CN108449785A - 一种基于分级能耗管理的egprs通信方法及系统 - Google Patents

一种基于分级能耗管理的egprs通信方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于分级能耗管理的EGPRS通信方法及系统，方法包括：EGPRS通信装置控制勘测终端接入网络，与平台建立连接，并与平台进行通信；能耗管理模块在主控制器的控制下获取当前勘测终端的应用场景，根据获取的应用场景及通信数据的长度、能耗测量，对通信的全流程进行能耗估计，根据估计后的结果动态调整EGPRS通信装置的工作模式；电池供电模块在调整后的EGPRS通信装置的工作模式下，检测电池剩余电量是否满足主控制器和EGPRS通信装置的工作电量，若不满足，则启动电量告警上报。本发明可快速调整EGPRS通信模块的能耗模式，有效降低系统整体功耗，提高了电池利用率，提升了电池供电的系统待机和工作时间。

Description

一种基于分级能耗管理的EGPRS通信方法及系统
技术领域
本发明涉及信息采集和通信技术领域，尤其涉及的是一种基于分级能耗管理的EGPRS通信方法及系统。
背景技术
地质和环境勘测越来越引起人们的关注，传统地质和环境勘测系统只能采用巡检，离散的对监控区域的进行勘测，依靠人来进行。因此，传统地质勘测需要相关人员进行不间断的定期的现场勘测。物联网地质和环境监测将传感器布置在勘测点，在不需要人为干预的情况下，可以通过传感器在指定采集策略的条件下，周期性的进行地质和环境参数采集。并将数据进行本地记录，并将数据进行联网上传。
物联网地质和环境勘测终端大多使用电池来进行供电，然而通信模块的引入，造成了整个勘测系统终端功耗的上升，电池电量的使用时间缩短，为环境勘测带来了不便。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于分级能耗管理的EGPRS通信方法及系统，旨在解决现有技术中勘测终端的通信模块功耗大，缩短了电池电量的使用时间的技术问题。
本发明的一种实施例提供了一种基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，应用于勘测终端，其中，所述系统包括主控制器、EGPRS通信装置、电源管理装置，所述主控制器分别与所述EGPRS通信装置、电源管理装置连接，所述电源管理装置包括电池供电模块和能耗管理模块，所述电池供电模块和所述能耗管理模块连接；
所述主控制器用于对所述电池供电模块、能耗管理模块、EGPRS通信装置的控制和通信；
所述电池供电模块用于对勘测终端进行供电，对电池电压进行监测，并判断电池剩余电量是否能够满足主控制器和EGPRS通信装置的工作电量，若不满足，则启动电量告警上报；
所述能耗管理模块用于对通信的全流程进行能耗估计，根据估计后的结果动态调整EGPRS通信装置的工作模式；
所述EGPRS通信装置用于使勘测终端接入网络，与平台建立连接，实现勘测终端和平台的通信通道。
可选地，所述EGPRS通信装置的工作模式包括断电工作模式、休眠工作模式和低功耗工作模式。
可选地，所述EGPRS通信装置处于断电工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行断电，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗。
可选地，所述EGPRS通信装置处于休眠工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行休眠，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗与EGPRS通信装置的待机功耗之和。
可选地，所述EGPRS通信装置处于低功耗工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行低功耗配置，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗与EGPRS通信装置的低功耗之和。
可选地，所述能耗管理模块包括工作时间计算单元、工作电流测量单元、工作电量测量和计算单元以及工作模式调整单元；
所述工作时间计算单元，用于根据相应的检测点及通信流程计算，获取通信全流程不同阶段的耗时时间；
所述工作电流测量单元，用于在通信全流程不同阶段的工作电流测量；
所述工作电量测量和计算单元，用于在通信全流程的电量累计，以及在不同工作模式下的电量计算；
所述工作模式调整单元，用于基于当前应用场景，来配置EGPRS通信装置不同的工作模式。
可选地，所述通信流程包括服务器注册、服务器建立链路和服务器断开链路。
可选地，所述EGPRS通信装置具体用于接入运营商网络，与公网运行的平台建立TCP连接，实现勘测终端与平台的通信通道，在通信通道中进行控制指令和数据的双向传输。
本发明另一实施例还提供了一种基于分级能耗管理的EGPRS通信系统的通信方法，方法包括：
EGPRS通信装置控制勘测终端接入网络，与平台建立连接，并与平台进行通信；
能耗管理模块在主控制器的控制下获取当前勘测终端的应用场景，根据获取的应用场景及通信数据的长度、能耗测量，对通信的全流程进行能耗估计，根据估计后的结果动态调整EGPRS通信装置的工作模式；
电池供电模块在调整后的EGPRS通信装置的工作模式下，检测电池剩余电量是否满足主控制器和EGPRS通信装置的工作电量，若不满足，则启动电量告警上报。
本发明的又一实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行上述的基于分级能耗管理的EGPRS通信方法。
本发明所提供的一种基于分级能耗管理的EGPRS通信方法及系统，实现了分级能耗管理，能够快速调整EGPRS通信模块的能耗模式，有效降低系统整体功耗，提高了电池利用率，提升了电池供电的系统待机和工作时间。
附图说明
图1为本发明所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统较佳实施例的硬件结构图。
