CN109088910B - 提高网络设备系统性能的自主可扩展代理 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高网络设备系统性能的自主可扩展代理。根据一个方面，实施例提供了一种系统，该系统用于优化由控制多个客户端设备的多个智能代理执行的控制方案，该系统包括：观测器，该观测器被配置为与多个智能代理、被配置为存储从多个智能代理接收的信息的数据库以及外部数据源通信；该观测器还被配置为：向多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息；从外部数据源以及从数据库收集信息；基于操作信息以及从外部数据源和数据库收集的信息，更新数据库；以及修改由多个智能代理中的第一智能代理执行以控制第一客户端设备的第一控制方案。

Description

提高网络设备系统性能的自主可扩展代理
1.技术领域
本发明总体涉及用于控制物联网(IoT)设备的系统和方法。
2.背景技术
网络间物理设备(通常称为IoT设备)的使用是已知的。此外，已知实现包括“哑”设备和“智能”设备的IoT设备的网络。哑设备被设计成尽可能简单和便宜，而智能设备被设计成更复杂的设备，其代表哑设备执行任务。将智能设备和哑设备的网络实现为IoT设备有许多已知的优点。
3.发明内容
本公开的至少一个方面涉及一种系统，该系统用于优化由控制多个客户端设备的多个智能代理(agent)执行的控制方案，该系统包括：观测器，该观测器被配置为与多个智能代理、被配置为存储从多个智能代理接收的信息的数据库以及外部数据源通信，该观测器还被配置为：向多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息；从外部数据源以及从数据库收集信息；基于操作信息以及从外部数据源和数据库收集的信息，更新数据库；以及修改由多个智能代理中的第一智能代理执行以控制第一客户端设备的第一控制方案。
在一些实施例中，至少一个电力设备的操作信息包括不间断电源和配电单元中的至少一个的操作信息。
在一些实施例中，系统还包括多个智能代理，其中，多个智能代理中的每个智能代理被配置为代表各自的客户端设备执行高复杂度任务，并且还被配置为控制各自的客户端设备。
在一些实施例中，观测器被配置为向多个智能代理轮询控制信息，该控制信息包括用户偏好信息。
在一些实施例中，观测器被配置为基于控制信息来更新数据库，并且数据库被配置为存储控制信息。
在一些实施例中，观测器被配置为执行机器学习算法，以使用从多个智能代理、外部数据源和数据库接收的信息来优化第一控制方案。
在一些实施例中，执行第一控制方案包括生成对于至少一个电力设备的电池更换日期预测。
在一些实施例中，优化第一控制方案包括优化电池更换日期预测。
在一些实施例中，在远程计算基础设施中实现观测器、多个智能代理和数据库。
根据一个实施例，提供了一种用于优化由多个智能代理执行的控制方案的方法，该方法包括：向多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息；从外部数据源收集外部信息；从数据库收集先前存储的至少一个电力设备的操作信息；基于至少一个电力设备的操作信息并且基于外部信息，更新所述数据库；以及修改由多个智能代理中的第一智能代理执行的第一控制方案。
在一些实施例中，向多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息包括：向多个智能代理轮询配电单元和不间断电源中的至少一个的操作信息。
在一些实施例中，该方法还包括向多个智能代理轮询控制信息，该控制信息包括用户偏好信息。
在一些实施例中，基于控制信息来更新数据库。
在一些实施例中，该方法还包括执行机器学习算法，以优化修改由多个智能代理中的第一智能代理执行的第一控制方案的动作。
在一些实施例中，执行第一控制方案包括生成电池更换日期预测。
根据一个方面，提供了一种非暂态计算机可读介质，其存储了用于优化由多个智能代理实现的控制方案的计算机可执行指令序列，该计算机可执行指令序列包括指示至少一个处理器执行下列步骤的指令：向多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息；从外部数据源收集外部信息；从数据库收集先前存储的至少一个电力设备的操作信息；基于至少一个电力设备的操作信息并且基于外部信息，更新数据库；以及修改由多个智能代理中的第一智能代理执行以控制第一客户端设备的第一控制方案。
在一些实施例中，至少一个处理器还被配置为向多个智能代理轮询控制信息，该控制信息包括用户偏好信息。
在一些实施例中，指示至少一个处理器向多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息包括：指示处理器向多个智能代理轮询配电单元和不间断电源中的至少一个的操作信息。
在一些实施例中，至少一个处理器还被配置为执行机器学习算法，以优化修改由多个智能代理中的第一智能代理执行的第一控制方案的动作。
在一些实施例中，指示至少一个处理器执行第一控制方案包括生成电池更换日期预测。
4.附图说明
附图不旨在按比例绘制。附图中，在各个图中示出的每个相同的或者接近相同的部件用相似的编号表示。出于清楚的目的，并非每个部件都可以在每个图中被标记。在附图中：
图1是设备管理系统的框图；
图2是设备管理过程的流程图；
图3是不间断电源的框图；以及
图4是分布式计算机系统的框图。
5.具体实施方式
提供了一种设备管理系统和方法，其中复杂的计算负载由远离客户端设备的智能代理处理。智能代理还可以控制客户端设备的操作。设备管理系统和方法包括观测器，该观测器被配置为通过从智能代理收集和评估与客户端设备的控制相关的信息并使用该信息来优化客户端设备的控制，来监督客户端设备的操作。本文提供的示例提供了在成本和计算基础设施之间的增强平衡，同时减少了客户端侧设备的物理占用空间并优化了客户端侧设备的性能。
本文所讨论的方法和系统的示例并不将其应用限于下面描述中阐述的或者在附图中示出的部件的结构和布置的细节。方法和系统能够在其他实施方式中实施，并且能够以各种方式实践或执行。本文提供的特定实现的示例仅用于说明性目的而并不旨在限制。具体来说，结合任何一个或更多个示例论述的动作、部件、元件以及特征不旨在排除任何其他的示例中的类似作用。
