CN112668211A - 一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统及控制方法 - Google Patents

一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统及控制方法 Download PDF

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CN112668211A CN202110282887.8A CN202110282887A CN112668211A CN 112668211 A CN112668211 A CN 112668211A CN 202110282887 A CN202110282887 A CN 202110282887A CN 112668211 A CN112668211 A CN 112668211A
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Abstract

本发明公开了一种基于设备供电状态的极限功耗控制方法，包括如下步骤：获取系统各设备的设备信息及设备事件信息；所述的设备信息包括时间段T内设备运行时长
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE001
；所述的设备事件信息包括时间段T内设备事件执行次数
Figure 107158DEST_PATH_IMAGE002
、设备事件执行时长
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE003
、设备事件执行间隔时长
Figure 683633DEST_PATH_IMAGE004
；先将系统各设备分为核心设备和非核心设备，对非核心设备进行功耗控制，先判断设备是否处于活跃状态，再判断设备事件是否处于活跃状态，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则对设备进行运行限制，当设备处于活跃状态，设备事件为活跃状态，则设备保持运行；当设备为非活跃状态，设备事件执行完后，设备立即进入休眠状态。通过本发明，可以实现能够更精确的控制各个设备的功耗。

Description

一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及功耗控制领域，具体是一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统及控制方法。
背景技术
目前所有终端平台之间都没有统一的功耗控制设计方法，在设计过程中必须根据具体的终端和具体的操作需求，控制具体设备的上下电，或者该具体设备的工作频率。如需要开发不同的终端平台，需要进行重复的设计工作。所以现有技术的功耗控制系统及方法缺乏可扩展性和通用性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于设备供电状态的极限功耗控制方法，包括如下步骤：
S1，获取系统各设备的设备信息及设备事件信息；所述的设备信息包括时间段T内设备运行时长
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
；所述的设备事件信息包括时间段T内设备事件执行次数
Figure DEST_PATH_IMAGE002
、设备事件执行时长
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
、设备事件执行间隔时长
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
S2，先将系统各设备分为核心设备和非核心设备，对非核心设备进行功耗控制，根据时间段T内设备运行时长
Figure 546819DEST_PATH_IMAGE001
、对应设备的设备事件执行次数
Figure 841534DEST_PATH_IMAGE002
、对应设备的设备事件执行时长
Figure 613181DEST_PATH_IMAGE003
、对应设备的设备事件执行间隔时长
Figure 298240DEST_PATH_IMAGE004
，得到设备运行效率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
和设备事件执行效率
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，根据设备运行效率
Figure 508642DEST_PATH_IMAGE005
得到历史设备运行效率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
，根据设备事件执行效率
Figure 392284DEST_PATH_IMAGE006
得到历史设备事件执行效率
Figure DEST_PATH_IMAGE008
采用如下公式：
设备运行效率：
Figure 865991DEST_PATH_IMAGE009
；
设备事件执行效率：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；
则：
历史设备运行效率：
Figure 835084DEST_PATH_IMAGE011
；
历史设备事件执行效率：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；
其中
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为第i个时间段T内的设备运行效率，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
为第i个时间段T内的设备事件执行效率，n为时间段T个数；
S3，先判断设备是否处于活跃状态，当设备运行效率大于历史设备运行效率，则设备处于活跃状态，否者设备为非活跃状态；
再判断设备事件是否处于活跃状态，当设备事件执行效率大于等于历史设备事件执行效率，设备事件为活跃状态；当设备事件执行效率小于历史设备事件执行效率，则设备事件为非活跃状态；
S4，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则对设备进行运行限制，缩短设备事件执行间隔时长
