CN112581728B - 一种基于云的物联网无线终端低电量预警方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于云的物联网无线终端低电量预警方法，包括如下步骤：当无线终端电量数据发生变化以后，将实时电量上报到云平台，作为大数据计算平台的数据来源；大数据计算平台采集云平台的数据，预设有低电量阈值、电量偏差值，根据当前上报的实时电量进行计算，判断是否需要推送预警；计算方法为：将本次采集的数据与低电量阈值、最大偏差值进行对比，计算并判断是否进行预警推送。本发明还公开一种基于云的物联网无线终端低电量预警***。本发明解决了带电池类的智能终端设备在长时间运行后，如果不及时更换电池导致电量不足影响设备无法正常运行的问题。

Description

一种基于云的物联网无线终端低电量预警方法及***
技术领域
本发明属于物联网领域，尤其涉及一种基于云的物联网无线终端低电量预警方法及***。
背景技术
随着物联网智能家居的普及，智能设备已经开始渗透到普通家庭里面，目前市面上的智能设备主要包括有线和无线，其中有线类设备可以通过接电方式进行供电、无线类设备是基于电池供电，无线类设备能够运行多长时间是基于设备的电池容量，在设备长时间运行以后，如果用户不知道或者忘记更换电池，存在电池电量耗尽导致设备无法运行的问题，特别是安防类的设备可能存在重大安全隐患；如何将设备电量过低的准确信息及时通知到用户，成为智能家居厂商需要迫切解决的一个问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明公开了一种基于云的物联网无线终端低电量预警方法及***。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于云的物联网无线终端低电量预警方法，包括如下步骤：
当无线终端电量数据发生变化以后，将实时电量上报到云平台，作为大数据计算平台的原始数据来源；
大数据计算平台接收到云平台发送的原始数据，进行数据清洗，存储采样电量数据；
大数据计算平台预设有低电量阈值、电量偏差值，根据当前上报的电量数据进行计算，判断是否需要推送预警；
计算方法为：将本次采集的数据与低电量阈值进行对比，如果本次采集的数据大于低电量阈值，则将存储的上次采集的数据替换为本次采集的数据值；反之则计算上次采集的数据与本次采集的数据的差值；
如果本次采集的数据和上次采集的数据之差小于最大偏差值，则将上次采集的数据替换为本次采集的数据；反之则计算无线终端的平均电量；
查询无线终端最近的N个采样值，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算N-2个数据的平均值，如果平均值大于低电量阈值，则将上次采集的数据替换为本次采集的数据；反之则进行预警推送。
进一步的，无线终端上报电量，当无线终端监测到自身的电压电量发生变化以后，通过物联网协议将采样电量数据发送给智能网关。
进一步的，数据清洗包括：数据过滤，原始数据包括云平台下发指令的响应数据和无线终端主动上报数据，过滤掉原始数据中的响应数据；数据分类，无线终端主动上报数据包括心跳数据、设备状态数据、告警数据、电量采样数据，分类出主动上报数据中的电量采样数据。
进一步的，大数据计算平台存储电量采样数据后，根据电量采样数据调整数据模型，如果电量采样数据大于数据模型的最大电量，则更新无线终端的最大电量值及上报时间；如果采样电量小于数据模型的最小电量，则更新无线终端的最小电量值及上报时间。
进一步的，当电量采样数据小于低电量阈值，根据数据模型的最大电量值和最小电量值记录的时间区间，计算无线终端预计能够运行的最大时长，同时根据无线终端上电后第一次上报的电量时间和***当前时间的区间计算设备的实际运行时长，如果实际运行时长大于最大运行时长，则进行预警推送。
进一步的，为了避免用户在一段时间的有效范围内频繁接收到预警，当预警推送模块接收到预警信息后需要做校验，如果时间有效范围内有推送记录，则本次信息不推送流程结束；如果在有效时间内没有推送记录，则进行预警推送，记录推送日志。
进一步的，当需要推送预警，大数据计算平台返回预警信息至云平台，通过云平台的预警推送模块将预警信息推送到用户的移动端设备。
本发明还公开了一种基于云的物联网无线终端低电量预警***，包括无线终端，智能网关，云平台，大数据计算平台，移动端设备；云平台与无线终端之间通过智能网关桥接，实现数据实时通信；云平台与移动端设备通信连接，实现安全认证、数据加解密、预警推送；并与大数据计算平台进行双向通信连接；
无线终端监测到自身的电压电量发生变化以后，通过物联网协议将原始数据发送给智能网关；
智能网关接收到无线终端发送的数据进行翻译、解析，通过与云平台约定的通信协议进行数据上报；
云平台接收到智能网关发送的数据进行解析、翻译，获取原始数据发送给大数据计算平台；
大数据计算平台包括数据采集模块、数据清洗模块、数据建模模块、算法模块、数据库；数据采集模块接收云平台发送的原始数据；数据清洗模块将原始数据进行数据过滤、数据分类后，将电量采样数据存储到数据库；数据建模模块通过清洗的采样数据调整数据模型；算法模块根据本次的电量采样数据、存储的历史数据、数据模型进行计算，判断是否需要推送预警。