另外，本文所用的措辞和术语是出于描述的目的，不应视为具有限制性。对于本文中以单数提及的系统和方法的示例、实施方式、部件、元件或者动作的任何引用也可以包含包括复数的实施方式，并且对于本文的任何实施方式、部件、元件或者动作以复数的任何提及也可以包含仅包括单数的实施方式。单数形式或者复数形式的引用并不旨在限制当前公开的系统或者方法、它们的部件、动作或者元件。本文使用“包括”、“包含”、“具有”、“含有”和“涉及”及其变型意在包括其后列举的项目和其等价物以及额外的项目。“或”的引用可解释为包括性的，使得使用“或”所描述的任何术语可以指示所描述的术语的单个、多于一个以及全部中的任何一种。另外，在本文件和通过引用并入的文件之间术语的用法不一致的情况下，在并入的文件中的术语用法作为对本文件中的术语用法的补充；对于不可协调的不一致，以本文件中的术语用法为准。
图1示出根据本公开的一个实施例的设备管理系统100。设备管理系统100包括外部数据源102、用户104、数据库106、观测器108、智能代理110a-110n和客户端侧设备112a-112n。数据库106、观测器108和智能代理110a-110n共同表示远程计算基础设施114。本领域普通技术人员可以将远程计算基础设施114识别为例如云计算基础设施。
客户端侧设备112a-112n可以被实现为位于客户端设施(例如，商用事业、住宅、制造工厂等)处的受限设备。受限设备是简单的低复杂度设备，其连接到较高复杂度的设备，较高复杂度的设备代表该受限设备无声地执行计算负担沉重的任务(即，不需要用户干预)，并且还可以监测受限设备的行为。在图1所示的实施例中，客户端侧设备112a-112n中的每一个客户端侧设备可以通过有线或无线网络远程连接到智能代理110a-110n中的一个智能代理，智能代理110a-110n监测和控制受限的客户端侧设备112a-112n，并代表受限的客户端侧设备112a-112n执行计算负担沉重的任务。
在以下示例中，仅出于解释的目的，具体参考单个客户端侧设备112a和单个智能代理110a。本文所讨论的原理适用于客户端侧设备112a-112n和智能代理110a-110n中的任何一个，并且不限于具体参考客户端侧设备112a或智能代理110a。
例如，客户端侧设备112a可以是位于客户设施处的电力设备(例如，不间断电源[UPS]、配电单元[PDU]等)。客户端侧设备112a可以被配置为在本地处理低复杂度任务(例如，测量和报告电池电压、处理某些低复杂度命令(诸如，当智能代理110a指示关闭设备上的输出端口时关闭设备上的输出端口)等)，但还可以被配置为允许相关联的智能代理110a远程处理高复杂性任务(例如，在本地算法可能缺乏集体群体的知晓的情况下，生成更精确的电池更换日期预测)。智能代理110a还可以监测客户端侧设备112a的行为，并在智能代理110a认为适当时校正客户端侧设备112a的操作，诸如，通过修改客户端侧设备112a执行用于优化客户端侧设备112a操作的过程的频率。智能代理110a还可以从用户104接收输入(其通常被称为控制信息)以修改客户端侧设备112a的操作或者以其他方式定制由智能代理110a或客户端侧设备112a执行的功能。
前述实施方式的优点在于，通过消除对于实现客户端侧设备112a-112n在相同位置执行高复杂度计算任务的需要，可以在成本和计算基础设施之间达成最佳平衡。高性能部件可以在任何物理位置实现，而与客户端侧设备112a-112n的位置无关，客户端侧设备112a-112n的位置可能更受限制。消除这种设计的限制能够降低各种容量的成本。
由本文描述的至少一些系统和方法提供的另一个优点在于，因为客户端侧设备112a-112n中的部件的数量最小，所以客户端侧设备112a-112n可以在物理上更紧凑并且更便宜。因此，客户端侧设备112a-112n在空间可能更有限和更有价值的客户端设施中将会具有更小的物理占用空间，同时仍然执行关键功能。例如，在客户端侧设备112a-112n中的一个客户端侧设备被实现为UPS的情况下，UPS仍然可以提供备用电力，同时对于需要备用电力的系统所在的空间占用得更少。在一些实施例中，客户端侧设备112a-112n可以被配置为在本地存储执行关键功能所需的信息，而不与智能代理110a-110n通信。因此，即使与客户端侧设备112a-112n的网络连接受到损害，客户端侧设备112a-112n仍然可以执行关键功能。
观测器108通过监督智能代理110a-110n的操作来提供额外的优点。观测器108采集来自智能代理110a-110n中的每个智能代理的、来自外部数据源102的和来自数据库106的信息，并利用机器学习算法从所采集的信息中识别出相关信息，并更新由智能代理110a-110n实现的控制方案。由观测器108执行的机器学习算法随着接收更多信息而不断演进，使得观测器108可以优化由智能代理110a-110n实现的控制方案。在这种情况下，在智能代理110a-110n的每个智能代理都间接访问广泛得多的信息阵列，并且可以为客户端侧设备112a-112n执行更准确的且因此更有效的控制方案。
图2示出了由观测器108执行以增强客户端侧设备112a-112n的操作的过程200。过程200包括下列动作：在动作204处的轮询代理，在206处的评估外部数据源，在动作208处的评估数据库，在动作210和212处的确定是否更新数据库，以及在动作214和216处的确定是否修改代理。
在步骤202处，过程200开始了。在动作204处，观测器108轮询智能代理110a-110n。观测器108可以向智能代理110a-110n轮询任何操作信息，操作信息包括例如电力质量信息、环境温度信息、存储器使用信息、设备型号信息、设备制造商信息以及智能代理110a-110n可以周期或非周期频率访问的与客户端侧设备112a-112n的操作相关的任何其他信息。频率可以由用户选择或由观测器108自动确定。在动作206处，观测器108评估外部数据源102，以采集相关的外部数据，诸如天气数据。在动作208处，观测器108评估数据库106的相关先前存储的数据，该数据包括例如以上讨论的智能代理110a-110n操作信息的趋势数据。
