CN112804738A - 中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法及系统 - Google Patents

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CN112804738A CN202110033743.9A CN202110033743A CN112804738A CN 112804738 A CN112804738 A CN 112804738A CN 202110033743 A CN202110033743 A CN 202110033743A CN 112804738 A CN112804738 A CN 112804738A
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Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，提供了中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法及系统，方法包括：S1：针对于智能可穿戴设备设置包括深度睡眠模式、在家模式和在校模式在内的通过不同的无线通信方式和频点进行工作的模式；深度睡眠模式，适用于包括夜晚、休息日、上课中在内的场景下设置；在家模式，适用于包括起床后，进入校园前、在家午休、以及下午离开校园后，到家之前在内的场景下设置；在校模式，适用于到校后，非上课时间的场景下设置；S2：针对于不同的场景，智能可穿戴设备切换到不同的模式，进行工作。结合具体教学场景，通过多个时空维度与不同组件的协同，设计自适应休眠模型，进一步降低智能可穿戴设备的功耗。

Description

中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信的技术领域，尤其涉及中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法及系统。
背景技术
在面向中小学生的智能可穿戴设备应用中，低功耗无线传感技术的研究非常重要。目前，智慧校园中应用的无线通信技术通常有4G/5G、Wi-Fi、超宽带通信UWB(UltraWide Band)、Zigbee、蓝牙(Bluetooth)等多种技术。
1、短距离无线通信技术
Wi-Fi是目前应用最广泛的无线通信技术，传输距离可达100-300米，其支持的常见无线通信协议有：IEEE 802.11b\g\n，一般是工作在2.4GHz频段，其中，IEEE 802.11b的最高传输速率可达到11Mbps，IEEE 802.11g的最高传输速率可达54Mbps，IEEE 802.11n可以将无线传输速率提高到300Mbps甚至高达600Mbps。Wi-Fi具有传输速率高、网络可靠、组网速率快等优点，但是其功耗较高。
UWB是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，其工作频段在3.1-10.6GHz，带宽可达500MHz，传输速率可达100Mbps，由于不使用载波，因此能量消耗较低，同时由于其发射谱密度较低，因此具有很高的保密性。但是UWB的传输距离很短，一般为10米，因此多用于室内定位。
Zigbee无线通信技术，Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词，采用该协议的技术是一种低功耗、低传输速率的无线通信技术。Zigbee其传输距离为50-300米，通信速率很低，一般为10kbps-250kbps，其显著优点有：功耗低，通常供电电流为5mA；网络容量大，最大可容纳65000个设备；延时短，典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms；数据安全，Zigbee采用AES-128加密算法，各个应用可灵活确定其安全属性。
蓝牙技术最初由爱立信创制，是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，也是工作在2.4GHz频段，其传输距离较近，一般也在10米左右，速率最大能达到1Mbps，其功耗介于Zigbee与Wi-Fi之间，被广泛应用智能可穿戴设备中。蓝牙技术的抗干扰能力不强、信息安全问题等问题制约其进一步发展。
2、无线通信低功耗技术
对无线传感网络低功耗技术的研究，除了体现在不同的无线通信技术上之外，还体现在对无线传感节点的低功耗研究，当前节点级的能耗管理技术主要有两种方式：动态调制调节(DMS，Dynamic Modulation Scaling)和动态电压调节(DVS，Dynamic VoltageScaling)。
(1)动态调制调节
