作。控制单元在对被控设备的上下电节能模式进行策略调整时，具体可采用对被控设备采用分级逐步上下电控制策略，以延长被控设备的上下电的时间周期。控制模块在控制上下电时采用策略调整的方法与上述方法实施例类似，不再详述。

图4为本发明设备节能控制系统实施例二的结构示意图，如图4所示，在上述图3实施例基础上，本实施例中的系统还进一步包括：采集模块40和更新模块50，其中，采集模块40，用于获取被控设备当前上下电的温差和温变速率；更新模块50，用于根据当前上下电的温差和温变速率更新存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数。当被控设备上下电时，采集模块40获取上下电过程中的温差和温变速率等温度性能数据，更新模块50将最新获取的数据替换之前存储的数据，以便于预测模块20根据最新数据进行预测热冲击循环次数，使得预测的热冲击循环次数在满足可靠性条件下更符合当前被控设备的实际情况，从而有助于提高预测的准确度，同时根据实时的预测的结果，还可以进一步评估当前设备的老化程度以便于修正失效率模型，以获取更加准确的预测，从而能够有效地保证预测的准确性。

在实际应用中，一个系统中可包含多个被控设备，而多个被控设备在系统上下电时对其可靠性的影响也可能不同，因此需要在进行热循环次数预测时应分别利用与自身相对应的失效率模型，并根据该对应设备的检测数据进行预测。以下实施例三以被控对象包含多个被控模块/单板为例进行说明。

图5为本发明设备节能控制系统实施例三的结构示意图，如图5所示，本实施例中控制系统控制的被控对象501包括多个被控模块/单板，其对应的失效率模型均存放于失效率模型和阈值数据库504中，采集器502可定期采集各个被控模块/单板的温度数据，也可根据控制系统的控制指令在被控模块/单板上下电时采集温度数据，并上报给预测单元503，该采集器502可以为被控模块/单板，如BBU中配置的温度传感器，也可以是被控模块/单板外部设置的温度传感器，预测单元503从失效率模型和阈值数据库504中提取出与被控模块/单板相对应的失效率模型，计算预测的热循环次数N0，该预测的热循环次数N0为相应被控模块/单板在保证可靠性时能够进行的上下电次数，比较单元505从失效率模型和阈值数据库504中获取相应被控模块/单板的上下电次数阈值，将其与预测单元503计算得到的预测的热循环次数N0进行比较，并将比较结果发给智能控制单元506，从而智能控制单元506根据比较结果确定对被控对象501中相应的被控模块/单板发出控制指令实施智能控制，上述对各个单元模块的操作为智能控制单元506的控制指令下执行操作，图中仅示出对被控对象的控制，对其他各个单元模块的控制未示出。本实施例中的单元模块也可用于执行上述图1或图2所示的技术方案，其达到的技术效果类似，不再详述。

图6本发明设备节能控制系统实施例四的结构示意图，如图6所示，本实施例的控制系统包括CPU60、存储器61、通信接口63以及总线62，其中CPU60可用于执行上述图1或图2所示的设备节能控制方法实施例中的操作步骤，存储器61可用于存储与上述控制方法实施例中操作步骤对应的程序指令，通信接口63可用于向被控设备发送控制指令以及接收被控设备采集的数据，通信接口63还可用于监控操作人员向控制系统输入操作指令及数据，以及向控制系统外的其他设备，如显示设备、报警系统等发送CPU60的输出信号，以便于监控操作人员作出相应的处理，总线62用于控制系统内部各个功能单元之间的通信。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种设备节能控制方法，其特征在于，包括：

获取存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数；

根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数，所述预测的热循环次数为所述被控设备当前适于采用上下电节能的热循环次数；

若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，否则退出上下电节能模式；

若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，包括：

若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据预测的热循环次数与被控设备的寿命的比值确定被控设备每天的预测热循环次数；

若每天的预测热循环次数满足被控设备预设的节能要求，则对被控设备执行上下电模式当前策略对应的上下电操作，否则对被控设备的上下电节能模式进行策略调整，并根据调整后的策略执行上下电操作；

其中，所述根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数，具体为：采用如下失效率模型公式确定预测的热循环次数N0：

N0＝α*△Tc+β*△Tc/Δt+A0

其中，△Tc为温度差，△Tc/Δt为温变速率，α为温度差因子，β为温变速率因子，A0为基础上下电次数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对被控设备的上下电节能模式进行策略调整，具体为：

对被控设备采用分级逐步上下电控制策略，以延长被控设备的上下电的时间周期。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

获取被控设备当前上下电的温差和温变速率；

根据当前上下电的温差和温变速率更新存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数。

4.一种设备节能控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数；

预测模块，用于根据预设的失效率模型、所述温度差和温变速率进行热冲击循环次数预测，确定预测的热循环次数，所述预测的热循环次数为所述被控设备当前适于采用上下电节能的热循环次数；

控制模块，用于若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据上下电节能模式执行节能控制操作，否则退出上下电节能模式；

所述控制模块包括：

确定单元，用于若预测的热循环次数大于被控设备累计已完成的热循环次数，则根据预测的热循环次数与被控设备的寿命的比值确定被控设备每天的预测热循环次数；

控制单元，用于若每天的预测热循环次数满足被控设备预设的节能要求，则对被控设备执行上下电模式当前策略对应的上下电操作，否则对被控设备的上下电节能模式进行策略调整，并根据调整后的策略执行上下电操作；

其中，所述预测模块，具体用于采用如下失效率模型公式确定预测的热循环次数N0：

N0＝α*△Tc+β*△Tc/Δt+A0

其中，△Tc为温度差，△Tc/Δt为温变速率，α为温度差因子，β为温变速率因子，A0为基础上下电次数。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制单元在对被控设备的上下电节能模式进行策略调整时，对被控设备采用分级逐步上下电控制策略，以延长被控设备的上下电的时间周期。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，还包括：

采集模块，用于获取被控设备当前上下电的温差和温变速率；

更新模块，用于根据当前上下电的温差和温变速率更新存储的被控设备上下电时的温度差、温变速率和累计已完成的热循环次数。