在动作210处，观测器108确定是否更新数据库106。例如，如果在动作204处获取的操作信息是异常的，则观测器108可以如下面更详细讨论地更新数据库106。如果观测器108确定数据库106应该更新(210是)，则观测器108在动作212处更新数据库并继续进行动作214。否则(210否)，过程200从动作210直接继续到动作214。
在动作214处，观测器108确定是否修改智能代理110a-110n。例如，观测器108可以确定智能代理110a-110n中的一个或更多个智能代理没有以最佳方式控制相应的客户端侧设备112a-112n，并且因此确定修改一个或更多个智能代理110a-110n将是有利的(214是)。在动作216处，观测器108修改一个或更多个智能代理110a-110n，诸如，通过修改在一个或更多个智能代理110a-110n中的配置设置，或者通过修改在由一个或更多个智能代理110a-110n执行的程序中的配置设置，以优化一个或更多个智能代理110a-110n的控制方案。然后，该过程200在动作218处结束。否则(214否)，过程200直接从动作214进行，并在动作218处结束。
为了说明前述原理，提供了示例，其中由智能代理110a控制的客户端侧设备112a被实现为UPS，该UPS被配置为如果市电电源质量落在阈值之外，则从市电电源切换到备用电池电源。例如，如果UPS期望接收电压为120VAC并且阈值为2V的AC市电输入电力，则如果市电输入电力从期望的120VAC波形偏离2V以上，则UPS将切换到备用电力。
观测器108在动作202处开始过程200，以优化被实现为UPS的客户端侧设备112a的控制。在动作204处，观测器108向智能代理110a轮询本地操作数据，该本地操作数据包括例如UPS型号信息、UPS电力质量数据和指示与客户端侧设备112a相关的UPS阈值设置的数据。
在动作206和208处，观测器108获取并评估与实现客户端侧设备112a的位置的区域电力质量相关的全局数据(即，智能代理110a不可直接访问的数据)(例如，基于区域电力质量数据确定UPS有可能在不切换到电池电力(诸如，5-10VAC不规则性)的情况下可以处理的长周期不规则电压)，以确定市电电源将会故障的可能性。例如，观测器108可以在动作206处基于对来自外部数据源102的数据(例如，电网数据)的评估和/或在动作208处基于对来自数据库106的数据(例如，先前或同时从其他智能设备112a-112n获取的数据)来执行该评估，观测器108将该评估识别为承载着与客户端侧设备112a处的市电电源的预测连接。基于观测器108对来自外部数据源102的数据和来自数据库106的数据的评估，观测器108可以在动作210处更新数据库106。
基于观测器108确定被提供给客户端侧设备112a的电力是高质量的，观测器108在动作214处评估是修改智能代理110a还是修改其他智能代理110a-110n中的任何智能代理。例如，观测器108可以确定，鉴于较低的电力质量，智能代理110a设置的备用电池阈值是不适当的。观测器108可以更新智能设备112a的控制方案，以放宽阈值，使在此阈值之外备用电池电源将激活，并且过程200在动作218处结束。因此，客户端侧设备112a能够具有动态电力质量阈值，该动态电力质量阈值对影响客户端侧设备112a的变化的电力质量条件更具响应性和适应性。在2015年12月16日提交的标题为“Systems and Methods for Dynamic UPSOptimization”的第14/971,244号美国专利申请中描述了由于使设备适应地理区域方面的变化的条件而赋予的附加益处，该专利申请通过引用以其整体并入本文。
现在将更详细地描述外部数据源102和数据库106。外部数据源102包括设备管理系统100外部的任何信息，该信息通常称为外部信息。例如，外部数据源102可以提供天气数据(例如，温度信息、湿度信息、恶劣天气信息等)、电网信息(例如，描述受停电或低电压影响区域的信息、能源需求信息、能源价格信息、电力质量信息等)、位置数据、制造数据、前述任何一项的趋势数据等等。外部数据源102可以包括多个实体，其中的每个实体包括应用编程接口(API)，外部数据源102可以通过该API与观测器108通信。
数据库106存储设备管理系统100内部的任何信息。例如，数据库106可以存储用户偏好信息(例如，用户104输入的信息)、由智能代理110a-110n从客户端侧设备112a-112n采集的数据(例如，按区域、时区、客户类型、设备类型或任何其他标准分组的数据)等等。用户104可以使用移动终端、本地用户界面、网站界面或任何其他界面来修改数据库106中的信息。数据库106可以在任何物理位置实现，并且不受任何其他设备的物理位置的限制。
除了评估在数据库106中存储的数据之外，观测器108还可以被配置为监督向数据库106添加新数据和信息。例如，观测器108可以向智能代理110a-110n轮询从客户侧端设备112a-112n收集的数据(例如，能量消耗信息、电网正常运行时间、电池充电时间、电池存储容量、随着时间和使用的推移而变化的电池存储容量、实时校准结果等)，并评估所采集的数据，以确定是否应该更新数据库106。观测器108可以被配置为，例如，如果与数据库106中的数据相比、与从其他智能代理110a-110n采集的类似类别的数据相比、与观测器108自身期望的数据相比，所采集的数据是异常的，则更新数据库106等等。当评估所采集的数据是否异常时，观测器108可以考虑从外部数据源102收集的信息。在其他示例中，观测器108可以被配置为根据已经过去的时间量、根据用户104发送的命令或者根据观测器108可以检测到的任何其他可配置阈值来更新数据库106。
观测器108存储在数据库106中的数据可以由观测器108动态地分组和评估，或者根据由用户(例如，用户104)或操作平台的实体设置的配置来分组和评估。例如，观测器108可以被配置成按位置、时区、客户类型(例如，住宅用、商用等)、设备类型、或由用户指定的或由观测器108自动生成的任何其他标准，对设备关系进行分组。每个分组可以具有可变的粒度级别。例如，按位置对设备进行分组可以包括各种级别，包括按相同的数据中心机架、相同的数据中心行、相同的数据中心房间、相同的数据中心设施、相同的州、相同的国家等对设备进行分组。观测器108可以被配置为根据前述关系将信息存储在数据库106中，或者观测器108可以被配置为实时生成前述关系。
