CN114384793A - 一种多智能设备的监控系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能设备温度控制领域,具体涉及一种多智能设备的监控系统及其控制方法。本发明在智能设备处理器性能下降而导致数据实时性下降时,可以通过切换智能设备的工作状态,使其他处理器性能良好的智能设备工作,从而保证数据的实时性;同时在对智能设备进行切换时采用并跑原则,即存在多个智能设备同时工作,可以最大程度的保证数据的可靠性,避免数据丢失。
Description
技术领域
本发明属于智能设备温度控制领域,具体涉及一种多智能设备的监控系统及其控制方法。
背景技术
在工业环境中,很多地方需要布置监控设备,特别是近几年随着图像识别技术的发展,很多领域如安防、智能家居、智慧交通、工业生产等都会使用到图像识别技术,需要安装可以实现图像识别功能的智能设备。如果智能设备工作在高温环境,或者设备的散热装置出现问题,由于温度过高,智能设备将异常工作,导致监测的实时性不能得到满足,最坏的情况是可能出现监测数据的缺失。因此需要实时地获取设备温度,并根据设备的温度调整智能设备的工作策略,使监控设备的实时性能得到满足。
目前,控制智能设备的处理器温度主要有以下方法:CPU控制频率:将所获取的CPU芯片温度与预设的温度阈值进行比较,如果所获取的芯片温度值大于所预设的温度值,则对CPU的工作频率进行调整,一般会调低工作频率。不同CPU预设的温度值不相同,也可能会有多个阈值,并且调整的频率也会有多种频率。例如目前NXP平台的芯片对芯片温度的控制方式如下:当所获取的CPU当前温度大于第一阈值,则CPU降低工作频率于某一频率;当所获取的CPU当前温度大于第二阈值,则CPU停止工作。CPU控制频率及电压:通过获取CPU芯片的当前温度值,将所获取的温度值与预设的温度阈值进行比较;如果当前温度值大于所预设的温度值,则对CPU的工作电压或频率进行相应的调整。CPU控制频率及负载进程:判断CPU的温度是否大于预设温度,若CPU的温度大于预设温度,则判断CPU的实时负载进程是否为已标识的负载进程;若CPU中的实时负载进程为已标识的负载进程,则控制CPU的运行频率小于或等于预设的第一阈值。智能设备的降温控制:当智能设备的温度超过预设的温度阈值时,智能设备的高温报警子模块发送高温异常报警时,还同步向用户发送是否降温请求指令;若是,则关闭屏幕,结束后台进程,切断网络,强制系统进入休眠,处理器降温低频;若否,则自动清理后台进行进程,结束大资源的进程,并自动降低屏幕亮度。通过散热设备控制设备温度:测量CPU与设备温度并与预设温度阈值进行比较,控制散热模块工作。
现有技术中的监控系统,大多仅单智能设备进行监测数据的处理,并且对监控系统中智能设备的控制方法也都是基于单智能设备的策略;一旦智能设备的工作温度或者设备散热出现问题,将会导致监控数据失去实时性,甚至导致监控数据的缺失;因此现有的监控设备稳定性不好,可靠性不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的监控系统可靠性不高,稳定性不好,提供一种多智能设备的监控系统及其控制方法。
为了实现上述发明目的,本发明第一方面提供一种多智能设备控制方法,所述方法应用于云平台,所述方法包括:通过处于第一工作状态的智能设备上传的监测数据得到处于第一工作状态的智能设备的工作性能,当工作性能低于阈值时,控制处于第二工作状态的智能设备切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第一工作状态;对比当前三个处于第一工作状态的智能设备的工作性能,将工作性能最差的智能设备切换至休眠状态,性能居中的智能设备切换至第二工作状态。
进一步的是,所述智能设备的工作性能,通过所述监测数据中的应答时间戳和\或单位时间内图片帧的数量得到。
进一步的是,所述方法还包括,所述云平台周期性的控制处于第二工作状态的智能设备切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第一工作状态,当三个智能设备均处于第一工作状态后,对比三个处于第一工作状态的智能设备的工作性能,将性能最差的智能设备切换至休眠状态,性能居中的智能设备切换至第二工作状态。本发明考虑到,大多数监控系统在设计时,出于成本考虑,都会让智能设备的处理器超频运行,令处理器长时间超频工作势必会影响处理器的寿命,因此本发明采用轮换的方式,可以统一各智能设备的寿命。