在无线传感节点的各个模块中，射频模块消耗能量最多，因此动态调制调节主要就是通过动态调整无线传感节点射频模块的发射功率来实现功耗的最小化，其本质就是一种发射功率控制机制，经典的功率控制算法有COMPOW(Common Power)与基于节点度的控制算法LINT(Local Information No Topology)。
COMPOW的主要特点是在保证全网连通的基础上，网络中所有无线传感节点使用相同的发射功率，并以这个最低发射功率实现网络内数据的传递，由于全网使用的同一的发射功率而不是节点根据下一跳的距离自适应调节，一定程度上会引起不必要的能耗开销。LINT算法的特点是根据距离给节点确定一个发射功率的调整区间，在这个区间内动态调整发射功率。
(2)动态电压调节
动态电压调节是无线传感节点在任务运行时，发现负载较低时，节点可以自动的降低微处理器的运行频率以及供电电压，从而降低节点的功耗。早在上个世纪90年代初期，就有人提出了通过降低处理器的供电电压来获取合适的运行频率。随后，Burd等人通过软件控制实现了ARM处理器的动态电压调节。经过几十年的发展，现在市面上几乎大部分微处理器都具有动态电压调节的功能。由于该方式主要通过降低微处理器的计算能力来降低无线传感节点的能耗，然而在节点的耗能模块中，微处理器处理数据所消耗的能量远远低于无线收发所消耗的能量，因此该种方式的节能效果不是很明显。
除此之外，介质访问控制(MAC，Medium Access Control)协议决定了网络中无线信道的使用方式。在无线通信网络中，MAC层可以直接控制射频模块的开关，因此，MAC协议很大程度决定了网络的整体功耗。优秀的MAC协议能在保证网络服务质量(QoS，Quality ofService)的前提下，尽量降低网络的总体功耗。
S-MAC(Sensor MAC)协议是在802.11MAC协议的基础上提出的低功耗无线传感器网络MAC协议，目标是提高无线信道利用率，降低网络总体功耗。为了降低网络功耗，S-MAC协议采用周期性侦听/睡眠的机制，用低占空比的工作方式，使节点尽量处于低功耗的睡眠模式。每个节点有一个固定的侦听/睡眠周期，节点周期性地进入睡眠状态，关闭射频模块，在唤醒后侦听无线信道状态，判断是否要发送或者接受其它节点的信息。S-MAC协议中相邻的节点应尽量维持相同的侦听/睡眠周期以便于相互通信。每个节点相它的邻居广播SYNC消息通过自己周期实现同步，并维护一个调度表来保存所有相邻节点的调度信息。在多跳传输中，S-MAC协议采用流量自适应侦听机制，减少因多跳和周期性睡眠导致的延迟。为了避免碰撞和串音，S-MAC协议采用了与802.11MAC协议相似的RTS/CTS机制，当附近有邻居节点处于相互通信的状态时，S-MAC协议的节点会从侦听状态变为睡眠状态。
相对于S-MAC协议，T-MAC协议是在激活状态内插入了时隙，T-MAC协议更适用于可变负载。同时，基于非竞争的MAC协议比如TRAMA协议，该协议是基于TDMA的工作方式，它是设置没有进行数据通信的节点进入休眠状态，从而达到降低功耗的目的。
以上技术可以较好地降低中小学生可穿戴设备的功耗，但结合具体教学场景，其功耗还可以通过多个时空维度与不同组件的协同，进一步降低功耗，延长待机时间，方便广大中小学生使用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法及系统，结合具体教学场景，通过多个时空维度与不同组件的协同，设计自适应休眠模型，进一步降低智能可穿戴设备的功耗，延长智能可穿戴设备的待机时间。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法，包括以下步骤：
S1：针对于智能可穿戴设备设置包括深度睡眠模式、在家模式和在校模式在内的通过不同的无线通信方式和频点进行工作的模式；
所述深度睡眠模式，适用于包括夜晚、休息日、上课中在内的场景下设置，休眠GPS/BD模块、4G/5G模块、2.4G模块和13.56M模块；
所述在家模式，适用于包括起床后，进入校园前、在家午休、以及下午离开校园后，到家之前在内的场景下设置，开启所述GPS/BD模块和所述4G/5G模块，关闭所述13.56M模块；其中，对于起床后，进入校园前和在家午休两种场景，需要额外开启所述2.4G模块，交替4G/5G工作频点和2.4GHz工作频点，监测当前无线信道，当所述2.4GHz工作频点监测到进入校园后，进入在校模式，对于下午离开校园后，到家之前的应用场景，无需额外开启所述2.4G模块，由家长确认到家后，进入所述深度睡眠模式；
所述在校模式，适用于到校后，非上课时间的场景下设置，休眠所述GPS/BD模块、所述4G/5G模块，开启所述2.4G模块和所述13.56M模块，交替所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点，监测当前无线信道；
S2：针对于不同的场景，所述智能可穿戴设备切换到不同的模式，进行工作。