如以上所讨论的那样，客户端侧设备112a-112n中的一个或更多个客户端侧设备可以被实现为电力设备，诸如UPS、PDU或任何其他电力设备。图3示出了根据本发明的一个实施例的用于提供被调节的不间断的电力的在线UPS 300。UPS 300包括输入断路器(CB)/滤波器310、整流器312、控制开关314、控制器308、电池322、逆变器316、隔离变压器318、DC/DC转换器320、用户界面302、数据存储器306和外部系统接口304。UPS还包括用于耦合到AC电源(诸如，AC市电)的输入端324、和用于耦合到负载的输出端口326。
UPS 300运行如下。CB/滤波器310通过输入端324接收来自AC电源的AC电力，对输入的AC电力进行滤波，并向整流器312提供经滤波的AC电力。整流器312对输入电压进行整流。DC/DC转换器320调节来自蓄电池322的DC电力。控制开关314接收经过整流的电力并且也接收来自DC/DC转换器320的DC电力。
控制器308确定可从整流器312获得的电力是否在预定容限(例如，以上讨论的电压阈值)内，并且如果是的话，则控制该控制开关314以向逆变器316提供来自整流器312的电力。如果来自整流器312的电力没在预定容限内，这可能是由于“低电压”或“断电”的情况而引发的、或是由于电力波动而引发的，则控制器308将对控制开关314进行控制以将来自DC/DC转换器320的DC电力提供给逆变器316。控制器308可以与相关联的智能代理110a通信。例如，智能代理110a可以监督控制器308的操作，或者可以基本上控制控制器308的操作。在替代示例中，控制器308可以完全省略，并且智能代理110a可以直接控制UPS 300的操作，远程执行控制器308的功能。
UPS 300的逆变器316接收DC电力并将DC电力转换为AC电力并将AC电力调节到预定的规格。逆变器316向隔离变压器318提供调节后的AC电力。隔离变压器318用于增加或减小来自逆变器316的AC电力的电压并用于提供负载和UPS 300之间的隔离。隔离变压器318是可选的装置，对其的使用取决于UPS输出功率规格。根据电池322的容量和负载的电力需求，在短暂的电源失效期间或为了应对扩大的电力故障，UPS 300可以向负载提供电力。
根据本发明的特定的示例包括UPS 300的多种变型。例如，在一个示例中，UPS 300被配置为接收并且分配多相电力，诸如三相电力。在一些示例中，输出端口326包含多个物理输出端口组，其中每个输出端口组都包含多个物理输出端口。在其它示例中，UPS 300被配置为监测通过这些输出端口组和输出端口的供电量并将其记录在数据储存元件306中。如本文所讨论的那样，该信息可由相应的智能代理110a收集。在其它示例中，UPS 300是备用或离线的UPS。在其它示例中，UPS 300是在线互动式UPS。
回到图3的示例，控制器308监测并且控制UPS 300的操作。通过使用在相关联的存储器中存储的数据，控制器308还执行了可以产生所操纵的数据的一个或更多个指令。在某些示例中，控制器308可以包括一个或更多个处理器或其他类型的控制器。在另一个示例中，控制器308使用为执行特别的操作而定制的专用集成电路(ASIC)来执行本文公开的功能中的一部分。如这些示例所述，根据本发明的示例可以使用硬件部件和软件部件的许多特定组合来执行本文描述的操作，并且本发明不受限于硬件部件和软件部件的任何特别的组合。如上所讨论的那样，在一些示例中，智能代理110a可以控制或完全替换控制器308。
数据储存元件306存储UPS 300的操作所需的计算机可读信息。这个信息可以包括控制器308操控的数据和可由控制器308执行以操控数据的指令等等。因此，在一些实施例中，数据储存元件306可以接收和存储或检索并且提供这个计算机可读信息。数据储存元件306可以包括相对高性能的、易失性的随机存取存储器(诸如，动态随机存取存储器(DRAM)或静态存储器(SRAM))或可以包括非易失性的储存介质(诸如，只读存储器(ROM)、磁盘、闪速存储器、CD、DVD或一个或更多个电开关(诸如，拨码开关))。在一个示例中，数据存储306包括易失性和非易失性存储两者。根据本发明的各种示例可以将数据储存元件306组织成特殊的结构(并且在一些场景中是独特的结构)，以执行本文所公开的方面和功能。另外，这些数据结构可以被特定地配置成节省存储空间或增加数据交换性能。
在一个示例中，数据储存元件306包括容纳关于UPS 300和与其耦合的装置的系统信息的数据结构。系统信息的示例将在下面讨论，系统信息的示例包括配置管理信息和性能信息、以及其它信息。可以耦合到UPS 300的装置包含任何需要电力来运行的电子装置，如，除其它所需的电子装置外，计算机、打印机、路由器、开关、自动转换开关和空调机组。一些装置还可以包含通信部件，如以太网或USB接口，通信部件可以通过外部系统接口304耦合到UPS 300以允许装置和UPS 300之间的增强型通信。
配置管理信息可以是可以用于识别UPS 300或其它设备的属性的任何信息。装置的具体配置管理信息的示例包括，制造商、型号、序列号和版本等。另外，配置管理信息还可以包括装置中包括的部件的制造商、型号、序列号和版本信息，如安装在装置上的软件或装置内的可识别的硬件元件。
性能信息可以是表征UPS 300或其它装置的操作的任何信息。除了其他信息之外，性能信息的示例包括设备正常运行时间信息、操作日志和功耗信息、电池容量下降、电池充电速度下降、UPS运行时间预测等。功耗信息可包括所列出的项，即设备功耗的铭牌、值和实际测量值。连接到UPS300的相应智能代理110a可以被配置为对UPS 300轮询以上讨论的配置管理信息和性能信息中的一些或全部信息。在一些示例中，由智能代理110a-110n收集的操作信息包括配置管理信息和性能信息中的一个或全部。
外部系统接口304与一个或更多个外部设备交换数据。这些外部设备可以包括被配置为使用UPS 300所支持的标准和协议进行通信的任何设备，诸如，智能代理110a-110n。外部系统接口304可以支持的特定的标准和协议的示例可以包括并行、串行和USB接口。这些所支持的协议和标准的其他示例包括网络技术，诸如UDP、TCP/IP、Modbus和以太网技术。在至少一些示例中，外部系统接口304包括使UPS可访问基于以太网的网络的网络接口和USB接口。在这些示例中，外部系统接口304可以使用这些通道中的一个或所有通道以接收或传输数据。
