CN106507450B - 一种基于无线ap的节能方法及其装置 - Google Patents

一种基于无线ap的节能方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于无线AP的节能方法及其装置，其中，该节能方法中包括：S1实时检测无线AP中央处理器的当前工作频率；S2实时检测无线AP中蓄电池的当前电量及无线AP的当前吞吐量；S3在预设时间内，计算得到蓄电池电量的变化速度及无线AP中吞吐量的变化速度；S4根据计算到的蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度对中央处理器的当前工作频率进行调整，以此实现对中央处理的工作频率进行动态调整，从而节省蓄电池的耗能，延长蓄电池的使用寿命，达到省电的目的，提高无线AP的可持续运行时间。

Description

一种基于无线AP的节能方法及其装置
技术领域
本发明涉及节能技术领域，尤其涉及一种基于无线AP的节能方法及其装置。
背景技术
无线AP(Access Point，访问接入点)，即传统有线网络中的多端口的转发器，是组建小型无线局域网时最常用的设备。其作为无线局域网的中心点，作为一个桥梁，供其它装有无线网卡的计算机通过它接入该无线局域网；同时通过对有线局域网络提供长距离无线连接，或对小型无线局域网络提供长距离有线连接，达到延伸网络范围的目的。由互联网的普及，广泛应用于家庭、大楼内部、校园内部、园区内部等地方，通过大量的无线AP实现大面积网络覆盖的目的。
但是，由于WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)网络使用环境的缘故，有相当一部分无线AP无法采用外部供电，必须采用蓄电池进行供电，以此这类无线AP中蓄电池的使用寿命成为一个较为关键的因素，直接决定了无线AP的可持续运行时间。
在当前无线AP中，无论无线AP处于何种工作状态，始终处于满负荷工作状态；即便无线AP的吞吐量为0时，同样处于满负荷运转状态，以此大大增加了无线AP的耗电量。可见，如何提高无线AP中蓄电池的使用寿命成为了一个亟需解决的技术问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种基于无线AP的节能方法及其装置，有效解决了现有技术中无线AP耗电量过大的问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种无线AP的节能方法，包括：
S1实时检测无线AP中央处理器的当前工作频率；
S2实时检测无线AP中蓄电池的当前电量及无线AP的当前吞吐量；
S3在预设时间内，计算得到蓄电池电量的变化速度及无线AP中吞吐量的变化速度；
S4根据计算到的蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度对中央处理器的当前工作频率进行调整。
进一步优选地，在步骤S3中具体包括：
在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的偏微分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的偏微分得到无线AP吞吐量的变化速度。
进一步优选地，在步骤S4中，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的偏微分，为吞吐量的偏微分，a、b、c及d为预设参数。
进一步优选地，在步骤S3中具体包括：
在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的差分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的差分得到无线AP吞吐量的变化速度。
进一步优选地，在步骤S4中，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的差分，为吞吐量的差分，a、b、c及d为预设参数。
进一步优选地，在步骤S4中具体包括：
根据预设频率对中央处理器的当前工作频率进行动态调整，并计算得到的工作频率适配到中央处理器中。
本发明还提供了一种无线AP的节能装置，包括：
检测模块，用于实时检测无线AP中央处理器的当前工作频率、无线AP中蓄电池的当前电量以及无线AP的当前吞吐量；
存储模块，用于存储检测模块实时检测到的无线AP中央处理器的当前工作频率、无线AP中蓄电池的当前电量以及无线AP的当前吞吐量；
运算模块，根据预设时间内存储模块中存储的数据计算得到蓄电池电量的变化速度及无线AP中吞吐量的变化速度，并根据计算到的蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度计算得到中央处理器调整后的工作频率；
频率适配模块，用于根据预设频率将计算得到的工作频率适配到中央处理器中。
进一步优选地，在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的偏微分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的偏微分得到无线AP吞吐量的变化速度；和/或，在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的差分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的差分得到无线AP吞吐量的变化速度。
