CN104734152A - 一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法，通过分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；根据依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；根据依赖关系图构建依赖关系矩阵；通过依赖关系矩阵确定多个功能模块的供电级别；依据供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。本发明解决了单火线供电时瞬时电流脉冲较高的缺点，具有灵活性高、应用简单的优点。本发明还公开了一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电装置。

Description

一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法与装置

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法与装置。

背景技术

目前，智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理***，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居的一个重要方面就是通过无线通信技术实现对家庭各种电气设备比如点灯、电视、冰箱等的自动控制。智能家居必然会在家庭中引入大量的微型设备，比如RFID、传感器，这些微型设备往往附着在现有设备上，实现对普通家居的智能化升级。

然而，在家庭中增加微型控制设备实现对现有电器的智能化控制往往需要改变家庭的布线***，这必然引起很高的复杂度和较大的升级成本。因此，需要利用现有布线***实现对这些微型设备的供电。单火线供电技术便是其中一种供电方式。单火线供电是指为那些只有火线连接的微型用电设备进行供电。

现有的单火线供电技术往往引起较大的瞬时电流脉冲，虽然能对微型设备进行供电，但同时也影响了原有用电设备的正常工作。比如：连接在单火线上的无线遥控点灯开关，在点灯关闭的情况下，利用单火线供电技术给无线遥控设备供电，较大的瞬时脉冲导致已经关闭的点灯闪烁，造成不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法与装置，能够解决单火线供电时瞬时电流脉冲较高的缺点，且具有灵活性高、应用简单的优点的关键问题。

为此目的，本发明提出了一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法，包括具体以下步骤：

S1：分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；

S2：根据所述依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；

S3：根据所述依赖关系图构建依赖关系矩阵；

S4：通过所述依赖关系矩阵确定所述多个功能模块的供电级别；

S5：依据所述供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。

具体地，所述步骤S4具体包括：

通过所述依赖关系矩阵确定所述多个功能模块的供电级别，其中，所述依赖关系矩阵Y_N*N：

进一步地，所述步骤S5进一步包括：

S51：将单火线供电设备连接到火线上；

其中，所述单火线设备包括所述多个功能模块，所述多个功能模块包括：取电模块、电流存储模块以及单火线供电模块，所述取电模块、电流存储模块以及单火线供电模块分别与一个蓄电器件进行连接；

S52：当火线上传输着直流电时，通过所述取电模块判定获取电模块；

S53：对所述获取电模块进行充电，并将充电后的运行结果进行发送。

具体地，所述电流存储模块。用于将火线上的直流电进行存储。

具体地，所述单火线供电模块，用于为所述电流存储模块提供电量。

具体地，所述步骤S53具体包括：在为所述获取电模块进行充电时，只有当上一级所述获取电模块行充电结束，才为下一级所述获取电模块进行充电。为此目的，本发明还提出了一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电装置，包括：

分析模块，用于分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；

依赖关系图构建模块，用于根据所述依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；

依赖关系矩阵构建模块，用于根据所述依赖关系图构建依赖关系矩阵；

供电级别确定模块，用于通过所述依赖关系矩阵确定所述多个功能模块的供电级别；

供电模块，用于依据所述供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。

本发明涉及一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法，通过分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；根据依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；根据依赖关系图构建依赖关系矩阵；通过依赖关系矩阵确定多个功能模块的供电级别；依据供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。本发明解决了单火线供电时瞬时电流脉冲较高的缺点，具有灵活性高、应用简单的优点。本发明还公开了一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电装置。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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。

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明实施例的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法的步骤流程图；

图2示出了本发明另一实施例的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法的步骤流程图；

图3示出了本发明实施例的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法中的单火线供电设备电路连接示意图；

图4示出了本发明实施例的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法中的单火线供电设备模块示意图；

图5示出了本发明实施例的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法中的单火线供电设备功能模块依赖关系示意图；

图6示出了本发明实施例的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法中的不使用分级供电技术时火线电流脉冲示意图；

图7示出了本发明实施例的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法中的使用分级供电技术时火线电流脉冲示意图；

图8示出了本发明实施例的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

为了更好的理解与应用本发明提出的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法与装置，以如下附图示例进行详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法，包括具体以下步骤：

步骤S1：分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系。

步骤S2：根据依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图。

步骤S3：根据依赖关系图构建依赖关系矩阵。

步骤S4：通过依赖关系矩阵确定多个功能模块的供电级别。

具体地，寻找依赖关系矩阵Y中所有元素都为0的列，并将这些列的编号对应的功能模块表示为作为第一级功能模块；在依赖关系矩阵Y中删除已确定级别的功能模块，然后在剩下的矩阵中寻找所有元素都为0的列，表示为作为第二级功能模块；按照上述步骤的方法继续确定剩余的各级充电模块，直到所有功能模块的级别都确定。