在一些示例中，用户界面302包括显示屏和一组按键，通过该显示屏和按键，UPS300的用户可以监测、控制和配置UPS 300的操作。在一些实施例中，用户界面302包括电源按钮、替换电池指示器、报警指示器、电池电力指示器、在线电力指示器、界面显示器、向上滚动按钮、向下滚动按钮、确认按钮和退出按钮。然而，如上所讨论的那样，UPS 300可以是低复杂度设备，并且在一些示例中，UPS 300可以根本不包括能够监测、控制或配置UPS 300的用户界面302，因为这些功能可以由与UPS 300相关联的智能代理110a监督。在一些示例中，用户界面302可以具有极其有限的功能，或者可以被完全移除。
利用UPS(诸如，在线UPS 300)来实现设备管理系统100使得UPS300更智能地工作。在第一示例中，可以如上所讨论地动态地调整备用电力阈值，以提供对变化的电力条件的更加自适应的响应。在另一个示例中，通过实现本文讨论的原理，可以以更高的精度来实现预测UPS电池(诸如，电池322)的更换日期。
UPS电池剩余寿命是难以准确估计的。作为必须更换电池的预测时间进行定义的电池寿命受到多种变量的影响，变量包括平均温度、最高温度、最低温度、环境湿度、与UPS连接的负载的特定负载特性、电池正常运行时间的频率和持续时间、电池接收到的为电池充电的电力的质量，以及在实际实现电池之前的制造时不知道的许多其他因素。例如，一些UPS使用铅酸电池，其中，电池容量可能难以预测，并且其中外部因素(包括本文所讨论的那些因素)影响电池容量。
因此，能够连续和动态地使UPS电池寿命预测适应于特定的UPS电池实施方式并且适应于与特定的UPS电池实施方式相关联的变量，将会是有利的。此外，从其他UPS收集信息以提供对UPS电池寿命的更精确预测，将会是有利的。
设备管理系统100提供这样的功能，其中一个或更多个客户端侧设备112a-112n被实现为UPS。与客户端侧设备112a-112n相关联的智能代理110a-110n可以收集影响UPS电池寿命的信息，并将该信息提供给观测器108。从连接到UPS的每个智能代理110a-110n接收这种信息的观测器108可以使用机器学习算法基于以上讨论的相关因素来生成对每个单独的UPS电池寿命的演进的、自适应的预测。
观测器108可以基于各种因素中的任何一种或更多个因素来生成UPS电池寿命预测。例如，观测器108可以观测到特定的UPS电池经历了异常高的局部温度最大值，或者观测到UPS电池经历了异常高或异常低的平均温度，或者观测到UPS电池因为在电网故障频繁的区域中实现所以以异常高的频率进行激活。观测器108可以预测电池寿命低于平均寿命，因为观测器108已经观测到呈现出前述因素之中的一个或更多个因素的UPS电池中的较低平均电池寿命。
观测器108可以在生成预测的UPS电池寿命时动态地确定要分配给收集的信息的权重。例如，观测器108可以确定第一UPS电池和第二UPS电池各自是相同的型号、在大致相同的时间制造、并且以类似的设置来实现。观测器108还可以与外部数据源102配合，例如，接收电池制造商提供的包含批号的数据，以进一步提高预测的质量。例如，某些批次可能表现出与其他批次相比不同的类似行为。观测器108因此可以确定第一UPS电池的行为高水平地预测了第二UPS电池的行为，反之亦然。因此，当预测第二UPS电池的行为时，观测器108可以为第一UPS电池的操作数据分配更大的权重。
此外，观测器108可以提供特定于区域的控制方案。例如，在示例性客户端侧设备112a位于爱尔兰的情况下，观测器108可以仅评估来自位于爱尔兰的其他客户端侧设备112a-112n的数据，以优化客户端侧设备112a-112n。观测器108的决定可以基于例如观测器108确定由于爱尔兰客户端侧设备112a固有的独特条件，因此爱尔兰的特定电气设备规则使得其他国家的客户端侧设备112a-112n必须被省略，以免影响对爱尔兰的客户端侧设备112a的控制。在替代实施例中，观测器108可以将特定国家的独特条件简单地视为在评估特定客户端侧设备112a时要考虑的另一因素。
观测器108动态调整智能代理110a-110n行为的能力也通过消除用户对于执行固件更新的需要而提供了更方便的用户体验。例如，在传统的UPS中，用户必须更新UPS固件，以修复错误或其他问题，这至少有两个原因是有问题的。第一个问题在于用户必须手动执行或启用更新，根据固件更新的频率和用户正在更新的UPS的数量，这可能是非常麻烦的。第二个问题在于UPS在进行固件更新时无法运行。当UPS正在进行固件更新时，连接到UPS的关键系统将无法获得备用电力，从而使关键系统容易遭受任何电源损失。
智能代理110a-110n通过实时动态调整其行为来解决这个问题，而不需要固件更新，因为智能代理110a-110n实际上是固件的扩展。如果智能代理110a识别到智能代理110a所使用的固件中的问题或缺陷，则智能代理110a可以简单地调整智能代理110a的行为，以纠正由问题或缺陷引入的错误，直到用户104决定更新智能代理110a的固件以永久地移除该缺陷或问题为止。
观测器108通过在智能代理110a-110n和客户端侧设备112a-112n之间实现内部时钟同步来提供附加优点。智能代理110a-110n和客户端侧设备112a-112n都可以包括内部时钟，但是在设备之间没有任何用于确保同步的通信的情况下，每个时钟所保持的时间不可避免地存在不一致。观测器108通过提供智能代理110a-110n和客户端侧设备112a-112n中的全部智能代理和客户端侧设备遵守的单个集中式时钟来解决这些不一致。如果超过了在观测器108的时钟和设备的时钟之间的阈值偏差，则观测器108可以自动地重新同步内部时钟，这允许设备管理系统100提供更一致的统一时间保持方案。
本文中所描述的各个方面和功能可被包括作为在一个或更多个计算机系统中执行的专用的硬件或软件部件。以上所描述的方法的一个或更多个动作可用计算机来执行，其中至少一个动作以嵌入在计算机中的软件程序来执行。此外，计算机系统的非限制性示例包括网络装备、个人计算机、工作站、主机、网络客户端、服务器、媒体服务器、应用服务器、数据库服务器和网络服务器。计算机系统的其他示例可包括移动计算设备(诸如蜂窝电话和个人数字助理)和网络装备(诸如负载均衡器、路由器和交换机)。此外，各方面可以位于单个计算机系统上，或者可以分布在连接到一个或更多个通信网络的多个计算机系统之间。