进一步优选地，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的偏微分，为吞吐量的偏微分，a、b、c及d为预设参数；和/或，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的差分，为吞吐量的差分，a、b、c及d为预设参数。
进一步优选地，所述节能装置中还包括配置模块，用于对预设参数、预设时间以及中央处理工作频率更新的预设频率进行设定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
在本发明提供的节能方法及其装置中，根据实时检测到的无线AP中央处理器的当前工作频率、无线AP中蓄电池的当前电量以及无线AP的当前吞吐量计算得到蓄电池电量的变化速度及无线AP中吞吐量的变化速度，并将其与中央处理器的工作频率进行关联，以此对中央处理的工作频率进行动态调整，从而节省蓄电池的耗能，延长蓄电池的使用寿命，达到省电的目的，提高无线AP的可持续运行时间。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1为本发明中无线AP的节能方法流程示意图；
图2为本发明中无线AP的节能装置一种实施方式示意图；
图3为本发明中无线AP的节能装置另一种实施方式示意图。
附图标号说明：
100-节能装置，110-检测模块，120-存储模块，130-运算模块，140-频率适配模块，150-配置模块。
具体实施方式
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，并获得其他的实施方式。
如图1所示为本发明提供的无线AP的节能方法的流程示意图，从图中可以看出，在该节能方法中包括：S1实时检测无线AP中央处理器的当前工作频率；S2实时检测无线AP中蓄电池的当前电量及无线AP的当前吞吐量；S3在预设时间内，计算得到蓄电池电量的变化速度及无线AP中吞吐量的变化速度；S4根据计算到的蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度对中央处理器的当前工作频率进行调整。
具体在步骤S2中，可以通过多种方法检测蓄电池的剩余电量，如，通过检测蓄电池的输出电压估算蓄电池的当前电量、对蓄电池的放电建立模型、采用电池电量检测芯片等，在此不做限定，可根据实际情况中选定的蓄电池的类型设定对应的方法。
在一种实施方式中，在步骤S3中具体包括：在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的偏微分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的偏微分得到无线AP吞吐量的变化速度。当前，在计算之前，需要根据该预设时间内检测到的相关数据建立蓄电池电量与时间之间的偏微分方程及无线AP吞吐量与时间之间的偏微分方程。根据经验，这里计算得到的蓄电池电量的变化速度实则是电量随时间的下降速度，无线AP吞吐量的变化速度实则是吞吐量随时间的下降速度/上升速度。另外，这里的预设时间可以根据后续中央处理器工作频率更新的周期时间相同，也可以不同。为了进一步节约电量，还可以设定步骤S1和S2中检测中央处理器当前工作频率、蓄电池的当前电量以及无线AP的当前吞吐量的检测频率，只要确保这里的预设时间小于中央处理器工作频率更新的周期时间和数据检测频率中的周期时间都包括在本实施方式的内容中。若，在一个工作频率更新的周期内，计算得到了多个蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度，可以采取取平均等方式得到最终的变化速度。
基于此，在步骤S4中，建立无线AP蓄电池电量、无线AP吞吐量与中央处理器工作频率的关联关系，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的偏微分，为吞吐量的偏微分，a、b、c及d为预设参数。要说明的是，a、b、c及d作为权重，这里我们对其具体值不做限定，在实际应用中根据经验对其进行设定，原则上来说，只要满足调整后的工作频率freq≤freqmax，都包括在本实施方式的内容中。
在一个具体实施例中，将a设定为0.5，将b设定为0.1，将c设定为0.3，将d设定为0.2，中央处理器的最大工作频率为2GHz。在某一时刻，蓄电池的当前电量与蓄电池的容量的比值为0.5，无线AP的当前吞吐量与最大吞吐量的比值为0.6，蓄电池电量的偏微分为0.7，吞吐量的偏微分为0.5，则基于上述工作计算得到的工作频率freq为1.2GHz。
在另一种实施方式中，在步骤S3中具体包括：在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的差分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的差分得到无线AP吞吐量的变化速度。我们知道，在实际应用中，偏微分在计算机中不易实现，故在本实施方式中将差分代替上一实施方式中的偏微分，得到新的实施方式，与上一实施方式类似，在计算之前，需要根据该预设时间内检测到的相关数据建立蓄电池电量与时间之间的差分方程及无线AP吞吐量与时间之间的差分方程。根据经验，这里计算得到的蓄电池电量的变化速度实则是电量随时间的下降速度，无线AP吞吐量的变化速度实则是吞吐量随时间的下降速度/上升速度。同样的，这里的预设时间可以根据后续中央处理器工作频率更新的周期时间相同，也可以不同。为了进一步节约电量，还可以设定步骤S1和S2中检测中央处理器当前工作频率、蓄电池的当前电量以及无线AP的当前吞吐量的检测频率，只要确保这里的预设时间小于中央处理器工作频率更新的预设频率中的周期时间和数据检测频率中的周期时间都包括在本实施方式的内容中。若，在一个工作频率更新的周期内，计算得到了多个蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度，可以采取取平均等方式得到最终的变化速度。
