CN103701668B - 一种基于功率控制的能耗监测方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于功率控制的能耗监测方法和系统。该能耗监测方法包括：监测终端采集待监测负载设备的能耗参数；所述监测终端根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率；所述监测终端基于调整后的发射功率向能耗监测接入网关发送上行信号；所述监测接入网关监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数。本发明实施例的技术方案，利用了监测接入网关可检测识别上行信号功率强度的特点，以功率强度对应能耗参数，从而无需监听终端的上行信号中携带额外的能耗参数，减少了数据传输量和解析识别处理成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及无线通信和数据处理技术，尤其涉及一种基于功率控制的能耗监测方法和系统。
背景技术
节能减排是目前社会关注的热点之一，对大型企业或某个区域范围内各类能耗资源进行统一监测和管理已成为发展趋势之一。
现有技术提供的能耗监测系统，可以以某个企业中各个生产车间和办公场所中的各种能耗负载设备作为监测目标，例如各种电能负载设备，可以采集其耗电量、运行功率、电压、电流等各种能耗参数值。进行通过实时上报的方式采集监测目标处获取的能耗参数值，进而对汇总的能耗参数值进行统计分析处理，作为管理整体能耗水平的依据。例如当发现负载设备的能耗水平较高时，可向其反馈控制指令，降低其负载值、甚至停止运行，以便实时控制使整体能耗维持在合理水平。或者可通过能耗监测发现故障异常的负载设备，及时定位维修。
但是，现有技术提供的能耗监测方案存在的缺陷在于，需监测的负载设备数量多，需传输和处理的数据量巨大，因此数据的传输成本和处理成本都较高。
发明内容
本发明提供一种基于功率控制的能耗监测方法和系统，以减低能耗监测过程中的数据传输和处理成本。
本发明实施例提供了一种基于功率控制的能耗监测方法，包括：
监测终端采集待监测负载设备的能耗参数；
所述监测终端根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率；
所述监测终端基于调整后的发射功率向能耗监测接入网关发送上行信号；
所述监测接入网关监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数。
本发明实施例还提供了一种基于功率控制的能耗监测系统，包括监测接入网关和至少一个监测终端，其中，
所述监测终端包括：
能耗参数采集模块，用于采集待监测负载设备的能耗参数；
发射功率调整模块，用于根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率；
上行信号发射模块，用于基于调整后的发射功率向能耗监测接入网关发送上行信号；
所述监测接入网关，用于监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数。
本发明实施例的技术方案，利用了监测接入网关可检测识别上行信号功率强度的特点，以功率强度对应能耗参数，从而无需监听终端的上行信号中携带额外的能耗参数，减少了数据传输量和解析识别处理成本。
附图说明
图1A为本发明实施例一提供的基于功率控制的能耗监测方法的流程图；
图1B为本发明实施例所适用的能耗监控系统的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的基于功率控制的能耗监测方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的基于功率控制的能耗监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1A为本发明实施例一提供的基于功率控制的能耗监测方法的流程图，本实施例可适用于图1B所示的能耗监控系统。如图1B所示，能耗监控系统包括监控服务器10、监测接入网关20和监听终端30。监控服务器10、监测接入网关20和监听终端30的数量都可以为多个。监听终端30与各个待监测的负载设备相连，在不同的监控需求下，存在不同的负载设备。例如，在工厂中，负载设备是各种生产加工设备；在办公楼中，负载设备可以是供电设备、各种仪器、空调等，本发明实施例对负载设备的类型不做限制。监测接入网关20与监听终端30以无线通信方式进行数据交互，例如可以基于WIFI协议实现无线通信。每个监测接入网关20可以负责其覆盖范围内的能耗监测，通过设置多个监测接入网关20，还可以将不同区域内的负载设备进行按需组网，形成各个监控子网，以便隔离各个监控子网实施不同的监测和控制策略。监控服务器10则可以对应不同监控需求设置多个，例如，负责监控电能、监控热能、故障维修等不同职能的服务器。
基于上述能耗监测系统，该方法具体包括如下步骤：
步骤110、监测终端采集待监测负载设备的能耗参数；
步骤120、所述监测终端根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率；
步骤130、所述监测终端基于调整后的发射功率向能耗监测接入网关发送上行信号；
步骤140、所述监测接入网关监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数。