例如，各个方面和功能可分布在一个或更多个计算机系统内，该一个或更多个计算机系统被配置为向一个或更多个客户端计算机提供服务或作为分布式系统的部分执行总体任务。此外，各方面可以在包括分布在一个或更多个执行各种功能的服务器系统之间的部件的客户端服务器或者多层系统上执行。因此，示例不限于在任何特定的系统或系统分组上执行。此外，方面和功能能够以软件、硬件或固件或者它们的任意组合来实施。因此，方面和功能可在方法、动作、系统、使用各种硬件和软件配置的系统元件和部件内实施，并且示例不限于任何特定的分布式架构、网络或通信协议。
参考图4，其示出了分布式计算机系统400的框图，其中实践了各个方面和各种功能。如所示，分布式计算机系统400包括交换信息的一个或更多个计算机系统。更具体地，分布式计算机系统400包括计算机系统/设备402、404和406。如所示，计算机系统/设备402、404和406通过通信网络408互连，并且可通过其交换数据。网络408可以包括计算机系统可以通过其交换数据的任何通信网络。为了利用网络408交换数据，计算机系统/设备402、404和406以及网络408可使用各种方法、协议和标准，其中包括，光纤通道、令牌环网、以太网、无线以太网、蓝牙、IP、IPV6、TCP/IP、UDP、DTN、HTTP、FTP、SNMP、SMS、MMS、SS7、JSON、SOAP、CORBA、REST以及Web服务。为了确保数据传递是安全的，计算机系统402、404和406可使用各种安全措施(例如包括，TLS、SSL或VPN)经由网络408来传输数据。虽然分布式计算机系统400示出了三个联网的计算机系统，但是分布式计算机系统400不受此限制并且可以包括使用任何介质和通信协议联网的任何数量的计算机系统和计算设备。
如图4所示，计算机系统402包括处理器410、存储器412、互连元件414、接口416和数据储存元件418。为了实施本文中所公开的方面、功能和过程中的至少一些，处理器410执行生成操纵的数据的一系列指令。处理器410可以是任意类型的处理器、多处理器或者控制器。一些示例处理器包含如英特尔凌动、安腾、酷睿、赛扬、或者奔腾处理器、酷睿i3、i5或i7、AMD皓龙处理器、Sun UltraSPARC或者IBM Power5+处理器以及IBM主机芯片的商购处理器。处理器410通过互连元件414被连接到其它系统部件(包括一个或更多个存储器设备412)。
存储器412在计算机系统402的操作期间储存程序和数据。因此，存储器412可以是诸如动态随机存取存储器(“DRAM”)或者静态存储器(“SRAM”)的相对高性能的易失性随机存取存储器。然而，存储器412可以包括用于存储数据的任何设备，诸如磁盘驱动器或其它非易失性储存元件设备。各个示例可以将存储器412组织成特定的并且在某些情况下独有的结构来执行本文所公开的功能。这些数据结构可被设计大小且组织为存储用于特定数据和特定类型的数据的值。
计算机系统402的部件通过互连元件(诸如互连元件414)进行耦合。互连元件414可包括一个或更多个物理总线，例如，集成在相同机器内的部件之间的总线，但可包括在系统元件之间耦合的任何通信，包括诸如IDE、SCSI、PCI和InfiniBand的专业或标准计算总线技术。互连元件414使诸如数据和指令的通信能够在计算机系统402的系统部件之间进行交换。
计算机系统402还包括如输入设备、输出设备以及输入/输出设备的组合的一个或更多个接口设备416。接口设备可以接收输入或者提供输出。更具体地，输出设备可以呈现用于外部表示的信息。输入设备可以从外部源接收信息。接口设备的示例包括键盘、鼠标设备、轨迹球、麦克风、触摸屏、打印设备、显示屏、扬声器、网络接口卡等等。接口设备支持计算机系统402与外部实体(诸如，用户和其他系统)交换信息和进行通信。
数据储存元件418包括计算机可读且可写的非易失性、或者非暂时性的数据存储介质，其中存储的指令定义了由处理器410执行的程序或者其它对象。数据储存元件418还可以包括记录在介质上或者介质中的、并且在程序执行期间由处理器410处理的信息。更具体地说，信息可以存储在一个或更多个被具体配置成节省存储空间或者提高数据交换性能的数据结构中。指令可以被永久存储为编码信号，并且该指令可以使处理器410执行本文所描述的功能中的任意一种。除了其它介质以外，介质还可以例如是光盘、磁盘或闪存存储器。在操作中，处理器410或者某些其它控制器使数据从非易失性记录介质读出到如存储器412的另一个存储器中，与数据储存元件418中包括的存储介质相比，其允许处理器410更快访问信息。存储器可以位于数据储存元件418中或者存储器412中，然而，处理器410在存储器内操纵数据，然后在处理完成之后，将数据复制到与数据储存元件418相关联的存储介质。各种各样的部件可以管理在储存介质和其它存储器元件之间的数据移动，并且示例不局限于特定的数据管理部件。此外，各示例不局限于特定的存储器系统或者数据储存系统。
虽然通过示例将计算机系统402示出为其上可以实践各个方面和功能的一种类型的计算机系统，但方面和功能不限于在计算机系统402上实施。各个方面和功能可在具有不同于图4中所示的架构或部件的一个或更多个计算机上实践。例如，计算机系统402可以包括经专门编程的专用硬件，如定制成执行本文所公开的特定操作的专用集成电路(“ASIC”)。然而另一示例可使用运行MAC OS X的具有英特尔酷睿i7处理器的几个计算设备和运行专用硬件和操作系统的几个专用计算设备的网格来执行相同的功能。
计算机系统402可以是包括操作系统的计算机系统，该操作系统管理至少一部分包括在计算机系统402中的硬件元件。在某些示例中，如处理器410的处理器或者控制器执行操作系统。可被执行的特定操作系统的示例包括基于Windows的操作系统(诸如，可从Microsoft公司商购的Windows 10操作系统)、可从苹果计算机商购的MAC OS X操作系统、许多基于Linux的操作系统分布中的一个(例如，可从Red Hat责任有限公司商购的Enterprise Linux操作系统)、可从Sun Microsystems商购的Solaris操作系统、或可从各种来源商购的UNIX操作系统。可以使用许多其它的操作系统，并且各示例不局限于任何特定的操作系统。