进一步地，读取本学期课程表，获取当前上课信息，初始化包括上课时间长度、课间时间长度、上午上课时间和下午上课时间在内的时间参数；根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
进一步地，根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换，具体为:根据所述时间参数，以及不同的应用场景，设置不同的定时器，当所述定时器结束后，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
进一步地，使用所述4G/5G工作频点与所述智能可穿戴设备的管理平台进行交互，对所述智能可穿戴设备的当前时刻进行校准。
进一步地，对于学生午休包括在校午休和在家午休两种不同的方式；
当在校午休时，适用于在校模式，为防止学生可能临时走出校园的情况发生，在开启所述2.4G模块和所述13.56M模块的同时，额外开启所述4G/5G模块，交替所述4G/5G工作频点、所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点；
当在家午休时，适用于在家模式。
本发明还提供了了执行如上述的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法的系统，包括：
工作模式设置模块，用于针对于智能可穿戴设备设置包括深度睡眠模式、在家模式和在校模式在内的通过不同的无线通信方式和频点进行工作的模式；
所述深度睡眠模式，适用于包括夜晚、休息日、上课中在内的场景下设置，休眠GPS/BD模块、4G/5G模块、2.4G模块和13.56M模块；
所述在家模式，适用于包括起床后，进入校园前、在家午休、以及下午离开校园后，到家之前在内的场景下设置，开启所述GPS/BD模块和所述4G/5G模块，关闭所述13.56M模块；其中，对于起床后，进入校园前和在家午休两种场景，需要额外开启所述2.4G模块，交替4G/5G工作频点和2.4GHz工作频点，监测当前无线信道，当所述2.4GHz工作频点监测到进入校园后，进入在校模式，对于下午离开校园后，到家之前的应用场景，无需额外开启所述2.4G模块，由家长确认到家后，进入所述深度睡眠模式；
所述在校模式，适用于到校后，非上课时间的场景下设置，休眠所述GPS/BD模块、所述4G/5G模块，开启所述2.4G模块和所述13.56M模块，交替所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点，监测当前无线信道；
工作模式切换模块，用于针对于不同的场景，所述智能可穿戴设备切换到不同的模式，进行工作。
进一步地，工作模式切换模块，包括：
时间参数设置单元，用于读取本学期课程表，获取当前上课信息，初始化包括上课时间长度、课间时间长度、上午上课时间和下午上课时间在内的时间参数；根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
进一步地，所述时间参数设置单元，包括：
定时器设置子单元，用于根据所述时间参数，以及不同的应用场景，设置不同的定时器，当所述定时器结束后，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程度、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述的用于移动设备的低功耗待机方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如上述的用于移动设备的低功耗待机方法被执行。
与现有技术相比，本发明包括以下至少一种有益效果是：
(1)通过提供了中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法，包括步骤：S1：针对于智能可穿戴设备设置包括深度睡眠模式、在家模式和在校模式在内的通过不同的无线通信方式和频点进行工作的模式；S2：针对于不同的场景，所述智能可穿戴设备切换到不同的模式，进行工作。上述技术方案，结合具体教学场景，通过多个时空维度与不同组件的协同，设计自适应休眠模型，进一步降低智能可穿戴设备的功耗，延长智能可穿戴设备的待机时间。
(2)通过读取本学期课程表，获取当前上课信息，初始化包括上课时间长度、课间时间长度、上午上课时间和下午上课时间在内的时间参数；根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。上述技术方案，通过课程表来决定智能可穿戴设备的工作模式切换的时间，使得工作模式切换的时间点更加的准确。