图2为本发明基于分级能耗管理的EGPRS通信方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，其为本发明所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统较佳实施例的硬件结构图。如图1所示，所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统10，包括主控制器100、EGPRS通信装置200、电源管理装置300，主控制器100分别与EGPRS通信装置200、电源管理装置300连接，电源管理装置300包括电池供电模块301和能耗管理模块302，电池供电模块301和能耗管理模块302连接；
主控制器用于对电池供电模块、能耗管理模块、EGPRS通信装置的控制和通信；
电池供电模块用于对勘测终端进行供电，对电池电压进行监测，并判断电池剩余电量是否能够满足主控制器和EGPRS通信装置的工作电量，若不满足，则启动电量告警上报；
能耗管理模块用于对通信的全流程进行能耗估计，根据估计后的结果动态调整EGPRS通信装置的工作模式；
EGPRS通信装置用于使勘测终端接入网络，与平台建立连接，实现勘测终端和平台的通信通道。
具体实施时，EGPRS(也称为EDGE)是Enhanced General Packet Radio Service英文的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术。其中GSM是全球移动通信系统Global Systemfor Mobile Communication的简称。EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术，它主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法。其中平台是指地质和环境勘测系统的后台服务器支撑形成的网页平台，该平台是通过公网运行的。本发明实施例中的电源管理系统包括电池供电模块和能耗管理模块，主控制器用于实现对电池供电模块、EGPRS通信装置、能耗管理模块的控制和通信；
电池供电模块用于进行设备供电的稳压稳流，判断电池剩余电量能够满足主控制器和通信装置的正常工作，并对电池电压进行持续监测，否则，电池报警系统进入待告警状态，并启动电量告警上报；
EGPRS通信装置用于接入运营商网络，与公网运行的平台建立TCP连接，实现设备和平台的通信通道，进行控制指令和数据的双向传输。
能耗管理模块基于策略和数据长度以及能耗测量，进行能耗估计，动态调整EGPRS通信装置的工作模式(断电，休眠，低功耗)。
能耗管理策略基于计算工作流程切片与切片功耗的乘积累加值，如:搜索小区耗时,搜索小区平均电流；小区驻留耗时，小区驻留平均电流；网络注册耗时，网络注册平均电流；APN接入耗时，APN接入(建立GPRS数据连接平均电流)；数据长度，数据传输切片时间长度，不同发射功率情况下的重传比，不同发射功率的平均电流等；得出不同工作模式的能耗预算。
可选地，EGPRS通信装置EGPRS工作模式设置包括三级不同的模式设置，三级工作模式包括断电工作模式、休眠工作模式和低功耗工作模式。
可选地，EGPRS通信装置处于断电工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行断电，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗。具体地，第一级为低功耗工作模式，适合于采集和上报频率高的应用场景。低功耗模式，EGPRS通信装置可以被快速唤醒，无需重新进行上电启动，搜寻小区，驻留，网络注册等过程，可以快速建立链接,适用于分钟级(5-10)采集通信场景。
可选地，EGPRS通信装置处于休眠工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行休眠，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗与EGPRS通信装置的待机功耗之和。具体地，第二级为休眠工作模式，适合于采集和上报频率中等的应用场景。休眠模式，EGPRS通信装置可以被快速唤醒，无需重新进行上电启动，搜寻小区，驻留，但需要重新进行网络注册，可以快速建立链接，适用于10分钟级(10-50)采集通信场景。
可选地，EGPRS通信装置处于低功耗工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行低功耗配置，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗与EGPRS通信装置的低功耗之和。
具体地，第三级为断电工作模式，适合于采集和上报频率低的应用场景。断电模式，EGPRS通信装置需重新进行上电启动，搜寻小区，驻留，网络注册等过程，适用于小时级(1-2小时)采集通信场景。
可选地，能耗管理模块包括工作时间计算单元、工作电流测量单元、工作电量测量和计算单元以及工作模式调整单元；
工作时间计算单元，用于根据相应的检测点及通信流程计算，获取通信全流程不同阶段的耗时时间；
工作电流测量单元，用于在通信全流程不同阶段的工作电流测量；
工作电量测量和计算单元，用于在通信全流程的电量累计，以及在不同工作模式下的电量计算；
工作模式调整单元，用于基于当前应用场景，来配置EGPRS通信装置不同的工作模式。
具体实施时，通信流程包括服务器注册、服务器建立链路和服务器断开链路。相应的检测点是指SIM卡检测，小区搜索完成，小区驻留完成，网络注册完成，GPRS数据通道接入完成，数据传输开始，数据传输完成。工作电流测量模块，用于在通信全流程不同阶段的实际电流测量；
工作电量测量和计算单元，用于在通信全流程的电量累计，以及在不同工作模式下的电量试算。
工作模式调整单元，用于在电源管理系统中，基于当前应用策略，来配置EGPRS通信装置不同的低功耗模式，来满足最小功耗通信需求。