进一步的，数据过滤，原始数据包括云平台下发指令的响应数据和无线终端主动上报数据，过滤掉原始数据中的响应数据；数据分类，无线终端主动上报数据包括心跳数据、设备状态数据、告警数据、电量采样数据，分类出主动上报数据中的电量采样数据；数据建模模块调整数据模型：如果电量采样数据大于数据模型的最大电量，则更新无线终端的最大电量值及上报时间；如果采样电量小于数据模型的最小电量，则更新无线终端的最小电量值及上报时间。
进一步的，当需要推送预警，大数据计算平台返回预警信息至云平台，通过云平台的预警推送模块将预警信息推送到用户的移动端设备。
进一步的，预警推送模块接收到预警信息后需要做校验，如果时间有效范围内有推送记录，则本次信息不推送流程结束；如果在有效时间内没有推送记录，则进行预警推送，记录推送日志。
本发明具有以下有益效果：本发明解决了带电池类的智能终端设备在长时间运行后，如果不及时更换电池导致电量不足影响设备无法正常运行的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的基于云的物联网无线终端低电量预警***业务通信流程图。
图2为本发明实施例的大数据计算平台结构及处理流程图。
图3为本发明实施例的基于云的物联网无线终端低电量预警***推送流程图。
图4为本发明实施例的低电量预警方法无线终端数据采集流程图。
图5为本发明实施例的低电量预警方法推送预警算法流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。
本实施例为基于电池供电的智能终端设备，当设备运行一段时间电量达到低电量告警阈值以后，通过云平台大数据***采集到的实时样本数据进行分析、建模、预测，及时将告警信息通过云平台推送给用户，保证用户能够在第一时间内接收到预警信息，进行更换电池保证设备能够正常运行。
如图1所示的业务通信流程图，无线终端设备：一种物联网领域无需布线采用电池供电即可运行的设备；
智能网关：智能家居领域的中枢设备，桥接云平台与终端设备之间的数据实时通信，包括协议翻译、数据采集、业务处理；
云平台：负责智能网关、移动端的设备接入、通讯，包括安全认证、数据加解密、任务调度、预警推送等；同时将采样的数据发送给大数据平台进行计算分析；
大数据计算平台：通过终端设备上报的数据，进行数据清洗、存储、建模以及数据分析，根据分析结果判断是否需要预警；
移动端：能够接收云平台推送预警信息的设备，包括智能手机、智能音箱等；
如图2所示，202、大数据计算平台包括数据采集、数据清洗、数据建模、算法模块；
数据采集模块采集到201无线终端上报来的采样数据；
数据清洗模块将采集到的数据进行过滤、分类存储；
数据建模模块通过归档的数据不断的调节数据模型；
算法模块根据当前上报的实时电量，设备的历史数据进行分析、计算，得出数据结论是否需要推送预警；
203、数据库***用来存储产生的业务数据、采样数据；
204、预警推送模块是本***的数据输出模块，将预警信息推送到用户的移动端设备。
如图3、4所示的流程图，当无线终端监测到电量发生变化以后上报电量采样值；云平台接收到采样值，大数据计算平台进行数据分析判断是否需要推送预警，如果不需要则流程结束；如果需要则将预警信息转发给预警推送模块；为了避免用户在一段时间的有效范围内频繁接收到预警，当预警推送模块接收到预警信息后需要做校验，如果时间有效范围内有推送记录，则本次信息不推送流程结束；如果在有效时间内没有推送记录，则进行预警推送，记录推送日志；移动端设备接收到预警信息，流程结束。
数据采集流程为：301终端设备上报电量，当设备监测到自身的电压电量发生变化以后，通过物联网协议将采样电量数据发送给智能网关；
302智能网关处理数据，智能网关接收到设备发送的数据进行翻译、解析，得到数据以后通过与云平台约定的通讯协议进行数据上报；
303云平台业务处理，云平台接收到智能网关发送的数据进行翻译、解析，得到原始数据以后存储到数据库；
304数据库***，用来存储设备的原始数据，可以是关系型或者非关系数据库；
大数据计算平台处理流程为：201当终端设备电量数据发生变化以后，上报到云平台作为大数据计算平台的数据来源输入模块；
当采样电量小于低电量阈值，根据设备数据模型的最大电量值和最小电量值记录的时间区间，计算该设备预计能够运行的最大时长，同时根据设备上电后第一次上报的电量时间和***当前时间的区间计算设备的实际运行时长，如果实际运行时长大于最大运行时长则进行预警推送。
更具体的，算法模块判断流程如图5所示。智能终端设备上报采样电量数据；算法模块接收到设备上报的采样电量以后与平台预设置的低电量阈值进行对比，如果本次采样电量大于低电量阈值，则将上次采样值替换为本次采样值，本次采样结束；如果采样电量小于低电量阈值，则计算上次采样值与本次采样的差值；如果本次采样和上次采样之差小于最大偏差值，则将上次采样值替换为本次采样值，本次采样结束；如果本次采样和上次采样之差大于或者等于最大偏差值则计算该设备的平均电量；根据设备编码到数据库查询该设备最近的N个采样值，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算N-2个数据的平均值，如果平均值大于低电量阈值，则将上次采样值替换为本次采样值，本次采样结束；如果平均值小于或者等于低电量阈值，则进行预警推送。