本实施例的技术方案，利用了监测接入网关可检测识别上行信号功率强度的特点，以功率强度对应能耗参数，从而无需监听终端的上行信号中携带额外的能耗参数，减少了数据传输量。此外，对于能耗参数处于正常状态的负载设备，还可以通过调整上行功率而抑制发射上行信号，从而使得监测接入网关仅能监听到异常的、或者需处理的上行信号，这样可有效减少需要传输的数据量。通过本实施例的技术方案，能够以简单易实现的方案减低能耗参数监测的数据传输和处理成本。
在上述技术方案中，控制上行信号发射功率的方式有多种，下面分别说明：
第一种，所述监测终端根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率的操作可具体包括：
如果所述监测终端判断出所述能耗参数未达到预设上报阈值，则将自身的上行信号发射功率设定为停止发射状态值；
如果所述监测终端判断出所述能耗参数达到异常上报阈值，则将自身的上行信号发射功率设定为启动发射状态值。
在该方案中，预设上报阈值作为一预设门限值，未达到此阈值表明无需上报能耗参数，例如，如果能耗参数在预设的正常参数范围内，则无需上报。此时将上行信号发射功率设定为停止发射状态值，即使得监测终端停止发射上行信号，例如可设置上行信号发射功率为零。
异常上报阈值也为一预设门限值，达到此阈值表明负载设备发生异常，需要上报。将上行信号发射功率设定为启动发射状态值，即使得监测终端可以以有效的功率发射上行信号，供监测接入网关监听接收。
基于此方式，所述监测接入网关监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数的操作具体包括：
所述监测接入网关轮询监听所有监测终端的上行信号；
如果所述监测接入网关监听获取到监测终端的上行信号，则确定该监测终端对应的负载设备的能耗参数为异常；
如果所述监测接入网关未监听获取到监测终端的上行信号，则确定该监测终端对应的负载设备的能耗参数为正常。
上述方案中，监测接入网关可以仅以是否能够监听到上行信号确定哪些监测终端对应的负载设备正常或异常，操作简单，且数据传输量可有效减少。
第二种方式，所述监测终端根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率的操作可以为：如果所述监测终端判断出所述能耗参数达到预设上报阈值，则将所述能耗参数基于设定函数关系转换为自身的上行信号发射功率。
相应地，所述监测接入网关监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数包括：
所述监测接入网关监听接收至少一个监测终端的上行信号；
所述监测接入网关识别监听到的上行信号的功率，并基于所述设定函数关系将上行信号的功率逆运算转换为能耗参数，作为所述监测终端对应的负载设备的能耗参数。
设定函数关系可以为设置一个以上的门限值来判断能耗参数的取值范围。或者，可以监听多个上行信号的功率变化规律，按照所述设定函数关系进行到能耗参数的转换。具体是：
所述监测接入网关监听接收监测终端在设定时间间隔内连续发送的至少两个上行信号；
所述监测接入网关识别监听到的至少两个上行信号的功率变化规律，基于所述设定函数关系将上行信号的功率变化规律逆运算转换为能耗参数，作为所述监测终端对应的负载设备的能耗参数。
在上述方案中，不仅以是否发射上行信号来动态体现能耗参数的异常与否，还可以进一步设置能耗参数与上行信号发射功率的函数对应关系，例如正比关系或反比关系，优选是设定能耗参数越趋近于异常，则发射功率越大，以保证异常能耗参数的可靠发送。
上述第二种方式更适用于在电磁干扰因素相对稳定的监测环境中实施。由于收发距离、其他设备的电磁干扰对上行信号的功率都会有所影响，所以在干扰因素相对稳定的监测环境中第二种方式能达到更高的精度。例如，可以预先检测可能产生的干扰因素，并在接收功率中考虑此干扰因素进而预测监测终端处设置的上行发射功率。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的基于功率控制的能耗监测方法的流程图。本发明实施例的技术方案，可通过上行信号的发射功率来反映能耗参数，从而降低能耗监测系统中的数据传输成本和处理成本。本实施例以前述实施例为基础，进一步，在所述监测接入网关确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数之后，还可以包括：
步骤210、所述监测接入网关对该监测终端的上行信号进行解析分析，以获取上行信号中设定字段携带的所述监测终端对应负载设备的状态参数；
步骤220、所述监测接入网关根据配置文件中设定的该负载设备的监测需求，将所述状态参数基于至少一种设定协议进行封装，并发送给存在监测需求的至少一个监控服务器。
采用上述技术方案，即在上行信号中进一步携带负载设备的其他状态参数。能耗参数可以是负载设备的主要监控指标，状态参数是则有助于更详细地获知负载设备状态的任意参数数据。本实施例在获取状态参数后，可根据配置文件中设定的检测需求，将状态参数以不同协议提供给不同的监控服务器。配置文件可以是不同监控服务器下发的或人工设定的，可包括诸如某个监控服务器需要该监测接入网关所管辖的哪些监测终端上报的数据，还可以执行该监控服务器所采用的协议，以及所需上报数据的格式、上报时间规律等。监测接入网关可据此进行数据筛选、协议封装和上报。该技术方案实现了能耗监控的灵活控制，能够以监测接入网关为基础将待监测的负载设备进行隔离组网，从而灵活配置监测和上报需求。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的基于功率控制的能耗监测系统的结构示意图，该监测系统包括监测接入网关310和至少一个监测终端320，其中，所述监测终端320包括：能耗参数采集模块321、发射功率调整模块322和上行信号发射模块323。