(3)通过根据所述时间参数，以及不同的应用场景，设置不同的定时器，当所述定时器结束后，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。上述技术方案，引入的定时器，当定时器时间结束后，立即自动对工作模式进行切换，无需人为切换，同时提高切换时间点的准确率。
附图说明
图1为本发明中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法整体流程图；
图2为本发明中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法细节流程图，其中a,b,c为流程细节中的不同的步骤。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
第一实施例
如图2所示，本实施例提供了中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法，包括以下步骤：
S1：针对于智能可穿戴设备设置包括深度睡眠模式、在家模式和在校模式在内的通过不同的无线通信方式和频点进行工作的模式。
(1)所述深度睡眠模式，适用于包括夜晚、休息日、上课中在内的场景下设置，休眠GPS/BD模块、4G/5G模块、2.4G模块和13.56M模块；
(2)所述在家模式，适用于包括起床后，进入校园前、在家午休、以及下午离开校园后，到家之前在内的场景下设置，开启所述GPS/BD模块和所述4G/5G模块，关闭所述13.56M模块；其中，对于起床后，进入校园前和在家午休两种场景，需要额外开启所述2.4G模块，交替4G/5G工作频点和2.4GHz工作频点，监测当前无线信道，当所述2.4GHz工作频点监测到进入校园后，进入在校模式，对于下午离开校园后，到家之前的应用场景，无需额外开启所述2.4G模块，由家长确认到家后，进入所述深度睡眠模式；
(3)所述在校模式，适用于到校后，非上课时间的场景下设置，休眠所述GPS/BD模块、所述4G/5G模块，开启所述2.4G模块和所述13.56M模块，交替所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点，监测当前无线信道。
具体地，本实施例中，旨在针对于不同的应用场景，设置不同的工作模式，在应用场景进行切换的同时，对工作模式进行切换，最大限度的降低智能可穿戴设备的功耗，延长待机时长。
S2：针对于不同的场景，所述智能可穿戴设备切换到不同的模式，进行工作。
进一步地，读取本学期课程表，获取当前上课信息，初始化包括上课时间长度、课间时间长度、上午上课时间和下午上课时间在内的时间参数；根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
具体地，在本实施例中，切换工作模式的时间点，需要严格按照课程表来进行，以确保与学生上课休息的时间完全同步。
进一步地，根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换，具体为:根据所述时间参数，以及不同的应用场景，设置不同的定时器，当所述定时器结束后，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
具体地，在本实施例中，通过设置定时器，对工作模式进行切换，无需人为操作，且使得切换的时间点更加的准确。
进一步地，使用所述4G/5G工作频点与所述智能可穿戴设备的管理平台进行交互，对所述智能可穿戴设备的当前时刻进行校准。
进一步地，对于学生午休包括在校午休和在家午休两种不同的方式；
当在校午休时，适用于在校模式，为防止学生可能临时走出校园的情况发生，在开启所述2.4G模块和所述13.56M模块的同时，额外开启所述4G/5G模块，交替所述4G/5G工作频点、所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点；当在家午休时，适用于在家模式。
第二实施例
如图2所示，本实施例以一整天为例，对工作模式如何进行切换，进行举例，具体如下：
术语定义：
频点f1，是指4G/5G工作频点；
频点f2，是指2.4GHz工作频点；
频点f3，13.56MHz工作频点；
TC，学生上课时间长度，由校方设定；
TR，学生课间时间长度，由校方设定；
TSM，学生上午上课时间，由校方设定；
TSA，学生下午上课时间，由校方设定；
S，学生本学期课程表，由校方设定，学期初统一下载智能可穿戴设备；
具体工作描述如下：
智能可穿戴设备以频点f1，与平台交互，校准当前时刻；读取课程表S，获取当前上课信息，初始化变量TC、TR、TSM、TSA；
启动定时器(T1＝TSM-2-当前时刻)，智能可穿戴设备进入深度睡眠模式；
定时器(T1)结束，智能可穿戴设备进入在家模式，开启2.4G模块，开启GPS/BD模块，交替频点f1与f2，监测当前无线信道；