本发明第二方面提供一种多智能设备控制方法,所述方法应用于智能设备,在云平台与所述智能设备通讯连接断开时,处于第一工作状态的智能设备控制处于第二工作状态的智能设备变更为第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第二工作状态。
本发明第三方面提供一种多智能设备的监控系统,包括,云平台、监控设备以及三个智能设备;所述云平台分别与所述三个智能设备建立通讯连接,所述三个智能设备两两建立通讯连接,所述三个智能设备分别与监控设备建立通讯连接;云平台控制一个所述智能设备处于休眠状态、一个所述智能设备处于第一工作状态、一个所述智能设备处于第二工作状态;
所述云平台监测处于第一工作状态的所述智能设备的实时性,当实时性低于第一阈值时,控制处于第二工作状态的智能设备切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第一工作状态;当三个智能设备均处于第一工作状态后,对比三个处于第一工作状态的智能设备的工作性能,将性能最差的智能设备切换至休眠状态,性能居中的智能设备切换至第二工作状态;
处于第一工作状态的所述智能设备,处理器以额定频率或超频运行,用于获取监控设备的监控数据,本地存储后上传给云平台;
处于第二工作状态的所述智能设备,处理器低频运行,保持与云平台的心跳包,所述心跳包包含处理器温度以及工作状态;
处于休眠工作状态的所述智能设备,处理器停止工作。
进一步的是,所述云平台通过监测处于第一工作状态的智能设备上传的数据的应答时间戳,监测处于第一工作状态的智能设备的实时性。
进一步的是,所述云平台周期性的控制处于第二工作状态的智能设备切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第一工作状态,当三个智能设备均处于第一工作状态后,对比三个处于第一工作状态的智能设备的工作性能,将性能最差的智能设备切换至休眠状态,性能居中的智能设备切换至第二工作状态。
进一步的是,当所述云平台与所述智能设备通讯连接断开时,处于第一工作状态的智能设备控制处于第二工作状态的智能设备变更为第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第二工作状态。当云平台出现故障或者云平台与智能设备的连接出现故障时,两个智能设备同时工作获取监控设备的监控数据并进行本地存储,可以提升本系统的可靠性。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1.本发明在智能设备处理器性能下降而导致数据实时性下降时,可以通过切换智能设备的工作状态,使其他处理器性能良好的智能设备工作,从而保证数据的实时性;同时在对智能设备进行切换时采用并跑原则,即存在多个智能设备同时工作,可以最大程度的保证数据的可靠性,避免数据丢失;
2.在本发明的一些优选实施例中,周期性的对多个智能设备进行轮换,可以平衡智能设备的寿命,保证单一智能设备并不会长时间处于工作状态,可以延长设备整体的使用寿命。
附图说明
图1为本发明示例性实施例中提出的监控系统原理图;
图2为本发明示例性实施例中提出的智能设备结构图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
图1为本发明示例性实施例提供的一种多智能设备监控系统原理图,为保证系统监控的实时性,本系统设计为由三台监测设备组成监测群组,用于对实时性监测要求较高,需要长时间运行,且运行环境较为恶劣的工作环境,三台设备分别对应不同工作状态,云平台可以通过算法模型,监测设备的工作状态,并根据设备工作状态进行智能切换,使得云平台接收到的监测数据实时性不受影响。
智能设备A B C 均与云平台和传感器连接,设备之间通过硬线连接,在一些情况下也可以通过蓝牙通讯连接,实现休眠唤醒工作模式切换功能及复位重启功能。
本实施例中的智能设备有三种工作状态,分别是:
第一工作状态:为全速状态,CPU运行在额定频率或超频运行,采集监测数据本地存储后上传监测数据到云平台;
第二工作状态:为低速状态,CPU运行在低频,保持与云平台的心跳包,心跳包包含设备温度及工作状态信息;
休眠状态. CPU停止工作,需要其他设备唤醒,唤醒后进入第二工作状态,并根据进一步的指令进入第一工作状态。
