CN115767699B - 一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统及方法，涉及智能家居设备领域。本发明包括，将家居设备划分为基础功耗模块、运行功耗模块、通讯单元以及电源，其中，基础功耗模块包括控制单元和电源，运行功耗模块包括执行单元和/或传感单元；判断电源是否为电池，若是则获取电源的剩余电量；根据电源的剩余电量；获取基础功耗模块、运行功耗模块以及通讯单元的用电功率；获取低电量响应时间；根据电源的剩余电量、基础功耗模块的用电功率、运行功耗模块的用电功率、通讯单元的用电功率以及低电量响应时间得到电源的低电量值。本发明延长家居设备续航时间，提高换电使用体验。

Description

一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统及方法

技术领域

本发明属于智能家居设备技术领域，特别是涉及一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统及方法。

背景技术

随着生活水平的提高，普通家庭中智能家居设备的数量和种类也在不断提高。但是受制于家庭电路部署原因无法为每一个家居设备接入市电，而是对低功耗和移动的设备使用电池进行供电，例如温湿度计、扫地机器人、智能音箱、环境颗粒物传感器等等。

但是受限于成本和尺寸，家居设备的电池容量有限，导致不同功率的家居设备续航时间长短不一，例如使用7号电池的温湿度计续航之间能够达到一年以上，而使用2000mAh的扫地机器人续航时间不到20分钟，这就导致使用者对家居设备的电力管理手足无措。

在专利公开号为CN114326411A的专利中公开了一种智能家居电力管理系统及其管理方法，所述智能家居电力管理系统，包括电量查询模块、方案配置模块、调控提醒模块和电器变频控制模块；所述电量查询模块，用于查询所有电器耗电总量超出周期设定电量警戒线的控制信号；所述方案配置模块，用于在所有电器耗电总量超出周期设定电量警戒线时，重新配置高耗电电器的电力配置方案；所述调控提醒模块，用于提醒用户需要重新配置电力配置方案的电器设备。但是上述方案仅仅是对用电设备的耗电量进行提醒，但没有对设备的工作策略进行规划，无法起到省电的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统及方法，通过对家居设备的功耗进行规划，有效延长家居设备的使用时间，为用户更换电池争取更长的时间，有效保障家居设备的可靠性和使用体验。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种基于边缘计算的智能家居电力管理方法，包括，

将家居设备划分为基础功耗模块、运行功耗模块、通讯单元以及电源，其中，所述基础功耗模块包括控制单元和电源，所述运行功耗模块包括执行单元和/或传感单元；

判断所述电源是否为电池，若是则获取所述电源的剩余电量；

根据所述电源的剩余电量；

获取所述基础功耗模块、所述运行功耗模块以及所述通讯单元的用电功率；

获取低电量响应时间；

根据所述电源的剩余电量、所述基础功耗模块的用电功率、所述运行功耗模块的用电功率、所述通讯单元的用电功率以及所述低电量响应时间得到所述电源的低电量值；

当所述电源的剩余电量达到所述低电量值，则获取所述运行功耗模块和通讯单元的运行记录；

根据所述运行功耗模块和所述通讯单元的运行记录控制所述运行功耗模块和/或所述通讯单元间隔工作，得到低功耗运行规划；

根据所述低功耗运行规划、所述运行功耗模块和所述通讯单元的用电功率以及所述电量响应时间得到所述电源的警示电量值；

当所述电源的剩余电量达到所述警示电量值，则通知管理人员更换所述电源。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述电源的剩余电量、所述基础功耗模块的用电功率、所述运行功耗模块的用电功率、所述通讯单元的用电功率以及所述低电量响应时间得到所述电源的低电量值的步骤，包括，

将所述基础功耗模块的用电功率、所述运行功耗模块的用电功率以及所述通讯单元的用电功率累加得到所述家居设备的额定总功率；

若所述电源的剩余电量降低至不足以按照所述家居设备的额定总功率运行低电量响应时间，则判断此时所述电源的剩余电量达到低电量值。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述运行功耗模块和所述通讯单元的运行记录控制所述运行功耗模块和/或所述通讯单元间隔工作，得到低功耗运行规划的步骤，包括，