Figure DEST_PATH_IMAGE016
；当设备处于活跃状态，设备事件为活跃状态，则设备保持运行；
当设备为非活跃状态，设备事件执行完后，设备立即进入休眠状态。
进一步的，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则对设备进行运行限制，缩短设备事件执行间隔时长
Figure 350641DEST_PATH_IMAGE016
，具体为：
设备事件执行间隔时长
Figure 823211DEST_PATH_IMAGE016
包括设备事件执行安全间隔时长
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
和事件执行等待时长
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则取消设备事件执行安全间隔时长
Figure 202239DEST_PATH_IMAGE017
，减少设备事件执行间隔时长
Figure 924208DEST_PATH_IMAGE016
，实现功耗控制。
进一步的，步骤S2中所述的将系统各设备分为核心设备和非核心设备，具体为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
对应的设备为核心设备，其余为非核心设备。
一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统，包括功耗监控装置、设备供电管理装置、设备功耗控制装置、电源状态监控装置、通信装置、数据处理装置；所述的功耗监控装置、设备供电管理装置、设备功耗控制装置、电源状态监控装置、通信装置、分别与所述的数据处理装置连接；
所述的功耗监测装置用于实时的监测各设备的功耗值；
所述的设备供电管理装置用于为各设备分配电源功率；
所述的设备功耗控制装置用于控制各个设备的运行状态；
所述的设电源状态监控装置用于实时监测电源的输出功率。
优选的，所述的通信装置包括系统内通信装置和对外通信装置；所述的系统内通信装置和对外通信装置分别与所述的数据处理装置连接。
本发明的有益效果是：本发明能够更精确的控制各个设备的功耗，通过设备以及设备事件是否活跃，来针对具体的设备进行相应的控制，不受不同终端平台的影响。
附图说明
图1为一种基于设备供电状态的极限功耗控制方法的流程图；
图2为一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统的原理图；
图3为一种实施例功耗控制前各设备功耗示意图；
图4为一种实施例功耗控制后各设备功耗示意图；
图5为一种实施例功耗控制后系统各设备功耗控制下降幅度示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，为本申请提供的一种基于设备供电状态的极限功耗控制方法，该方法包括如下步骤：
S1，获取系统各设备的设备信息及设备事件信息；所述的设备信息包括时间段T内设备运行时长
Figure 679674DEST_PATH_IMAGE001
；所述的设备事件信息包括时间段T内设备事件执行次数
Figure 475592DEST_PATH_IMAGE002
、设备事件执行时长
Figure 556680DEST_PATH_IMAGE003
、设备事件执行间隔时长
Figure 703628DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，所述的设备事件为设备运行的任务，所述的系统各设备可以是新接入系统的设备，也可以是原有接入的设备；对于新接入的设备，则在设备不控制功耗的情况下，先运行一段时间，运行时间可自由设置，再进行设备事件信息采集，包括时间段T内设备事件执行次数
Figure 528364DEST_PATH_IMAGE002
、设备事件执行时长
Figure 444368DEST_PATH_IMAGE003
、设备事件执行间隔时长
Figure 929314DEST_PATH_IMAGE004
等信息的采集，其中的时间段T为设定的信息采集时长，可以为被采集设备进行一次完成运行的过程所耗费的时长，也可以为系统运行一次的时长，本申请实施例对此不作具体限定。
S2，先将系统各设备分为核心设备和非核心设备，对非核心设备进行功耗控制，根据时间段T内设备运行时长
Figure 563557DEST_PATH_IMAGE001
、对应设备的设备事件执行次数
Figure 926405DEST_PATH_IMAGE002
、对应设备的设备事件执行时长
Figure 962495DEST_PATH_IMAGE003
、对应设备的设备事件执行间隔时长
Figure 119806DEST_PATH_IMAGE004
，得到设备运行效率
Figure 506925DEST_PATH_IMAGE005
和设备事件执行效率
Figure 611148DEST_PATH_IMAGE006
，根据设备运行效率
Figure 298481DEST_PATH_IMAGE005
得到历史设备运行效率
Figure 829956DEST_PATH_IMAGE007
，根据设备事件执行效率
Figure 235530DEST_PATH_IMAGE006
得到历史设备事件执行效率
Figure 143443DEST_PATH_IMAGE008
采用如下公式：
设备运行效率：
Figure 950862DEST_PATH_IMAGE009
；
设备事件执行效率：
Figure 653239DEST_PATH_IMAGE010
；
则：
历史设备运行效率：
Figure 546109DEST_PATH_IMAGE011
；
历史设备事件执行效率：
Figure 992133DEST_PATH_IMAGE012
；
其中
Figure 654059DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 527337DEST_PATH_IMAGE014
为第i个时间段T内的设备运行效率，
Figure 408968DEST_PATH_IMAGE015
为第i个时间段T内的设备事件执行效率，n为时间段T个数；
其中核心设备和非核心设备的判定，限定为
Figure 393104DEST_PATH_IMAGE019