其中，能耗参数采集模块321，用于采集待监测负载设备的能耗参数；发射功率调整模块322，用于根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率；上行信号发射模块323，用于基于调整后的发射功率向能耗监测接入网关发送上行信号。所述监测接入网关310用于监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数。
基于上述技术方案，所述发射功率调整模块322可具体用于：如果判断出所述能耗参数未达到预设上报阈值，则将所述监测终端自身的上行信号发射功率设定为停止发射状态值；如果判断出所述能耗参数达到异常上报阈值，则将所述监测终端自身的上行信号发射功率设定为启动发射状态值；如果判断出所述能耗参数达到预设上报阈值，则将所述能耗参数基于设定函数关系转换为所述监测终端自身的上行信号发射功率。
相应地，所述监测接入网关310具体用于：轮询监听所有监测终端的上行信号；如果监听获取到监测终端的上行信号，则确定该监测终端对应的负载设备的能耗参数为异常；如果未监听获取到监测终端的上行信号，则确定该监测终端对应的负载设备的能耗参数为正常；识别监听到的上行信号的功率，并基于所述设定函数关系将上行信号的功率逆运算转换为能耗参数，作为所述监测终端对应的负载设备的能耗参数。
在该系统中，还可以包括至少一个监控服务器330。则所述监测接入网关310可具体用于，在确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数之后，对该监测终端的上行信号进行解析分析，以获取上行信号中设定字段携带的所述监测终端对应负载设备的状态参数；根据配置文件中设定的该负载设备的监测需求，将所述状态参数基于至少一种设定协议进行封装，并发送给存在监测需求的至少一个监控服务器330。
上述基于功率控制的能耗监测系统可执行本发明任意实施例所提供的能耗监测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (7)
1.一种基于功率控制的能耗监测方法，其特征在于，包括：
监测终端采集待监测负载设备的能耗参数；
所述监测终端根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率；
所述监测终端基于调整后的发射功率向能耗监测接入网关发送上行信号；
所述监测接入网关监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数；
所述监测接入网关对该监测终端的上行信号进行解析分析，以获取上行信号中设定字段携带的所述监测终端对应负载设备的状态参数；
所述监测接入网关根据配置文件中设定的该负载设备的监测需求，将所述状态参数基于至少一种设定协议进行封装，并发送给存在监测需求的至少一个监控服务器；
其中，所述监测终端根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率，包括：如果所述监测终端判断出所述能耗参数达到预设上报阈值，则将所述能耗参数基于设定函数关系转换为自身的上行信号发射功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测终端根据所述能耗参数调整自身的上行信号发射功率，包括：
如果所述监测终端判断出所述能耗参数未达到预设上报阈值，则将自身的上行信号发射功率设定为停止发射状态值；
如果所述监测终端判断出所述能耗参数达到异常上报阈值，则将自身的上行信号发射功率设定为启动发射状态值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测接入网关监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数包括：
所述监测接入网关轮询监听所有监测终端的上行信号；
如果所述监测接入网关监听获取到监测终端的上行信号，则确定该监测终端对应的负载设备的能耗参数为异常；
如果所述监测接入网关未监听获取到监测终端的上行信号，则确定该监测终端对应的负载设备的能耗参数为正常。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测接入网关监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数包括：
所述监测接入网关监听接收至少一个监测终端的上行信号；
所述监测接入网关识别监听到的上行信号的功率，并基于所述设定函数关系将上行信号的功率逆运算转换为能耗参数，作为所述监测终端对应的负载设备的能耗参数。
5.一种基于功率控制的能耗监测系统，其特征在于，包括监测接入网关和至少一个监测终端，其中，
所述监测终端包括：
能耗参数采集模块，用于采集待监测负载设备的能耗参数；
发射功率调整模块，用于当所述监测终端判断出所述能耗参数达到预设上报阈值时，将所述能耗参数基于设定函数关系转换为自身的上行信号发射功率；
上行信号发射模块，用于基于调整后的发射功率向能耗监测接入网关发送上行信号；