所述运行功耗模块中包括所述执行单元；

根据所述运行功耗模块的运行记录得到所述执行单元平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值以及每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值；

根据所述通讯单元的运行记录获取所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值以及每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值；

获取所述家居设备的允许误差率；

根据所述执行单元和所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值以及允许误差率得到低功耗运行规划。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述执行单元和所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值以及允许误差率得到低功耗运行规划的步骤，包括，

分别所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差；

获取所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例；

按照所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例将所述允许误差率进行分拆，得到所述执行单元和所述通讯单元的允许子误差率；

根据所述执行单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率；

根据所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率；

分别根据所述执行单元和所述通讯单元对应的允许子误差率、每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率筛选出符合误差率的工作时间和工作间隔时间作为所述执行单元和所述通讯单元的低功耗允许规划中的工作时间和工作间隔时间。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述运行功耗模块和所述通讯单元的运行记录控制所述运行功耗模块和/或所述通讯单元间隔工作，得到低功耗运行规划的步骤，包括，

所述运行功耗模块中包括所述传感单元；

根据所述运行功耗模块的运行记录得到所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射；

根据所述通讯单元的运行记录获取所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值；

获取所述家居设备的允许误差率；

根据所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划的步骤，包括，

根据所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射得到所述传感单元的检测量化结果关于时间的拟合函数；

获取所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值以及标准差；

获取所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差；

按照所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值与标准差与所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例对所述允许误差率进行分拆，得到所述传感单元和所述通讯单元的允许子误差率；

根据所述传感单元的检测量化结果关于时间的拟合函数得到所述传感单元的检测预估量化结果；

根据所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的分布获取所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的发生概率；

根据所述传感单元的每个检测量化结果的测量间隔时间以及所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的发生概率得到未实际检测状态下所述传感单元的检测预估量化结果与实际值的差值分布概率关于时间的关系；

根据所述传感单元的允许子误差率以及未实际检测状态下所述传感单元的检测预估量化结果与实际值的差值分布概率关于时间的关系得到所述传感单元在低功耗允许规划中的间隔工作时间；

根据所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到所述通讯单元的低功耗允许规划中的工作时间和工作间隔时间。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述运行功耗模块和所述通讯单元的运行记录控制所述运行功耗模块和/或所述通讯单元间隔工作，得到低功耗运行规划的步骤，包括，

所述运行功耗模块中包括所述执行单元和所述传感单元；

根据所述运行功耗模块的运行记录得到所述执行单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值；

根据所述运行功耗模块的运行记录得到所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射；

根据所述通讯单元的运行记录获取所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值；

获取所述家居设备的允许误差率；

根据所述执行单元和通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述执行单元和通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划的步骤，包括，

分别所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差；

获取所述传感单元的每个检测量化结果与检测量化结果关于时间的拟合函数中对应值的差值以及标准差；

根据所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差、所述传感单元的每个检测量化结果与检测量化结果关于时间的拟合函数中对应值的差值以及标准差的比例对所述允许误差率进行分拆，得到所述执行单元、所述传感单元以及所述通讯单元的允许子误差率；

根据所述执行单元和通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到所述执行单元和所述通讯单元在低功耗允许规划中的间隔工作时间；

根据所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射得到所述传感单元在低功耗允许规划中的间隔工作时间。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括，

获取多个所述家居设备分布的空间；

获取所述传感单元的种类；

若分布于同一空间的多个所述家居设备的电源剩余电量低于警示电量值，且所述传感单元的种类相同，则，

获取所述传感单元之间的检测量化结果的差值；

关闭剩余电量百分比较低的所述传感单元；

根据剩余电量百分比较高的所述传感单元的检测量化结果以及检测量化结果的差值得到剩余电量百分比较低的所述传感单元的检测预估量化结果。

本发明还公开了一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统，包括，

若干个家居设备；

所述家居设备包括基础功耗模块、运行功耗模块、通讯单元以及电源；

其中，所述基础功耗模块包括控制单元和电源，所述运行功耗模块包括执行单元和/或传感单元；

所述控制单元按照上述的方法控制所述家居设备运行。

本发明对电池供电的家居设备的功能模型进行划分，保持基础功耗模块正常工作，在不影响家居设备正常工作的状态下让运行功耗模块和通讯单元间歇工作，降低了家居设备的整体用电功率，增加了电源剩余电量的使用时间，给用户更换电池争取到更宽松的时间，提高用户的使用体验。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统于一实施例的示意图；