对应的设备为核心设备，其余为非核心设备，也即，当设备从启动到停止一直在执行设备事件，则该设备为核心设备，其余可不执行设备事件的设备也就为非核心设备，对于核心设备，不对其进行功耗限制，若对核心设备进行功耗限制会影响系统服务，而对于非核心设备进行功耗限制则不会影响；其中的设备运行效率，是对非核心设备的进行评估，以系统从启动到停止运行的时长为时间段T为例，非核心设备的运行时长
Figure 378378DEST_PATH_IMAGE001
在时间段T所占比例越小，则说明此设备在系统中作用越小，所执行的设备事件对系统的影响也越小，对于此类设备进行功耗控制，对于系统的影响较小。此外，所采集到的时间段T越多，则对设备的功耗控制也越精确。
S3，先判断设备是否处于活跃状态，当设备运行效率大于历史设备运行效率，则设备处于活跃状态，否者设备为非活跃状态；
再判断设备事件是否处于活跃状态，当设备事件执行效率大于等于历史设备事件执行效率，设备事件为活跃状态；当设备事件执行效率小于历史设备事件执行效率，则设备事件为非活跃状态；
先通过设备的活跃度来获取设备的运行状态，再通过设备事件的活跃度来获取设备是否存在功耗浪费的情况。
S4，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则对设备进行运行限制，缩短设备事件执行间隔时长
Figure 484874DEST_PATH_IMAGE004
；当设备处于活跃状态，设备事件为活跃状态，则设备保持运行；
当设备为非活跃状态，设备事件执行完后，设备立即进入休眠状态。
当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则对设备进行运行限制，缩短设备事件执行间隔时长
Figure 290019DEST_PATH_IMAGE004
，具体为：
设备事件执行间隔时长
Figure 140163DEST_PATH_IMAGE016
包括设备事件执行安全间隔时长
Figure 714364DEST_PATH_IMAGE017
和事件执行等待时长
Figure 991762DEST_PATH_IMAGE018
，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则取消设备事件执行安全间隔时长
Figure 18623DEST_PATH_IMAGE017
，减少设备事件执行间隔时长
Figure 672459DEST_PATH_IMAGE016
，实现功耗控制。
以前述所述的系统从启动到停止运行的时长为时间段T为例，当设备运行效率大于历史设备运行效率，则说明该设备处于活跃阶段，当设备事件也处于活跃状态，则说明设备在频繁执行设备事件，而当设备事件处于非活跃状态，则说明，设备处于长时间空转或者设备事件之间间隔时间过长或其它未执行设备事件的状态，则需要对设备进行运行控制，通过缩短设备事件之间的间隔时间来控制设备功耗，包括但不限于取消事件执行安全间隔时长、在两次设备事件执行之间，上一次设备事件执行完后，设备进行待机，下次设备事件执行前再进行设备唤醒，以此降低设备运行功耗；
当设备为非活跃状态，则说明设备和设备事件均不活跃，那么当设备事件执行完后，设备立即进入休眠状态，而不是待机状态，以此来减少系统的功耗。
步骤S2中所述的将系统各设备分为核心设备和非核心设备，具体为
Figure 101166DEST_PATH_IMAGE019
对应的设备为核心设备，其余为非核心设备。
一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统，如图2所示，包括功耗监控装置、设备供电管理装置、设备功耗控制装置、电源状态监控装置、通信装置、数据处理装置；所述的功耗监控装置、设备供电管理装置、设备功耗控制装置、电源状态监控装置、通信装置、分别与所述的数据处理装置连接；
所述的功耗监测装置用于实时的监测各设备的功耗值；所述的设备供电管理装置用于为各设备分配电源功率；所述的设备功耗控制装置用于控制各个设备的运行状态；所述的设电源状态监控装置用于实时监测电源的输出功率。所述的通信装置包括系统内通信装置和对外通信装置；所述的系统内通信装置和对外通信装置分别与所述的数据处理装置连接。
具体的，采用本发明方案对某系统进行功耗控制，某系统具体包括数据处理设备、数据存储设备、通信设备、语音设备、图像采集设备、防盗模块、报警模块、门窗感应装置、房屋环境检测装置、身份信息识别装置、云端数据服务器、移动终端、供电模块；
设定T为24小时，当系统未进行功耗控制之前，各个设备均处于运行当中，均以额定功率进行运行，且由于各个设备均处于数据采集当中，因此数据处理设备处于满功率运行，整个系统功耗大，如表一所示：
表一
Figure DEST_PATH_IMAGE020
其功耗状况如图3所示；
对此系统进行功耗控制，系统中的数据处理设备、数据存储设备、通信设备作为系统的核心设备，其余为非核心设备，工作日时长（设定为12小时）当中系统中的防盗模块、报警模块、门窗感应装置、房屋环境检测装置等设备执行的设备事件较少，设备活跃度较低，在工作日当中无需满时长工作，只需在非工作日进行工作（设定为12小时），则设备设定为设备事件执行结束后直接进入休眠状态，因此，相应的数据处理设备、数据存储设备、通信设备、供电模块的功耗也随之降低，则此时系统对应的功耗为表二所示：
表二，工作日（12小时）
Figure DEST_PATH_IMAGE021
当工作日结束后，非工作日中，系统中语音设备、图像采集设备、身份信息识别装置等设备活跃度低，为设备事件执行结束后直接进入休眠状态，例如身份信息识别装置在非工作日基本不会再执行身份识别事件，图像采集设备根据需要再开启，并且采集到的画面更单一，因而活跃度也较低，故这些设备一次设备事件执行结束后进入休眠；而防盗模块、门窗感应装置、房屋环境检测装置等设备处于活跃状态，例如门窗感应装置需要对门窗活动进行实时的检测、房屋环境检测装置需要对房屋所处状况进行实时的检测，此时的数据处理设备、数据存储设备、通信设备、电源模块等设备的功耗也会随之降低，如表三所示：
表三：非工作日（12小时）
Figure DEST_PATH_IMAGE022
则，根据以上数据得到控制前后的功耗对比，如表四所示：
表四:
Figure DEST_PATH_IMAGE023
功耗控制前后对比如图4所示，各设备T时间内功耗下降幅度如图5所示。对比功耗控制前后，功耗控制后各设备均有20%以上的功耗下降，系统各设备耗能下降明显，系统使用功耗下降明显。