基于此，在步骤S4中，建立无线AP蓄电池电量、无线AP吞吐量与中央处理器工作频率的关联关系，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的差分，为吞吐量的差分，a、b、c及d为预设参数。具体，蓄电池电量的差分具体为：吞吐量的差分具体为：其中，i为蓄电池电量和无线AP吞吐量的检测次数，n表示计算蓄电池电量差分和吞吐量差分的过程中，检测到的数据的间隔次数，这里n≥1，具体取值根据实际情况进行选定。当然，为了进一步节约电量，这里将n设定为1，适当延长数据检测的间隔时间。与上一实施方式类似，a、b、c及d作为权重，这里对其同样不做具体限定，在实际应用中根据经验对其进行设定，只要满足调整后的工作频率freq≤freqmax，都包括在本实施方式的内容中。
基于上述实施方式，在步骤S4中具体包括：在计算得到中央处理其需要更新到的工作频率之后得到的频率不一定与中央处理器的工作频率正好相同，因而还需要将计算得到的工作频率适配到中央处理器中。循环步骤S1～S4，根据预设频率对中央处理器的当前工作频率进行动态更新，尤其在蓄电池电量下降和吞吐量下降的过程中，降低中央处理器的工作频率，以此节约蓄电池的电量，延长蓄电池的续航能力。
在一个具体实施例中，将a设定为0.5，将b设定为0.1，将c设定为0.3，将d设定为0.2，中央处理器的最大工作频率为2GHz。在某一时刻，蓄电池的当前电量与蓄电池的容量的比值为0.45，无线AP的当前吞吐量与最大吞吐量的比值为0.6，蓄电池电量的偏微分为0.7，吞吐量的偏微分为0.5，则基于上述计算得到的工作频率freq为1.15GHz，则根据中央处理器的工作频率将其适配到1.2GHz并以此调整中央处理器的工作频率。
如图2所示为本发明提供的无线AP的节能装置100的一种实施方式示意图，应用于上述节能方法，从图中可以看出，在该节能装置100中包括：检测模块110、存储模块120、运算模块130以及频率适配模块140。
在工作过程中，首先，检测模块110实时检测无线AP中央处理器的当前工作频率、无线AP中蓄电池的当前电量以及无线AP的当前吞吐量并将其存储在存储模块120中；之后，运算模块130根据预设时间内存储模块120中存储的数据计算得到蓄电池电量的变化速度及无线AP中吞吐量的变化速度，并根据计算到的蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度计算得到中央处理器调整后的工作频率；最后，频率适配模块140根据预设频率将计算得到的工作频率适配到中央处理器中，以此周期性的对中央处理的工作频率进行动态调整。在具体实施例中，检测模块110中可以通过多种方法检测蓄电池的剩余电量，如，通过检测蓄电池的输出电压估算蓄电池的当前电量、对蓄电池的放电建立模型、采用电池电量检测芯片等，在此不做限定，可根据实际情况中选定的蓄电池的类型设定对应的方法。
在一种实施方式中，在运算模块130中，在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的偏微分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的偏微分得到无线AP吞吐量的变化速度。在计算之前，首先根据该预设时间内检测到的相关数据建立蓄电池电量与时间之间的偏微分方程及无线AP吞吐量与时间之间的偏微分方程。
基于此，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的偏微分，为吞吐量的偏微分，a、b、c及d为预设参数；和/或，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq。
要说明的是，a、b、c及d作为权重，这里我们对其具体值不做限定，在实际应用中根据经验对其进行设定，原则上来说，只要满足调整后的工作频率freq≤freqmax，都包括在本实施方式的内容中。在一个具体实施例中，将a设定为0.5，将b设定为0.1，将c设定为0.3，将d设定为0.2，中央处理器的最大工作频率为2GHz。在某一时刻，蓄电池的当前电量与蓄电池的容量的比值为0.5，无线AP的当前吞吐量与最大吞吐量的比值为0.6，蓄电池电量的偏微分为0.7，吞吐量的偏微分为0.5，则基于上述工作计算得到的工作频率freq为1.2GHz。
在另一种实施方式中，在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的差分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的差分得到无线AP吞吐量的变化速度。我们知道，在实际应用中，偏微分在计算机中不易实现，故在本实施方式中将差分代替上一实施方式中的偏微分，得到新的实施方式，与上一实施方式类似，在计算之前，根据该预设时间内检测到的相关数据建立蓄电池电量与时间之间的差分方程及无线AP吞吐量与时间之间的差分方程。
基于此，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的差分，为吞吐量的差分，a、b、c及d为预设参数。具体，蓄电池电量的差分具体为：吞吐量的差分具体为：其中，i为蓄电池电量和无线AP吞吐量的检测次数，n表示计算蓄电池电量差分和吞吐量差分的过程中，检测到的数据的间隔次数，这里n≥1，具体取值根据实际情况进行选定。当然，为了进一步节约电量，这里将n设定为1，适当延长数据检测的间隔时间。与上一实施方式类似，a、b、c及d作为权重，这里对其同样不做具体限定，在实际应用中根据经验对其进行设定，只要满足调整后的工作频率freq≤freqmax，都包括在本实施方式的内容中。