图2为本发明所述一种基于边缘计算的智能家居电力管理方法于一实施例的示意图一；

图3为本发明所述步骤S5于一实施例的示意图；

图4为本发明所述步骤S7于一实施例的示意图一；

图5为本发明所述步骤S714于一实施例的示意图；

图6为本发明所述步骤S7于一实施例的示意图二；

图7为本发明所述步骤S724于一实施例的示意图；

图8为本发明所述步骤S7于一实施例的示意图三；

图9为本发明所述步骤S735于一实施例的示意图；

图10为本发明所述一种基于边缘计算的智能家居电力管理方法于一实施例的示意图二。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-家居设备；

11-基础功耗模块，111-控制单元，112-电源；

12-运行功耗模块，121-执行单元，122-传感单元；

13-通讯单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供了一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统方法。系统由一个或多个家居设备1组成，家居设备1中的控制单元111控制家居设备1的运行，两个家居设备1之间的控制单元111能够通过通讯单元13时间双向信息交互。在每个家居设备1中可以按照功能状态划分为基础功耗模块11、运行功耗模块12以及通讯单元13。基础功耗模块11顾名思义是维持家居设备1工作必备的部分，包括控制单元111和电源112。运行功耗模块12是家居设备1的功能单元，由于设备并非是时时刻刻保持功能运转，例如温湿度计可以间隔一段时间采集温湿度，扫地机器人是间隔进行工作，因此可以将执行单元121和传感单元122划入运行功耗模块12。

请参阅图1至2所示，按照上述的模块划分原则，首先执行步骤S1将家居设备1划分为基础功耗模块11、运行功耗模块12以及通讯单元13。接下来判断电源112是否为电池，若是则接下来可以执行步骤S2获取电源112的剩余电量。接下来可以执行步骤S3获取基础功耗模块11、运行功耗模块12以及通讯单元13的用电功率。接下来可以执行步骤S4获取低电量响应时间，低电量响应时间可以是出场设定的默认值，比如24小时，也可以是用户自定义的时间。接下来可以执行步骤S5根据电源112的剩余电量、基础功耗模块11的用电功率、运行功耗模块12的用电功率、通讯单元13的用电功率以及低电量响应时间得到电源112的低电量值，当电源112的剩余电量达到低电量值，则接下来可以执行步骤S6获取运行功耗模块12和通讯单元13的运行记录，接下来可以执行步骤S7根据运行功耗模块12和通讯单元13的运行记录控制运行功耗模块12和/或通讯单元13间隔工作，得到低功耗运行规划，也是控制单元111控制运行功耗模块12和通讯单元13的间隔工作规划。接下来可以执行步骤S8根据低功耗运行规划、运行功耗模块12和通讯单元13的用电功率以及电量响应时间得到电源112的警示电量值，在此种状态下，电源112中的电量已经很低，需要执行步骤S9通知用户等管理人员更换电源112，也可以是驱动设备自主执行换电或充电操作。

请参阅图3所示，为了获取电源112的低电量值，用以实现对用户等管理人员的预警提醒，上述步骤S5在执行的过程中首先可以执行步骤S51将基础功耗模块11的用电功率、运行功耗模块12的用电功率以及通讯单元13的用电功率累加得到家居设备1的额定总功率。接下来可以执行步骤S52判断电源112的剩余电量是否降低至不足以按照家居设备1的额定总功率运行低电量响应时间，若是则接下来可以执行步骤S53判断此时电源112的剩余电量达到低电量值，需要向管理人员发出换电或充电提醒。

请参阅图4所示，本方案的一个实施例中，运行功耗模块12中包括执行单元121，为了降低执行单元121和通讯单元13的耗电量，延长电源112的续航时间，需要为运行功耗模块12和通讯单元13制定低功耗运行规划。首先可以执行步骤S711根据运行功耗模块12的运行记录得到执行单元121平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值以及每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值。接下来可以执行步骤S712根据通讯单元13的运行记录获取通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值以及每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值。由于智能家居设备1不是关键设备，因此允许一定程度的掉线率，接下来可以执行步骤S713获取家居设备1的允许误差率。之后可以执行步骤S714根据执行单元121和通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值以及允许误差率得到低功耗运行规划。