其中，通过依赖关系矩阵确定多个功能模块的供电级别，其中，依赖关系矩阵Y_N*N：

步骤S5：依据供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。

具体地，步骤S5进一步包括：

步骤S51：将单火线供电设备连接到火线上，其中，单火线设备包括多个功能模块，多个功能模块包括：取电模块、电流存储模块以及单火线供电模块，取电模块、电流存储模块以及单火线供电模块分别与一个蓄电器件进行连接。

进一步地，电流存储模块用于将火线上的直流电进行存储，且单火线供电模块用于为电流存储模块提供电量。由此，增加了多个功能模块的依赖关系。

更进一步地，每个功能模块都负责整个单火线供电设备的一部分功能，当每个功能模块都完成一次操作时，整个单火线供电设备也就顺利完成一次操作。由于功能模块之间存在着依赖关系，例如，如果功能模块A的运行需要功能模块B的结果作为输入，则功能模块A的功能必须在功能模块B运行结束之后才能进行，于是认为功能模块A依赖于功能模块B。

步骤S52：当火线上传输着直流电时，通过取电模块判定获取电模块。

步骤S53：对获取电模块进行充电，并将充电后的运行结果进行发送。

进一步地，对于同一级多个功能模块的充电顺序的判定具体为：每个功能模块都需要特定的电流脉冲和充电时间，对于功能模块，需要的电流脉冲为，充电时间为；对于第级功能模块{g_c1，g_c2，...，，需要的充电电流脉冲为{m_c1，m_c2，...，n，需要的充电时间为{t_c1，t_c2，...，；采用背包算法在{m_c1，m_c2，...，n中选取若干功能模块，保证这些功能模块电流脉冲之和不超过阈值，并为这些功能模块充电，充电时间为选取功能模块需要的充电时间中的最大值；在{m_c1，m_c2，...，n中去掉已经进行充电的功能模块，采用背包算法在未进行充电的第级功能模块中选取若干模块，保证这些功能模块电流脉冲之和不超过阈值h，并为这些功能模块充电，充电时间为选取功能模块需要的充电时间中的最大值；重复上述步骤直到同一级功能模块中每个模块都完成充电操作。

更进一步地，当某个功能模块电量充满后，功能模块运行，并将运行结果传递到所有依赖于它的功能模块，且按照上述步骤确定的功能模块充电顺序为单火线供电设备的每个功能模块充电，当某个功能模块电量充满，功能模块运行，并将运行结果传递到所有依赖于它的功能模块，这些模块电量充满后，同样可以完成自己负责的那部分功能，并传递结果，直至所有功能模块都完成各自负责的功能，整个单火线供电设备也就完成了一次操作。

本发明涉及一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法，通过分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；根据依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；根据依赖关系图构建依赖关系矩阵；通过依赖关系矩阵确定多个功能模块的供电级别；依据供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。本发明解决了单火线供电时瞬时电流脉冲较高的缺点，具有灵活性高、应用简单的优点。

为了更好的理解与应用本发明提出的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法，本发明进行以下示例，且本发明的保护范围不局限以下示例。

具体地，如图2所示，连接单火线取电设备，构建功能模块依赖关系图，构建依赖关系矩阵，寻找依赖关系矩阵中所有元素都为0的列，作为同一级，删除矩阵中所有元素为0的列，判断是否所有功能模块级别都确定，如果是，则结束。

更进一步地，寻找依赖关系矩阵中所有元素都为0的列，作为同一级，采用背包算法选取若干功能模块，背包容量为脉冲阈值，为选取的功能模块供电，功能模块运行，完成功能并将运行结果传递给所有依赖于它的功能模块，判断是否同一级所有功能模块都已供电，如果是，则删除矩阵中所有元素为0的列，则再继续判断是否所有功能模块级别都确定，如果是，则结束。

更进一步地，如图3所示，为单火线供电设备电路连接示意图。具体地，其中分为单火线供电设备和普通电器设备。普通电器设备分别于火线和零线相连，通过普通家庭交流电路供电。单火线供电设备仅仅与火线相连，通过单火线供电技术供电。

更进一步地，如图4所示，为单火线供电设备模块示意图。具体地，包括单火线供电模块、功能模块和蓄电器件。每个功能模块都与一个蓄电器件相连，当火线上存在直流电传输时，通过蓄电器件存储足够的电量供功能模块运行时供电。单火线供电模块分别与每个蓄电器件连接，可以决定哪些功能模块的蓄电器件可以获得电量供应。