处理器410和操作系统一起定义了用高级编程语言编写应用程序的计算机平台。这些部件应用可以是可执行的、中间的、字节码或者解释码，其通过如因特网的通信网络使用如TCP/IP的通信协议进行通信。类似地，各方面可以使用面向对象编程语言(诸如，.Net、SmallTalk、Java、C++、Ada、C#(C-Sharp)或Python)来实现。也可以使用其它的面向对象的编程语言。此外，可以使用功能、脚本或者逻辑编程语言。
另外，各个方面和功能可在非编程环境中实施，例如，以HTML、XML或其他格式创建的文档在浏览器程序的窗口中被浏览时，可渲染图形用户界面的方面或执行其他功能。此外，各个示例可以被实施为编程的或者非编程的元素、或者其任意组合。例如，web页面可以使用HTML实施而从web页面内调用的数据对象可以用JavaScript来写。因此，该示例不局限于具体的编程语言并且可以使用任何合适的编程语言。因而，本文中所公开的功能部件可包括被配置为执行本文中所描述的功能的各种各样的元素，例如，专门的硬件、可执行的代码、数据结构或对象。
在某些示例中，本文所公开的部件可以读取影响被部件执行的功能的参数。这些参数可以被物理存储在任何形式的合适的、包括易失性存储器(诸如，RAM)或者非易失性存储器(诸如，磁盘驱动器或固态驱动器)的存储器中。另外，参数可被逻辑地储存在适当的数据结构(诸如由用户模式应用界定的数据库或文件)中或共享数据结构(诸如由操作系统界定的应用程序注册表)中。此外，某些示例提供了关于系统和用户界面的某些示例，其允许外部实体修改参数并且从而配置部件的行为。
本文提供的示例并不旨在排他地进行限制。例如，参考以上讨论的图1，替代的拓扑被认为是本公开的一部分。虽然图1示出了被配置为控制单个相应设备112a的单个智能代理110a，但是在替代实施例中，单个智能代理110a可以被配置为控制多个客户端侧设备112a-112n。类似地，多个智能代理110a-110n可以被配置为与单个客户端侧设备112a通信。
智能代理110a-110n可以使用任何已知的通信介质与客户端侧设备112a-112n通信。例如，智能代理110a-110n可以通过有线网络、无线网络、有线和无线网络的组合等等与客户端侧设备112a-112n通信。类似地，观测器108可以使用有线网络、无线网络或有线和无线网络的组合与智能代理110a-110n、数据库106和外部数据源102通信。
此外，对于客户端侧设备112a-112n来说，并不旨在地理或数量限制。任意数量的客户端侧设备112a-112n可以分布在任意数量的位置上，而与位置之间的距离无关。在一些实施例中，客户端侧设备112a-112n可以分布在多个大陆之间。在替代实施例中，客户端侧设备112a-112n可以被包含在单个数据中心机架中。
类似地，对于智能代理110a-110n来说，并不意味着地理或数量限制。虽然由于将智能代理110a-110n定位成彼此接近，可以赋予某些益处，但是任何数量的智能代理110a-110n可以分布在任何地理区域之间。在一些实施例中，智能代理110a-110n中的每个智能代理可以具有专用用户界面，而在另一些实施例中，用户104可以能够通过从智能代理110a-110n提取信息的单个集中式用户界面(诸如，通过另一整合部件)访问所有智能代理110a-110n。用户104可以能够通过有线网络、无线网络或有线与无线网络的组合来访问智能代理110a-110n。其中存在智能代理110a-110n的远程计算基础设施114可以例如在微服务架构(诸如，Akka参与者或微软的Azure服务结构的实施方式)中受到管理和支持。在一些实施例中，远程计算基础设施114是单个计算机。在其他实施例中，远程计算基础设施114包括多个计算机。
在一些实施例中，智能代理110a-110n的第一部分可以通过专用用户界面受到访问，智能代理110a-110n的第二部分可以通过可以使用另一部件执行的单个集中式用户界面受到访问。第一和第二部分可以不包括智能代理110a-110n、包括智能代理110a-110n中的一些智能代理、或全部智能代理110a-110n。在至少一个实施例中，除了能够通过用户界面访问智能代理110a-110n之外(或者代替能够通过用户界面访问智能代理110a-110n)，用户104还能够通过用户界面访问观测器108。
此外，在一些示例中，观测器108可以不是单个实体。观测器108可以包括多个实体，它们进行通信，以执行本文所讨论的操作。类似地，在某些示例中，数据库106可以不是单个实体。数据库106可以包括多个数据库，它们与观测器108通信并且彼此通信，以与观测器108交换信息。外部数据源102也不应被解释为必须是单个实体。例如，外部数据源102可以包括包含天气数据的数据库、包含第一区域的电网信息的单独的数据库、包含第二区域的电网信息的单独的数据库等等。
虽然本文提供的示例已经描述了与在线UPS相关联的具体的优点，但是本公开的原理可应用于广泛的设备，包括离线UPS、线交互UPS、PDU以及根本不是电力设备的其他设备。一般而言，能够受益于远离设备而执行高复杂度计算的任何设备，以及能够受益于适应影响大量相似和不同设备的变化的条件的动态控制方案的任何设备，都受益于本文讨论的原理。通过延长设备寿命、优化设备性能、增加设备适应性、增强用户体验等等，对实现设备的任何系统都提供了显著的改进。
实施例在其应用中不限于下面描述中所阐述或在附图中示出的部件的结构和布置的细节。另外，本文所用的措辞和术语是出于描述的目的，不应视为具有限制性。“包括(including)”、“包含(comprising)”，或“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”以及本文中其变型的使用意为包括以下列出的项目及其等同形式以及其他项目。
至此，在描述了本发明的至少一个实施例的几个方面之后，需要理解的是，对于本领域的技术人员来说，各种变化、修改和改进将是很容易想到的。这样的变化、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的范围内。因此，前文的描述和附图仅仅是示例性的。