请参阅图5所示，为了具体获取对于执行单元121和通讯单元13的低功耗运行规划，上述的步骤S714在执行过程中首先可以执行步骤S7141分别获取执行单元121和通讯单元13每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差。接下来可以执行步骤S7142获取执行单元121和通讯单元13每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例。接下来可以执行步骤S7143按照执行单元121和通讯单元13每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例将允许误差率进行分拆，得到执行单元121和通讯单元13的允许子误差率。接下来可以执行步骤S7144根据执行单元121的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率。接下来可以执行步骤S7145根据通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率。最后可以执行步骤S7146分别根据执行单元121和通讯单元13对应的允许子误差率、每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率筛选出符合误差率的工作时间和工作间隔时间作为执行单元121和通讯单元13的低功耗允许规划中的工作时间和工作间隔时间。

请参阅图6所示，本方案的另一个实施例中，运行功耗模块12中包括传感单元122，为了降低传感单元122和通讯单元13的耗电量，增加设备续航时间，需要对传感单元122和通讯单元13的允许进行规划，具体而言，首先可以执行步骤S722根据通讯单元13的运行记录获取通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值。接下来可以执行步骤S723获取家居设备1的允许误差率。最后可以执行步骤S724根据通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、传感单元122的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划。

请参阅图7所示，为了具体获取对于传感单元122和通讯单元13的低功耗运行规划，上述的步骤S724在执行过程中首先可以执行步骤S7241根据传感单元122的检测量化结果关于时间的映射得到传感单元122的检测量化结果关于时间的拟合函数。接下来可以执行步骤S7242获取传感单元122的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值以及标准差。接下来可以执行步骤S7243获取通讯单元13每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差。接下来可以执行步骤S7244按照传感单元122的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值与标准差与通讯单元13每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例对允许误差率进行分拆，得到传感单元122和通讯单元13的允许子误差率。接下来可以执行步骤S7245根据传感单元122的检测量化结果关于时间的拟合函数得到传感单元122的检测预估量化结果。接下来可以执行步骤S7246根据传感单元122的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的分布获取传感单元122的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的发生概率。接下来可以执行步骤S7247根据传感单元122的每个检测量化结果的测量间隔时间以及传感单元122的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的发生概率得到未实际检测状态下传感单元122的检测预估量化结果与实际值的差值分布概率关于时间的关系。接下来可以执行步骤S7248根据传感单元122的允许子误差率以及未实际检测状态下传感单元122的检测预估量化结果与实际值的差值分布概率关于时间的关系得到传感单元122在低功耗允许规划中的间隔工作时间。接下来可以执行步骤S7249根据通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到通讯单元13的低功耗允许规划中的工作时间和工作间隔时间。

请参阅图8所示，本方案的另一个实施例中，运行功耗模块12中包括传感单元122和执行单元121，为了降低执行单元121、传感单元122以及通讯单元13的耗电量，增加居家设备续航时间，需要对执行单元121、传感单元122以及通讯单元13的允许进行规划，具体而言，首先可以执行步骤S731根据运行功耗模块12的运行记录得到执行单元121的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值。接下来可以执行步骤S732根据运行功耗模块12的运行记录得到传感单元122的检测量化结果关于时间的映射。接下来可以执行步骤S733根据通讯单元13的运行记录获取通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值。接下来可以执行步骤S734获取家居设备1的允许误差率。接下来可以执行步骤S735根据执行单元121和通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、传感单元122的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划。