通过本***，当智能终端设备监测到电量发生变化以后上报到云平台，云平台记录电量数据以及通过大数据分析，及时通知用户更换设备电池，避免因为电量不足导致设备无法正常运行的问题。
以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于云的物联网无线终端低电量预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
当无线终端电量数据发生变化以后，将实时电量上报到云平台，作为大数据计算平台的原始数据来源；
大数据计算平台接收到云平台发送的原始数据，进行数据清洗，存储电量采样数据；
大数据计算平台预设有低电量阈值、电量最大偏差值，根据当前上报的电量采样数据进行计算，判断是否需要推送预警；
判断方法为：将本次的电量采样数据与低电量阈值进行对比，如果本次的电量采样数据大于低电量阈值，则将存储的上次的电量采样数据替换为本次的电量采样数据；反之则计算上次的电量采样数据与本次的电量采样数据的差值；
如果计算得到的差值小于电量最大偏差值，则将已有的电量最大偏差值替换为计算得到的差值；反之则计算无线终端的平均电量；
查询无线终端最近的N个采样值，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算N-2个数据的平均值，如果平均值大于低电量阈值，则将上次的电量采样数据替换为本次的电量采样数据；反之则进行预警推送。
2.根据权利要求1所述的基于云的物联网无线终端低电量预警方法，其特征在于：无线终端上报电量，当无线终端监测到自身的电压电量发生变化以后，通过物联网协议将采样电量数据发送给智能网关。
3.根据权利要求1所述的基于云的物联网无线终端低电量预警方法，其特征在于，数据清洗包括：数据过滤，原始数据包括云平台下发指令的响应数据和无线终端主动上报数据，过滤掉原始数据中的响应数据；数据分类，无线终端主动上报数据包括心跳数据、设备状态数据、告警数据、电量采样数据，分类出主动上报数据中的电量采样数据。
4.根据权利要求1所述的基于云的物联网无线终端低电量预警方法，其特征在于：大数据计算平台存储电量采样数据后，根据电量采样数据调整数据模型，如果电量采样数据大于数据模型的最大电量，则更新无线终端的最大电量值及上报时间；如果采样电量小于数据模型的最小电量，则更新无线终端的最小电量值及上报时间。
5.根据权利要求4所述的基于云的物联网无线终端低电量预警方法，其特征在于：当电量采样数据小于低电量阈值，根据数据模型的最大电量值和最小电量值记录的时间区间，计算无线终端预计能够运行的最大时长，同时根据无线终端上电后第一次上报的电量时间和***当前时间的区间计算设备的实际运行时长，如果实际运行时长大于最大运行时长，则进行预警推送。
6.根据权利要求1所述的基于云的物联网无线终端低电量预警方法，其特征在于：预警推送模块接收到电量预警信息后进行校验，如果时间有效范围内有推送记录，则不推送本次电量预警信息；如果在有效时间内没有推送记录，则进行电量预警信息，并记录推送日志。
7.根据权利要求1所述的基于云的物联网无线终端低电量预警方法，其特征在于：当需要推送预警，大数据计算平台返回预警信息至云平台，通过云平台的预警推送模块将预警信息推送到用户的移动端设备。
8.一种基于云的物联网无线终端低电量预警***，其特征在于：包括无线终端，智能网关，云平台，大数据计算平台，移动端设备；云平台与无线终端之间通过智能网关桥接，实现数据实时通信；云平台与移动端设备通信连接，实现安全认证、数据加解密、预警推送；并与大数据计算平台进行双向通信连接；
无线终端监测到自身的电压电量发生变化以后，通过物联网协议将原始数据发送给智能网关；智能网关接收到无线终端发送的数据进行翻译、解析，通过与云平台约定的通信协议进行数据上报；云平台接收到智能网关发送的数据进行解析、翻译，获取原始数据发送给大数据计算平台；
大数据计算平台包括数据采集模块、数据清洗模块、数据建模模块、算法模块、数据库；数据采集模块接收云平台发送的原始数据；数据清洗模块将原始数据进行数据过滤、数据分类后，将电量采样数据存储到数据库；数据建模模块通过归档的数据调整数据模型；算法模块根据本次的电量采样数据、存储的历史数据、数据模型进行计算，判断是否需要推送预警，判断方法采用权利要求1-7中任一项所述的基于云的物联网无线终端低电量预警方法。
9.根据权利要求8所述的基于云的物联网无线终端低电量预警***，其特征在于：当需要推送预警，大数据计算平台返回预警信息至云平台，通过云平台的预警推送模块将预警信息推送到用户的移动端设备。
10.根据权利要求9所述的基于云的物联网无线终端低电量预警***，其特征在于：预警推送模块接收到预警信息后需要做校验，如果时间有效范围内有推送记录，则本次信息不推送流程结束；如果在有效时间内没有推送记录，则进行预警推送，记录推送日志。
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