更进一步地，如图5所示，为单火线供电设备功能模块依赖关系示意图。具体地，其中共有9个模块，模块3依赖于模块1，模块4和模块5同时依赖于模块2，依次类推。根据图4的模块依赖关系可以构建模块依赖关系矩阵

可以按照本发明所述，如下确定功能模块的级别。依赖关系矩阵Y_9×9中所有元素都为0的列为第1、2列，因此，可以首先确定第一级功能模块为{g₁，g₂}。确定第一级功能模块后，从Y_9×9中删除已经确定级别的功能模块，得到新的依赖关系矩阵：

$Y_{7\×7}=\left[\begin{array}{ccccccc}0& 0& 0& 1& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

根据Y_7×7可以得到第二级功能模块为{g₃，g₄，g₅}。确定第二级功能模块后，从Y_7×7中删除已经确定级别的功能模块，得到新的依赖关系矩阵：

$Y_{4\×4}=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

根据Y_4×4可以得到第三级功能模块为{g₆，g₇，g₈，g₉}。

更进一步地，如图6所示，为不使用分级供电技术时火线电流脉冲示意图。具体地，在不使用分级供电技术时，在单火线上传输的直流电具有较高的脉冲，会导致电流脉冲超过预先确定的阈值，对连接在火线上的普通电器造成不良影响。

更进一步地，如图7所示，为使用分级供电技术时火线电流脉冲示意图。具体地，使用本发明的分级供电技术后，将按照功能模块级别分多次在火线上传输电量，每次传输的电流脉冲都不会超过预先确定的阈值，从而避免了对普通电器的影响。

为了更好的理解与应用本发明提出的一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法，抽象出一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电装置。

如图8所示，本发明公开了一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电装置10，包括：分析模块10、依赖关系图构建模块102、依赖关系矩阵构建模块103、供电级别确定模块104以及供电模块105。

具体地，分析模块101用于分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；依赖关系图构建模块102用于根据依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；依赖关系矩阵构建模块103用于根据依赖关系图构建依赖关系矩阵；供电级别确定模块104用于通过依赖关系矩阵确定所述多个功能模块的供电级别；供电模块105用于依据供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。

本发明涉及一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电装置，通过分析模块分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；继而通过依赖关系图构建模块根据依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；再通过依赖关系矩阵构建模块根据依赖关系图构建依赖关系矩阵；然后通过供电级别确定模块通过依赖关系矩阵确定多个功能模块的供电级别；最后通过供电模块依据供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。本发明解决了单火线供电时瞬时电流脉冲较高的缺点，具有灵活性高、应用简单的优点。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者***程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

本文中所称的“一个实施例”、“实施例”或者“一个或者多个实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在本发明的至少一个实施例中。此外，请注意，这里“在一个实施例中”的词语例子不一定全指同一个实施例。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干***的单元权利要求中，这些***中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

此外，还应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (7)

1.一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电方法，其特征在于，包括具体以下步骤：

S1：分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；

S2：根据所述依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；

S3：根据所述依赖关系图构建依赖关系矩阵；

S4：通过所述依赖关系矩阵确定所述多个功能模块的供电级别；

S5：依据所述供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

通过所述依赖关系矩阵确定所述多个功能模块的供电级别，其中，所述依赖关系矩阵Y_N*N：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5进一步包括：

S51：将单火线供电设备连接到火线上；

其中，所述单火线设备包括所述多个功能模块，所述多个功能模块包括：取电模块、电流存储模块以及单火线供电模块，所述取电模块、电流存储模块以及单火线供电模块分别与一个蓄电器件进行连接；

S52：当火线上传输着直流电时，通过所述取电模块判定获取电模块；

S53：对所述获取电模块进行充电，并将充电后的运行结果进行发送。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电流存储模块，用于将火线上的直流电进行存储。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述单火线供电模块，用于为所述电流存储模块提供电量。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S53具体包括：在为所述获取电模块进行充电时，只有当上一级所述获取电模块行充电结束，才为下一级所述获取电模块进行充电。

7.一种基于最小化电流脉冲的单火线分级供电装置，其特征在于，包括：

分析模块，用于分析单火线设备多个功能模块之间的依赖关系；

依赖关系图构建模块，用于根据所述依赖关系构建一个有向无环的依赖关系图；

依赖关系矩阵构建模块，用于根据所述依赖关系图构建依赖关系矩阵；

供电级别确定模块，用于通过所述依赖关系矩阵确定所述多个功能模块的供电级别；

供电模块，用于依据所述供电级别为每一个级别中的功能模块确定供电顺序。