请参阅图9所示，为了具体获取对于执行单元121、传感单元122以及通讯单元13的低功耗运行规划，上述的步骤S735在执行的过程中首先可以执行步骤S7351分别获取执行单元121和通讯单元13每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差。接下来可以执行步骤S7352获取传感单元122的每个检测量化结果与检测量化结果关于时间的拟合函数中对应值的差值以及标准差。接下来可以执行步骤S7353根据执行单元121和通讯单元13每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差、传感单元122的每个检测量化结果与检测量化结果关于时间的拟合函数中对应值的差值以及标准差的比例对允许误差率进行分拆，得到执行单元121、传感单元122以及通讯单元13的允许子误差率。接下来可以执行步骤S7354根据执行单元121和通讯单元13的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到执行单元121和通讯单元13在低功耗允许规划中的间隔工作时间。接下来可以执行步骤S7355根据传感单元122的检测量化结果关于时间的映射得到传感单元122在低功耗允许规划中的间隔工作时间。

请参阅图10所示，由于多个家居设备1中的传感单元122可能具有相同的功能，产生功能冗余，为了进一步节省耗电量，可以执行步骤S10获取多个家居设备1分布的空间。接下来可以执行步骤S11获取传感单元122的种类，例如测量湿度的传感器归属于同一类，光线亮度传感器归属同一类，湿度传感器归属于同一类。接下来可以执行步骤S12判断分布于同一空间的多个家居设备1的电源112剩余电量低于警示电量值，若是则接下来可以执行步骤S13继续传感单元122的种类是否相同，若是则接下来可以执行步骤S14获取传感单元122之间的检测量化结果的差值。为了增加多个家居设备1的整体续航时间，接下来可以执行步骤S15关闭剩余电量百分比较低的传感单元122，并且可以执行步骤S16根据剩余电量百分比较高的传感单元122的检测量化结果以及检测量化结果的差值得到剩余电量百分比较低的传感单元122的检测预估量化结果，以此实现在不降低检测效果的情况下进一步提高家居设备1的续航时间，延长更换电池的时间，提高用户的换电使用体验。

综上所述，本方案在执行的过程中获取执行单元、传感单元以及通讯单元的用电功率和运行记录，并以此制定低功耗运行规划，使得家居设备中电源的剩余电量达到低电量值时能够让运行功耗模块和通讯单元按照低功耗运行规划运行，在不降低家居设备正常使用的状态下有效降低整体的用电功率，从而实现延长家居设备续航时间，提高换电使用体验的技术效果。

本发明所示实施例的上述描述（包括在说明书摘要中的内容）并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种基于边缘计算的智能家居电力管理方法，其特征在于，包括，

将家居设备划分为基础功耗模块、运行功耗模块以及通讯单元，其中，所述基础功耗模块包括控制单元和电源，所述运行功耗模块包括执行单元和/或传感单元；

判断所述电源是否为电池，若是则获取所述电源的剩余电量；

获取所述基础功耗模块、所述运行功耗模块以及所述通讯单元的用电功率；

获取低电量响应时间；

根据所述电源的剩余电量、所述基础功耗模块的用电功率、所述运行功耗模块的用电功率、所述通讯单元的用电功率以及所述低电量响应时间得到所述电源的低电量值；

当所述电源的剩余电量达到所述低电量值，则获取所述运行功耗模块和通讯单元的运行记录，以及所述家居设备的允许误差率；

根据所述运行功耗模块和所述通讯单元的运行记录、所述允许误差率控制所述运行功耗模块和/或所述通讯单元间隔工作，得到低功耗运行规划；

根据所述低功耗运行规划、所述运行功耗模块和所述通讯单元的用电功率以及所述电量响应时间得到所述电源的警示电量值；

当所述电源的剩余电量达到所述警示电量值，则通知管理人员更换所述电源；

当所述运行功耗模块中包括所述执行单元时；

所述运行功耗模块的运行记录包括所述执行单元平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值；

当所述运行功耗模块中包括所述传感单元时；

所述运行功耗模块的运行记录包括所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射；

所述通讯单元的运行记录包括所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电源的剩余电量、所述基础功耗模块的用电功率、所述运行功耗模块的用电功率、所述通讯单元的用电功率以及所述低电量响应时间得到所述电源的低电量值的步骤，包括，

将所述基础功耗模块的用电功率、所述运行功耗模块的用电功率以及所述通讯单元的用电功率累加得到所述家居设备的额定总功率；

若所述电源的剩余电量降低至不足以按照所述家居设备的额定总功率运行低电量响应时间，则判断此时所述电源的剩余电量达到低电量值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行功耗模块和所述通讯单元的运行记录、所述允许误差率控制所述运行功耗模块和/或所述通讯单元间隔工作，得到低功耗运行规划的步骤，包括，