图2示出了本发明的智能设备结构图;智能设备可以包含温度监测模块、监控模块、时钟管理模块、中央处理器(CPU)、以及通讯模块。当智能设备的散热效果不理想、散热系统出问题或者环境温度过高时均会导致设备温度过高,进而导致CPU降频,CPU降频会导致设备运行卡顿,严重情况下设备会自动反复重启甚至关机不能使用,会导致监测数据实时性的降低。智能设备可以是,基于arm或其他架构,具备操作系统及CPU及存储单元的嵌入式设备,例如工业平板,工控机等。因此对于监测数据实时性要求很高的系统,需要多台监测设备协同工作以保证数据的实时性。具体协同工作方式如下所述:
在系统开始运行时,系统随机选择智能设备A进入第一工作状态、智能设备B进入第二工作状态,智能设备C进入休眠状态。
云平台还可以通过监测智能设备A上传的监控数据中的应答时间戳或单位时间内的图像帧数量,得到智能设备A的工作性能,当工作性能低于阈值时(例如,每秒内的图像帧数量少于60帧,应答时间戳内记载的应答时间大于20ms),控制智能设备B切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备C,并将智能设备C切换工作状态至第一工作状态;对比智能设备A、智能设备B和智能设备C的工作性能,将工作性能最差的智能设备A切换至休眠状态,性能居中的智能设备B切换至第二工作状态,工作性能最好的智能设备C保持在第一工作状态。
优选的,云平台还可以以天为单位,将智能设备A、B、C全部切换至第一工作状态,比较智能设备A、B、C的工作性能,发送信号控制性能最差的智能设备使其切换为休眠状态,发送信号控制性能居中的智能设备使其切换为第二工作状态,发送信号控制性能最好的智能设备使其切换为第一工作状态。
当在云平台发生故障或者云平台与智能设备的连接发生故障导致云平台与所述智能设备A、B、C通讯连接断开时,处于智能设备A控制智能设备B变更为第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备C并切换工作状态至第二工作状态。可以最大程度的保证数据的安全。
实施例2
本实施例主要提供一种多智能设备的监控系统,本系统设计为由三台监测设备组成监测群组,用于对实时性监测要求较高,需要长时间运行,且运行环境较为恶劣的工作环境,三台设备分别对应不同工作状态,云平台通过算法,监测设备的工作状态,根据设备工作状态进行智能切换,以达到各设备都能运行在稳定工作状态,避免数据实时采集收到影响的目的,智能设备均与云平台和传感器连接,设备之间通过硬线连接,实现休眠唤醒工作模式切换功能及复位重启功能,每台设备都可以通过设备自身的温度传感器获取到其他设备的温度信息。
设备有三种工作状态:
第一工作状态:全速状态,CPU运行在额定频率,用于采集监测数据并上传监测数据到云平台,此设备作为主设备使用,采集实时数据。
第二工作状态:低速状态,CPU运行在低频,保持与云平台的心跳包,心跳包包含设备温度及工作状态信息,此设备作为从设备,当主设备工作能力下降时,切换成主设备。
第三工作状态:休眠状态. CPU停止工作,需要其他设备唤醒,唤醒后立即进入第二工作状态。工作状态切换方式:此状态设备作为备用设备。
云平台通过计算设备温度及上传的设备性能指标、应答时间戳,建立对应算法模型,模拟实际工作环境进行训练,优化算法,以达到能够及时捕捉及预测设备工作状态曲线,并设置预警点(为避免切换过程中实时数据受到影响,须预留足够buffer),在设备能力下降到预警点时,立即启动从设备及备用设备为全速工作状态,工作状态稳定后,云平台选择性能指标最好的切换为主设备,性能指标最差的进入休眠,另外1台切换为从设备。
2. 切换策略:
1)智能切换:
算法预测,最优原则,选择性能最优的为主设备。
无缝切换,并跑原则,在切换成主设备之前,为保证数据实时性不受影响,须至少预启动两台设备进入主设备状态,指标状态更优的云平台直接进行数据切换。
2)定时切换:
除了运用算法控制,还可以使用定时切换策略,以保证各设备不会长时间处于超负荷工作状态,延迟设备使用寿命。
可以理解的是,智能切换及定时切换可通过云平台设置优先级,在实际使用中可以智能切换为主,周期切换为辅的切换策略,例如当智能切换发生后重新计算定时切换的周期。同时,在切换发起到切换结束过程中不重复响应切换请求。
3)异常重启:
当一台设备异常卡死或者低于最低性能标准时,需要及时对设备进行重启,云平台发送立即重启指令给主设备,主设备通过硬件reset接口对其重启,如果是主设备出现异常时,则通过从设备对其重启。
3. 主控变更策略:
前面采用的策略都是基于云平台作为主控对各设备进行控制,当网络出现异常时,云平台无法控制,也无法接受监测数据,此时,主设备需要立即接管主控功能,从设备转为主设备,休眠设备转为从设备,主控设备通过内置算法对各设备状态进行监控,必要时进行主从切换,各设备之间通过预定义协议同步状态,并根据协议规则进行状态切换,当与云平台失去连接时,将启动双设备采集信息及备份机制,后台连接恢复后,由一台设备(从设备)同步上传本地采集备份数据信息到后台。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多智能设备控制方法,其特征在于,所述方法应用于云平台,所述方法包括:通过处于第一工作状态的智能设备上传的监测数据得到处于第一工作状态的智能设备的工作性能,当工作性能低于阈值时,控制处于第二工作状态的智能设备切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第一工作状态;对比当前三个处于第一工作状态的智能设备的工作性能,将工作性能最差的智能设备切换至休眠状态,性能居中的智能设备切换至第二工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种多智能设备控制方法,其特征在于,所述智能设备的工作性能,通过所述监测数据中的应答时间戳和/或单位时间内图片帧的数量得到。
3.根据权利要求1或2所述的一种多智能设备控制方法,其特征在于,所述云平台周期性地控制处于第二工作状态的智能设备切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第一工作状态,当三个智能设备均处于第一工作状态后,对比三个处于第一工作状态的智能设备的工作性能,将性能最差的智能设备切换至休眠状态,性能居中的智能设备切换至第二工作状态。
4.一种多智能设备控制方法,其特征在于,所述方法应用于智能设备,在云平台与所述智能设备通讯连接断开时,处于第一工作状态的智能设备控制处于第二工作状态的智能设备变更为第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第二工作状态。
5.一种多智能设备的监控系统,其特征在于,包括,云平台、监控设备以及三个智能设备;所述云平台分别与所述三个智能设备建立通讯连接,所述三个智能设备两两建立通讯连接,所述三个智能设备分别与监控设备建立通讯连接;云平台控制一个所述智能设备处于休眠状态、一个所述智能设备处于第一工作状态、一个所述智能设备处于第二工作状态;
所述云平台用于监测处于第一工作状态的所述智能设备的工作性能,当工作性能低于阈值时,控制处于第二工作状态的智能设备切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第一工作状态;当三个智能设备均处于第一工作状态后,对比三个处于第一工作状态的智能设备的工作性能,将性能最差的智能设备切换至休眠状态,性能居中的智能设备切换至第二工作状态;
处于第一工作状态的所述智能设备,用于获取监控设备的监控数据本地存储后上传给云平台;
处于第二工作状态的所述智能设备,处理器低频运行,用于保持与云平台的心跳包,所述心跳包包含处理器温度以及工作状态;
处于休眠工作状态的所述智能设备,处理器停止工作。
6.根据权利要求5所述的一种多智能设备的监控系统,其特征在于,所述云平台通过监测处于第一工作状态的智能设备上传的数据的应答时间戳和/或单位时间内图片帧的数量,监测处于第一工作状态的智能设备的工作性能。
7.根据权利要5或6所述的一种多智能设备监控系统,其特征在于,所述云平台被配置为按照预设周期控制处于第二工作状态的智能设备切换工作状态至第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第一工作状态,当三个智能设备均处于第一工作状态后,对比三个处于第一工作状态的智能设备的工作性能,将性能最差的智能设备切换至休眠状态,性能居中的智能设备切换至第二工作状态。
8.根据权利要求7所述的一种多智能设备监控系统,其特征在于,当所述云平台与所述智能设备通讯连接断开时,处于第一工作状态的智能设备控制处于第二工作状态的智能设备变更为第一工作状态,以及唤醒处于休眠状态的智能设备并切换工作状态至第二工作状态。
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