另外，在计算得到中央处理其需要更新到的工作频率之后得到的频率不一定与中央处理器的工作频率正好相同，因而还需要使用频率适配模块140将计算得到的工作频率适配到中央处理器中。在一个具体实施例中，将a设定为0.5，将b设定为0.1，将c设定为0.3，将d设定为0.2，中央处理器的最大工作频率为2GHz。在某一时刻，蓄电池的当前电量与蓄电池的容量的比值为0.45，无线AP的当前吞吐量与最大吞吐量的比值为0.6，蓄电池电量的偏微分为0.7，吞吐量的偏微分为0.5，则基于上述计算得到的工作频率freq为1.15GHz，则根据中央处理器的工作频率将其适配到1.2GHz并以此调整中央处理器的工作频率。
对上述实施方式进行改进得到本实施方式，如图3所示，在本实施方式中，除了包括检测模块110、存储模块120、运算模块130以及频率适配模块140之外，还包括配置模块150，用于对预设参数、检测频率、预设时间以及中央处理工作频率更新的预设频率进行设定，并将其存储在存储模块中。需要注意的是，在设定的过程中，需要确保预设时间小于中央处理器工作频率更新的周期时间和数据检测频率中的周期时间。若，在一个工作频率更新的周期内，计算得到了多个蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度，可以采取取平均等方式得到最终的变化速度。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于无线AP的节能方法，其特征在于，所述节能方法中包括：
S1 实时检测无线AP中央处理器的当前工作频率；
S2 实时检测无线AP中蓄电池的当前电量及无线AP的当前吞吐量；
S3 在预设时间内，计算得到蓄电池电量的变化速度及无线AP中吞吐量的变化速度；
S4 根据计算到的蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度对中央处理器的当前工作频率进行调整。
2.如权利要求1所述的节能方法，其特征在于，在步骤S3中具体包括：
在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的偏微分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的偏微分得到无线AP吞吐量的变化速度。
3.如权利要求2所述的节能方法，其特征在于，在步骤S4中，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的偏微分，为吞吐量的偏微分，a、b、c及d为预设参数。
4.如权利要求1所述的节能方法，其特征在于，在步骤S3中具体包括：
在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的差分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的差分得到无线AP吞吐量的变化速度。
5.如权利要求3所述的节能方法，其特征在于，在步骤S4中，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的差分，为吞吐量的差分，a、b、c及d为预设参数。
6.一种基于无线AP的节能装置，其特征在于，所述节能装置中包括：
检测模块，用于实时检测无线AP中央处理器的当前工作频率、无线AP中蓄电池的当前电量以及无线AP的当前吞吐量；
存储模块，用于存储检测模块实时检测到的无线AP中央处理器的当前工作频率、无线AP中蓄电池的当前电量以及无线AP的当前吞吐量；
运算模块，根据预设时间内存储模块中存储的数据计算得到蓄电池电量的变化速度及无线AP中吞吐量的变化速度，并根据计算到的蓄电池电量的变化速度和吞吐量的变化速度计算得到中央处理器调整后的工作频率；
频率适配模块，用于根据预设频率将计算得到的工作频率适配到中央处理器中。
7.如权利要求6所述的节能装置，其特征在于，在运算模块中：
在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的偏微分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的偏微分得到无线AP吞吐量的变化速度；和/或，在预设时间内，根据计算蓄电池电量对时间的差分得到蓄电池电量的变化速度，根据计算无线AP吞吐量对时间的差分得到无线AP吞吐量的变化速度。
8.如权利要求6或7所述的节能装置，其特征在于，在运算模块中：
根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的偏微分，为吞吐量的偏微分，a、b、c及d为预设参数；和/或，根据以下公式计算得到中央处理器调整后的工作频率freq：
其中，freqmax为中央处理器的最大工作频率，E为蓄电池的当前电量，E0为蓄电池的容量，y为无线AP的当前吞吐量，Y为无线AP的最大吞吐量，为蓄电池电量的差分，为吞吐量的差分，a、b、c及d为预设参数。
9.如权利要求8所述的节能装置，其特征在于，所述节能装置中还包括配置模块，用于对预设参数、预设时间以及中央处理工作频率更新的预设频率进行设定。
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