当以频点f2，监测到进入校园后，启动定时器(T2＝TSM-当前时刻)，智能可穿戴设备进入在校模式，开启13.56M模块，交替频点f2与f3，监测当前无线信道；关闭GPS/BD模块，休眠4G/5G模块；
定时器(T2)结束，启动定时器(T3＝TC)，进入深度睡眠模式，关闭2.4G模块、13.56M模块；
定时器(T3)结束，启动定时器(T4＝TR)，进入在校模式，开启2.4G模块、13.56M模块，交替频点f2与f3，监测当前无线信道；继续关闭GPS/BD模块，继续休眠4G/5G模块；
定时器(T4)结束，启动定时器(T3＝TC)，进入深度睡眠模式，关闭2.4G模块、13.56M模块，直至上午课程结束；
学生午休分为两种情况：
1、在校午休：
启动定时器(T5＝TSA-当前时刻)，智能可穿戴设备进入在校模式，开启2.4G模块、13.56M模块以及4G/5G模块，交替频点f1，f2与f3，监测当前无线信道；关闭GPS/BD模块；
2、在家午休：
当以频点f2，监测到离开校园后，启动定时器(T5＝TSA-当前时刻)，智能可穿戴设备进入在家模式，关闭13.56M模块，开启GPS/BD模块，开启4G/5G模块，定时休眠2.4G模块，交替频点f1，与f2，监测当前无线信道；
当以频点f2，监测到下午进入校园后，智能可穿戴设备进入在校模式，开启13.56M模块，关闭GPS/BD模块，休眠4G/5G模块，交替频点f2与f3，监测当前无线信道；
下午到校(在校)后，
定时器(T5)结束，启动定时器(T3＝TC)，进入深度睡眠模式，关闭2.4G模块、13.56M模块；
定时器(T3)结束，启动定时器(T4＝TR)，进入在校模式，开启2.4G模块、13.56M模块，继续关闭GPS/BD模块，继续休眠4G/5G模块；
定时器(T4)结束，启动定时器(T3＝TC)，进入深度睡眠模式，关闭2.4G模块、13.56M模块，直至下午课程结束；
当以频点f2，监测到下午离开校园后，智能可穿戴设备进入在家模式，关闭13.56M模块，关闭2.4G模块，开启GPS/BD模块，开启4G/5G模块。
学生到家后，收到家长确认，启动定时器(T6＝24-当前时刻)，进入深度睡眠模式；
定时器(T6)结束，开始新的一天。
第三实施例
为了对本发明更加清楚的进行说明，本实施例在第二实施例的基础上，加入具体的数据，再进一步地进行说明，具体如下：
以A学校为例，学生配备4G卡片机，具有GPS/BD定位(校外)，2.4GHz定位(校内)，2.4GHz校内信息汇聚，13.56MHz校内学生支付交互等。
1、学生终端以频点f1，校准当前时刻0:00；读取课程表S，初始化变量如：TC＝45分钟、TR＝10分钟、TSM＝8:00、TSA＝13:00；
2、启动定时器(T1＝6小时)，学生终端进入深度睡眠模式；定时器(T1)结束，开启2.4G模块与GPS/BD模块，交替频点f1与f2，监测当前无线信道；
3、当以频点f2，监测到进入校园后，启动定时器(T2＝8:00-当前时刻)，开启13.56M模块，关闭GPS/BD模块，休眠4G/5G模块；交替频点f2与f3，监测当前无线信道；
4、定时器(T2)结束，启动定时器(T3＝45分钟)，进入深度睡眠模式，关闭2.4G模块、13.56M模块；定时器(T3)结束，启动定时器(T4＝10分钟)，开启2.4G模块、13.56M模块，交替频点f2与f3，监测当前无线信道；继续关闭GPS/BD模块，继续休眠4G/5G模块；定时器(T4)结束，启动定时器(T3＝TC)，进入深度睡眠模式，关闭2.4G模块、13.56M模块，直至上午课程结束；
5、学生午休分为两种情况：
(1)在校午休：
启动定时器(T5＝TSA-当前时刻)，学生终端进入在校模式，开启2.4G模块、13.56M模块以及4G/5G模块，交替频点f1，f2与f3，监测当前无线信道；关闭GPS/BD模块；
(2)在家午休：
当以频点f2，监测到离开校园后，启动定时器(T5＝13:00-当前时刻)，学生终端进入在家模式，关闭13.56M模块，开启GPS/BD模块，开启4G/5G模块，定时休眠2.4G模块，交替频点f1，与f2，监测当前无线信道；
当以频点f2，监测到下午进入校园后，学生终端进入在校模式，开启13.56M模块，关闭GPS/BD模块，休眠4G/5G模块，交替频点f2与f3，监测当前无线信道；
6、下午到校(在校)后，定时器(T5)结束，启动定时器(T3＝45分钟)，进入深度睡眠模式，关闭2.4G模块、13.56M模块；定时器(T3)结束，启动定时器(T4＝10分钟)，进入在校模式，开启2.4G模块、13.56M模块，继续关闭GPS/BD模块，继续休眠4G/5G模块；定时器(T4)结束，启动定时器(T3＝45分钟)，进入深度睡眠模式，关闭2.4G模块、13.56M模块，直至下午课程结束；
6、当以频点f2，监测到下午离开校园后，学生终端进入在家模式，关闭13.56M模块，关闭2.4G模块，开启GPS/BD模块，开启4G/5G模块。