Claims (21)

1.一种用于优化控制方案的系统，所述控制方案由控制多个客户端设备的多个智能代理执行，其中所述客户端设备是电力设备，所述系统包括：
观测器，所述观测器被配置为与所述多个智能代理、数据库以及外部数据源通信，所述数据库被配置为存储从所述多个智能代理接收的信息，所述观测器还被配置为：
向所述多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息；
从所述外部数据源以及从所述数据库收集信息；
基于所述操作信息以及从所述外部数据源和所述数据库收集的信息，更新所述数据库；以及
修改由所述多个智能代理中的第一智能代理执行以控制第一客户端设备的操作的第一控制方案。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个电力设备的操作信息包括不间断电源和配电单元中的至少一个的操作信息。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括所述多个智能代理，其中，所述多个智能代理中的每个智能代理被配置为代表各自的客户端设备执行高复杂度任务，并且还被配置为控制所述各自的客户端设备。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述观测器被配置为向所述多个智能代理轮询控制信息，所述控制信息包括用户偏好信息。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述观测器被配置为基于所述控制信息来更新所述数据库，并且所述数据库被配置为存储所述控制信息。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述观测器被配置为执行机器学习算法，以使用从所述多个智能代理、所述外部数据源和所述数据库接收的信息来优化所述第一控制方案。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，优化所述第一控制方案包括修改所述第一控制方案中的配置设置。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一客户端设备是不间断电源，其被配置为向负载提供从市电电源和备用电池电源中的至少一个获得的输出功率，并且其中修改所述配置设置包括调整阈值，在所述阈值之外，所述不间断电源从所述备用电池电源获得所述输出功率。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述观测器、所述多个智能代理和所述数据库在远程计算基础设施中实现。
10.根据权利要求1所述的系统，还包括所述数据库或者所述外部数据源中的至少一个。
11.一种用于优化由多个智能代理执行的控制方案的方法，所述方法包括：
向所述多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息；
从外部数据源收集外部信息；
从数据库收集先前存储的所述至少一个电力设备的操作信息；
基于所述至少一个电力设备的操作信息并且基于所述外部信息，更新所述数据库；以及
修改由所述多个智能代理中的第一智能代理执行的第一控制方案，以控制第一电力设备的操作。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，向所述多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息包括：向所述多个智能代理轮询配电单元和不间断电源中的至少一个的操作信息。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括向所述多个智能代理轮询控制信息，所述控制信息包括用户偏好信息。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括基于所述控制信息来更新所述数据库。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括执行机器学习算法，以优化修改由所述多个智能代理中的第一智能代理执行的第一控制方案的动作。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，修改所述第一控制方案包括修改所述第一控制方案中的配置设置。
17.一种非暂态计算机可读介质，其存储用于优化由多个智能代理实现的控制方案的计算机可执行指令序列，所述计算机可执行指令序列包括指示至少一个处理器执行下列操作的指令：
向所述多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息；
从外部数据源收集外部信息；
从数据库收集先前存储的所述至少一个电力设备的操作信息；
基于所述至少一个电力设备的操作信息并且基于所述外部信息，更新所述数据库；以及
修改由所述多个智能代理中的第一智能代理执行以控制第一电力设备的第一控制方案的操作。
18.根据权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述至少一个处理器还被配置为向所述多个智能代理轮询控制信息，所述控制信息包括用户偏好信息。
19.根据权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，指示所述至少一个处理器向所述多个智能代理轮询至少一个电力设备的操作信息包括：指示所述至少一个处理器向所述多个智能代理轮询配电单元和不间断电源中的至少一个的操作信息。
20.根据权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述至少一个处理器还被配置为执行机器学习算法，以优化修改由所述多个智能代理中的第一智能代理执行的第一控制方案的动作。
21.根据权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，指示所述至少一个处理器优化所述第一控制方案包括修改所述第一控制方案中的配置设置。
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