基于上述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，本发明还提供了一种基于分级能耗管理的EGPRS通信系统的通信方法。请参阅图2，如图2所示，基于分级能耗管理的EGPRS通信方法包括：
步骤S100、EGPRS通信装置控制勘测终端接入网络，与平台建立连接，并与平台进行通信；
步骤S200、能耗管理模块在主控制器的控制下获取当前勘测终端的应用场景，根据获取的应用场景及通信数据的长度、能耗测量，对通信的全流程进行能耗估计，根据估计后的结果动态调整EGPRS通信装置的工作模式；
步骤S300、电池供电模块在调整后的EGPRS通信装置的工作模式下，检测电池剩余电量是否满足主控制器和EGPRS通信装置的工作电量，若不满足，则启动电量告警上报。
具体实施时，基于分级能耗管理的EGPRS通信系统的通信方法实施例如上基于分级能耗管理的EGPRS通信系统实施例所述，此处不再赘述。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S100至步骤S300。
本发明的另一种实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述方法实施例的基于分级能耗管理的EGPRS通信方法。例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S100至步骤S300。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，应用于勘测终端，其特征在于，所述系统包括主控制器、EGPRS通信装置、电源管理装置，所述主控制器分别与所述EGPRS通信装置、电源管理装置连接，所述电源管理装置包括电池供电模块和能耗管理模块，所述电池供电模块和所述能耗管理模块连接；
所述主控制器用于对所述电池供电模块、能耗管理模块、EGPRS通信装置的控制和通信；
所述电池供电模块用于对勘测终端进行供电，对电池电压进行监测，并判断电池剩余电量是否能够满足主控制器和EGPRS通信装置的工作电量，若不满足，则启动电量告警上报；
所述能耗管理模块用于对通信的全流程进行能耗估计，根据估计后的结果动态调整EGPRS通信装置的工作模式；
所述EGPRS通信装置用于使勘测终端接入网络，与平台建立连接，实现勘测终端和平台的通信通道。
2.根据权利要求1所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，其特征在于，所述EGPRS通信装置的工作模式包括断电工作模式、休眠工作模式和低功耗工作模式。
3.根据权利要求2所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，其特征在于，所述EGPRS通信装置处于断电工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行断电，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗。
4.根据权利要求3所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，其特征在于，所述EGPRS通信装置处于休眠工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行休眠，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗与EGPRS通信装置的待机功耗之和。
5.根据权利要求4所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，其特征在于，所述EGPRS通信装置处于低功耗工作模式下，主控制器对EGPRS通信装置进行低功耗配置，系统的待机功耗等于主控制器的待机功耗与EGPRS通信装置的低功耗之和。
6.根据权利要求3或4或5任一项所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，其特征在于，所述能耗管理模块包括工作时间计算单元、工作电流测量单元、工作电量测量和计算单元以及工作模式调整单元；
所述工作时间计算单元，用于根据相应的检测点及通信流程计算，获取通信全流程不同阶段的耗时时间；
所述工作电流测量单元，用于在通信全流程不同阶段的工作电流测量；
所述工作电量测量和计算单元，用于在通信全流程的电量累计，以及在不同工作模式下的电量计算；
所述工作模式调整单元，用于基于当前应用场景，来配置EGPRS通信装置不同的工作模式。
7.根据权利要求6所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，其特征在于，所述通信流程包括服务器注册、服务器建立链路和服务器断开链路。
8.根据权利要求7所述基于分级能耗管理的EGPRS通信系统，其特征在于，所述EGPRS通信装置具体用于接入运营商网络，与公网运行的平台建立TCP连接，实现勘测终端与平台的通信通道，在通信通道中进行控制指令和数据的双向传输。
9.一种基于权利要求1所述的分级能耗管理的EGPRS通信系统的通信方法，应用于勘测终端，其特征在于，方法包括：
EGPRS通信装置控制勘测终端接入网络，与平台建立连接，并与平台进行通信；
能耗管理模块在主控制器的控制下获取当前勘测终端的应用场景，根据获取的应用场景及通信数据的长度、能耗测量，对通信的全流程进行能耗估计，根据估计后的结果动态调整EGPRS通信装置的工作模式；
电池供电模块在调整后的EGPRS通信装置的工作模式下，检测电池剩余电量是否满足主控制器和EGPRS通信装置的工作电量，若不满足，则启动电量告警上报。
10.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行权利要求9所述的基于分级能耗管理的EGPRS通信方法。
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