学生到家后，收到家长确认，启动定时器(T6＝24:00-当前时刻)，进入深度睡眠模式；
定时器(T6)结束，开始新的一天。
第四实施例
本实施例提供了执行如第一实施例中的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法的系统，包括：
工作模式设置模块1，用于针对于智能可穿戴设备设置包括深度睡眠模式、在家模式和在校模式在内的通过不同的无线通信方式和频点进行工作的模式；
所述深度睡眠模式，适用于包括夜晚、休息日、上课中在内的场景下设置，休眠GPS/BD模块、4G/5G模块、2.4G模块和13.56M模块；
所述在家模式，适用于包括起床后，进入校园前、在家午休、以及下午离开校园后，到家之前在内的场景下设置，开启所述GPS/BD模块和所述4G/5G模块，关闭所述13.56M模块；其中，对于起床后，进入校园前和在家午休两种场景，需要额外开启所述2.4G模块，交替4G/5G工作频点和2.4GHz工作频点，监测当前无线信道，当所述2.4GHz工作频点监测到进入校园后，进入在校模式，对于下午离开校园后，到家之前的应用场景，无需额外开启所述2.4G模块，由家长确认到家后，进入所述深度睡眠模式；
所述在校模式，适用于到校后，非上课时间的场景下设置，休眠所述GPS/BD模块、所述4G/5G模块，开启所述2.4G模块和所述13.56M模块，交替所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点，监测当前无线信道；
工作模式切换模块2，用于针对于不同的场景，所述智能可穿戴设备切换到不同的模式，进行工作。
进一步地，工作模式切换模块2，进一步包括：
时间参数设置单元21，用于读取本学期课程表，获取当前上课信息，初始化包括上课时间长度、课间时间长度、上午上课时间和下午上课时间在内的时间参数；根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
进一步地，所述时间参数设置单元21，进一步包括：
定时器设置子单元211，用于根据所述时间参数，以及不同的应用场景，设置不同的定时器，当所述定时器结束后，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机代码，当计算机代码被执行时，如上述方法被执行。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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。
本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个功能或步骤的电路。如本说明书实施例所示实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Net work Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本说明书实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本说明书实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子系统执行时，使得所述电子系统执行实施例一所述的方法。在此不再赘述。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

Claims (10)

1.中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：针对于智能可穿戴设备设置包括深度睡眠模式、在家模式和在校模式在内的通过不同的无线通信方式和频点进行工作的模式；
所述深度睡眠模式，适用于包括夜晚、休息日、上课中在内的场景下设置，休眠GPS/BD模块、4G/5G模块、2.4G模块和13.56M模块；
所述在家模式，适用于包括起床后，进入校园前、在家午休、以及下午离开校园后，到家之前在内的场景下设置，开启所述GPS/BD模块和所述4G/5G模块，关闭所述13.56M模块；其中，对于起床后，进入校园前和在家午休两种场景，需要额外开启所述2.4G模块，交替4G/5G工作频点和2.4GHz工作频点，监测当前无线信道，当所述2.4GHz工作频点监测到进入校园后，进入在校模式，对于下午离开校园后，到家之前的应用场景，无需额外开启所述2.4G模块，由家长确认到家后，进入所述深度睡眠模式；
所述在校模式，适用于到校后，非上课时间的场景下设置，休眠所述GPS/BD模块、所述4G/5G模块，开启所述2.4G模块和所述13.56M模块，交替所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点，监测当前无线信道；