所述监测接入网关，用于监听获取至少一个监测终端的上行信号，根据监测终端的上行信号的功率，确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数；
所述系统还包括：至少一个监控服务器；
所述监测接入网关具体用于，在确定所述监测终端对应负载设备的能耗参数之后，对该监测终端的上行信号进行解析分析，以获取上行信号中设定字段携带的所述监测终端对应负载设备的状态参数；根据配置文件中设定的该负载设备的监测需求，将所述状态参数基于至少一种设定协议进行封装，并发送给存在监测需求的至少一个监控服务器。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述发射功率调整模块具体用于：
如果判断出所述能耗参数未达到预设上报阈值，则将所述监测终端自身的上行信号发射功率设定为停止发射状态值；
如果判断出所述能耗参数达到异常上报阈值，则将所述监测终端自身的上行信号发射功率设定为启动发射状态值；
如果判断出所述能耗参数达到预设上报阈值，则将所述能耗参数基于设定函数关系转换为所述监测终端自身的上行信号发射功率。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述监测接入网关具体用于：
轮询监听所有监测终端的上行信号；
如果监听获取到监测终端的上行信号，则确定该监测终端对应的负载设备的能耗参数为异常；
如果未监听获取到监测终端的上行信号，则确定该监测终端对应的负载设备的能耗参数为正常；
识别监听到的上行信号的功率，并基于所述设定函数关系将上行信号的功率逆运算转换为能耗参数，作为所述监测终端对应的负载设备的能耗参数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 266000 18th Floor, Building 288 Ningxia Road, Shinan District, Qingdao City, Shandong Province Patentee after: QINGDAO GAOXIAO INFORMATION INDUSTRY CORP., LTD. Address before: 266071 18th Floor, Building 288 Ningxia Road, Shinan District, Qingdao City, Shandong Province Patentee before: Qingdao Gaoxiao Information Industry Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Power-control-based energy consumption monitoring method and system Effective date of registration: 20190726 Granted publication date: 20180112 Pledgee: Qingdao Huitong Chinese financing Company limited by guarantee Pledgor: QINGDAO GAOXIAO INFORMATION INDUSTRY CORP., LTD. Registration number: 2019370010059 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200929 Granted publication date: 20180112 Pledgee: Qingdao Huitong Chinese financing Company limited by guarantee Pledgor: QINGDAO GAOXIAO INFORMATION INDUSTRY Corp.,Ltd. Registration number: 2019370010059 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Energy consumption monitoring method and system based on power control Effective date of registration: 20201019 Granted publication date: 20180112 Pledgee: Qingdao Huitong Chinese financing Company limited by guarantee Pledgor: QINGDAO GAOXIAO INFORMATION INDUSTRY Corp.,Ltd. Registration number: Y2020370010044 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20211112 Granted publication date: 20180112 Pledgee: Qingdao Huitong Chinese financing Company limited by guarantee Pledgor: QINGDAO GAOXIAO INFORMATION INDUSTRY Corp.,Ltd. Registration number: Y2020370010044 |