根据以上实施例的数据说明，本发明能够对系统较大幅度的功耗控制，应当明确，当该方法运行在系统中时间越久，能采集到的数据越多，对系统中各设备的功耗控制的也越精确。
以上所述仅是本发明的一种简单实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于设备供电状态的极限功耗控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，获取系统各设备的设备信息及设备事件信息；所述的设备信息包括时间段T内设备运行时长
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；所述的设备事件信息包括时间段T内设备事件执行次数
Figure 442806DEST_PATH_IMAGE002
、设备事件执行时长
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、设备事件执行间隔时长
Figure 891105DEST_PATH_IMAGE004
；
S2，先将系统各设备分为核心设备和非核心设备，对非核心设备进行功耗控制，根据时间段T内设备运行时长
Figure 405263DEST_PATH_IMAGE001
、对应设备的设备事件执行次数
Figure 597210DEST_PATH_IMAGE002
、对应设备的设备事件执行时长
Figure 411582DEST_PATH_IMAGE003
、对应设备的设备事件执行间隔时长
Figure 765203DEST_PATH_IMAGE004
，得到设备运行效率
Figure DEST_PATH_IMAGE005
和设备事件执行效率
Figure 766657DEST_PATH_IMAGE006
，根据设备运行效率
Figure 762295DEST_PATH_IMAGE005
得到历史设备运行效率
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，根据设备事件执行效率
Figure 962332DEST_PATH_IMAGE008
得到历史设备事件执行效率
Figure DEST_PATH_IMAGE009
采用如下公式：
设备运行效率：
Figure 486855DEST_PATH_IMAGE010
；
设备事件执行效率：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
；
则：
历史设备运行效率：
Figure 975605DEST_PATH_IMAGE012
；
历史设备事件执行效率：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；
其中
Figure 243775DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为第i个时间段T内的设备运行效率，
Figure 796854DEST_PATH_IMAGE016
为第i个时间段T内的设备事件执行效率，n为时间段T个数；
S3，先判断设备是否处于活跃状态，当设备运行效率大于历史设备运行效率，则设备处于活跃状态，否者设备为非活跃状态；
再判断设备事件是否处于活跃状态，当设备事件执行效率大于等于历史设备事件执行效率，设备事件为活跃状态；当设备事件执行效率小于历史设备事件执行效率，则设备事件为非活跃状态；
S4，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则对设备进行运行限制，缩短设备事件执行间隔时长
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；当设备处于活跃状态，设备事件为活跃状态，则设备保持运行；
当设备为非活跃状态，设备事件执行完后，设备立即进入休眠状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于设备供电状态的极限功耗控制方法，其特征在于，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则对设备进行运行限制，缩短设备事件执行间隔时长
Figure 757857DEST_PATH_IMAGE017
，具体为：
设备事件执行间隔时长
Figure 796220DEST_PATH_IMAGE017
包括设备事件执行安全间隔时长
Figure 805764DEST_PATH_IMAGE018
和事件执行等待时长
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，当设备为活跃状态，设备事件为非活跃状态，则取消设备事件执行安全间隔时长
Figure 980394DEST_PATH_IMAGE018
，减少设备事件执行间隔时长
Figure 112298DEST_PATH_IMAGE017
，实现功耗控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于设备供电状态的极限功耗控制方法，其特征在于，步骤S2中所述的将系统各设备分为核心设备和非核心设备，具体为
Figure 575640DEST_PATH_IMAGE020
对应的设备为核心设备，其余为非核心设备。
4.一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统，其特征在于，包括功耗监控装置、设备供电管理装置、设备功耗控制装置、电源状态监控装置、通信装置、数据处理装置；所述的功耗监控装置、设备供电管理装置、设备功耗控制装置、电源状态监控装置、通信装置、分别与所述的数据处理装置连接；
所述的功耗监测装置用于实时的监测各设备的功耗值；
所述的设备供电管理装置用于为各设备分配电源功率；
所述的设备功耗控制装置用于控制各个设备的运行状态；
所述的电源状态监控装置用于实时监测电源的输出功率。
5.根据权利要求4所述的一种基于设备供电状态的极限功耗控制系统，其特征在于，所述的通信装置包括系统内通信装置和对外通信装置；所述的系统内通信装置和对外通信装置分别与所述的数据处理装置连接。
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