S2：针对于不同的场景，所述智能可穿戴设备切换到不同的模式，进行工作。
2.根据权利要求1所述的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法，其特征在于，还包括：
读取本学期课程表，获取当前上课信息，初始化包括上课时间长度、课间时间长度、上午上课时间和下午上课时间在内的时间参数；
根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
3.根据权利要求2所述的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法，其特征在于，根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换，具体为:
根据所述时间参数，以及不同的应用场景，设置不同的定时器，当所述定时器结束后，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
4.根据权利要求1所述的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法，其特征在于，还包括：使用所述4G/5G工作频点与所述智能可穿戴设备的管理平台进行交互，对所述智能可穿戴设备的当前时刻进行校准。
5.根据权利要求1所述的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法，其特征在于，对于学生午休包括在校午休和在家午休两种不同的方式；
当在校午休时，适用于在校模式，为防止学生可能临时走出校园的情况发生，在开启所述2.4G模块和所述13.56M模块的同时，额外开启所述4G/5G模块，交替所述4G/5G工作频点、所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点；
当在家午休时，适用于在家模式。
6.执行如权利要求1-5中任意一项所述的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗方法的系统，其特征在于，包括：
工作模式设置模块，用于针对于智能可穿戴设备设置包括深度睡眠模式、在家模式和在校模式在内的通过不同的无线通信方式和频点进行工作的模式；
所述深度睡眠模式，适用于包括夜晚、休息日、上课中在内的场景下设置，休眠GPS/BD模块、4G/5G模块、2.4G模块和13.56M模块；
所述在家模式，适用于包括起床后，进入校园前、在家午休、以及下午离开校园后，到家之前在内的场景下设置，开启所述GPS/BD模块和所述4G/5G模块，关闭所述13.56M模块；其中，对于起床后，进入校园前和在家午休两种场景，需要额外开启所述2.4G模块，交替4G/5G工作频点和2.4GHz工作频点，监测当前无线信道，当所述2.4GHz工作频点监测到进入校园后，进入在校模式，对于下午离开校园后，到家之前的应用场景，无需额外开启所述2.4G模块，由家长确认到家后，进入所述深度睡眠模式；
所述在校模式，适用于到校后，非上课时间的场景下设置，休眠所述GPS/BD模块、所述4G/5G模块，开启所述2.4G模块和所述13.56M模块，交替所述2.4GHz工作频点和13.56MHz工作频点，监测当前无线信道；
工作模式切换模块，用于针对于不同的场景，所述智能可穿戴设备切换到不同的模式，进行工作。
7.根据权利要求6所述的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗系统，其特征在于，工作模式切换模块，进一步包括：
时间参数设置单元，用于读取本学期课程表，获取当前上课信息，初始化包括上课时间长度、课间时间长度、上午上课时间和下午上课时间在内的时间参数；根据所述时间参数，设置切换工作模式的时间点，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
8.根据权利要求7所述的中小学生智能可穿戴设备的多维协同低功耗系统，其特征在于，所述时间参数设置单元，进一步包括：
定时器设置子单元，用于根据所述时间参数，以及不同的应用场景，设置不同的定时器，当所述定时器结束后，对所述智能可穿戴设备的工作模式进行切换。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程度、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-5中任意一项所述的用于移动设备的低功耗待机方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如权利要求1-5中任一项所述的用于移动设备的低功耗待机方法被执行。
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