根据所述执行单元和所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值以及允许误差率得到低功耗运行规划。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述执行单元和所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值以及允许误差率得到低功耗运行规划的步骤，包括，

分别获取所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差；

获取所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例；

按照所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例将所述允许误差率进行分拆，得到所述执行单元和所述通讯单元的允许子误差率；

根据所述执行单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率；

根据所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率；

分别根据所述执行单元和所述通讯单元对应的允许子误差率、每个工作时间的发生概率和每个工作间隔时间的发生概率筛选出符合误差率的工作时间和工作间隔时间作为所述执行单元和所述通讯单元的低功耗允许规划中的工作时间和工作间隔时间。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行功耗模块和所述通讯单元的运行记录、所述允许误差率控制所述运行功耗模块和/或所述通讯单元间隔工作，得到低功耗运行规划的步骤，包括，

根据所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划的步骤，包括，

根据所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射得到所述传感单元的检测量化结果关于时间的拟合函数；

获取所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值以及标准差；

获取所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差；

按照所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值与标准差与所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差的比例对所述允许误差率进行分拆，得到所述传感单元和所述通讯单元的允许子误差率；

根据所述传感单元的检测量化结果关于时间的拟合函数得到所述传感单元的检测预估量化结果；

根据所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的分布获取所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的发生概率；

根据所述传感单元的每个检测量化结果的测量间隔时间以及所述传感单元的每个检测量化结果与拟合函数中对应值的差值的发生概率得到未实际检测状态下所述传感单元的检测预估量化结果与实际值的差值分布概率关于时间的关系；

根据所述传感单元的允许子误差率以及未实际检测状态下所述传感单元的检测预估量化结果与实际值的差值分布概率关于时间的关系得到所述传感单元在低功耗允许规划中的间隔工作时间；

根据所述通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到所述通讯单元的低功耗允许规划中的工作时间和工作间隔时间。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行功耗模块和所述通讯单元的运行记录、所述允许误差率控制所述运行功耗模块和/或所述通讯单元间隔工作，得到低功耗运行规划的步骤，包括，

根据所述执行单元和通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述执行单元和通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值、所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射以及允许误差率得到低功耗运行规划的步骤，包括，

分别获取所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差；

获取所述传感单元的每个检测量化结果与检测量化结果关于时间的拟合函数中对应值的差值以及标准差；

根据所述执行单元和所述通讯单元每个工作时间与平均工作时间的差值的标准差、所述传感单元的每个检测量化结果与检测量化结果关于时间的拟合函数中对应值的差值以及标准差的比例对所述允许误差率进行分拆，得到所述执行单元、所述传感单元以及所述通讯单元的允许子误差率；

根据所述执行单元和通讯单元的平均工作时间、平均工作间隔时间、每个工作时间与平均工作时间的差值、每个工作间隔时间与平均工作间隔时间的差值得到所述执行单元和所述通讯单元在低功耗允许规划中的间隔工作时间；

根据所述传感单元的检测量化结果关于时间的映射得到所述传感单元在低功耗允许规划中的间隔工作时间。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，

获取多个所述家居设备分布的空间；

获取所述传感单元的种类；

若分布于同一空间的多个所述家居设备的电源剩余电量低于警示电量值，且所述传感单元的种类相同，则，

获取所述传感单元之间的检测量化结果的差值；

关闭剩余电量百分比较低的所述传感单元；

根据剩余电量百分比较高的所述传感单元的检测量化结果以及检测量化结果的差值得到剩余电量百分比较低的所述传感单元的检测预估量化结果。

10.一种基于边缘计算的智能家居电力管理系统，其特征在于，

包括若干个家居设备；

所述家居设备包括基础功耗模块、运行功耗模块以及通讯单元；

其中，所述基础功耗模块包括控制单元和电源，所述运行功耗模块包括执行单元和/或传感单元；

所述控制单元按照权利要求1至9中任一项所述的方法控制所述家居设备运行。

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