一种电子设备的电量监测方法和系统与流程

1.本技术涉及物联网技术领域，具体涉及一种电子设备的电量监测方法和系统。


背景技术：

2.一个无人化的经营场所，没有常驻的运营管理人员，客户自助到场购买或使用产品及服务，如无人自助仓储等。这些场所普遍采用多种iot智能硬件实现监控、控制等，这些iot设备一般通过线缆供电、电池供电，其中电池供电设备由于不需要布线，部署灵活实施成本低，被普遍采用。这样对电池供电设备进行电量监控就是经营方的必要工作，以便在电池电量耗尽之前及时更换，避免服务中断。
3.iot设备有直接接入互联网的；有使用近场通讯技术连接网关，再由网关接入互联网的。这两种设备由于随时接入互联网，运营管理方可以随时通过指令远程查询设备电量，这两种情况不属于本专利涉及的范围。
4.但是，还有另一种iot设备自身不接入互联网，用户通过手机等手持终端设备，直接与其进行近距离通讯和互动；这种设备对场地网络条件要求低、耗电量少、无需网关等额外设备，总实施成本低廉，受到广泛应用。但这种设备必须在客户或管理人员在现场并与其发生近距离通讯时才能采集到其电量信息，其他场景均无法实现，这样就给运营管理方对场地设备的维护带来了挑战。尤其在低频使用场景，客户可能数周甚至数月都不会操作某一个iot设备，那么这段时间内如果iot设备电量耗尽则无从知晓，直到无法响应客户下一次请求时才会被发现。
5.相关技术中，运营管理方可以指派管理员，按一定周期巡检每一个场所，并通过手持终端与场所内每一个iot设备通讯，采集电量；这样做将显著提高人力成本，也可能产生疏漏。
6.运营管理方也可以根据iot设备技术参数，评估设定一个安全的使用周期，然后在周期到来时统一更换全部设备，而不论设备剩余电量多少；这种方法显然会造成极大的电量浪费。


技术实现要素：

7.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种电子设备的电量监测方法和系统。
8.根据本技术实施例的第一方面，提供一种电子设备的电量监测方法，包括：
9.初始化设备信息；所述设备信息至少包括电子设备的理论耗电速率；
10.当未获取到电子设备的实际剩余电量时，将理论耗电速率作为实际耗电速率；
11.当获取到电子设备的实际剩余电量时，根据实际剩余电量重新确定实际耗电速率；所述实际剩余电量是移动终端与所述电子设备进行交互时获取并上传的；
12.在设定的预测时间点，根据当前时间、实际耗电速率预测电子设备在该预测时间点的预计剩余电量；
13.当实际剩余电量或者预计剩余电量低于设定的报警阈值时，通过预设的通知方式发出警报。
14.进一步地，所述初始化设备信息，包括：
15.将电子设备的设备编号、初始电量记录在服务器端，并根据电子设备的技术规格设置理论耗电速率。
16.进一步地，所述根据实际剩余电量重新确定实际耗电速率，包括：
17.如果是首次获取到实际剩余电量，根据本次的实际剩余电量与初始电量的差值、测量的时间，确定实际耗电速率；
18.如果不是首次获取到实际剩余电量，根据本次的实际剩余电量与前一次的实际剩余电量的差值、两次测量的时间差，重新确定实际耗电速率。
19.进一步地，所述根据当前时间、实际耗电速率预测电子设备在该预测时间点的预计剩余电量，包括：
20.根据最近一次的实际剩余电量确定加权系数；
21.根据加权系数对实际耗电速率进行修正，获得拟合耗电速率；
22.根据拟合耗电速率计算出当前时间的预计剩余电量。
23.进一步地，所述方法还包括：
24.记录每一次获取的实际剩余电量、对应的采集时间以及电子设备的设备编号、型号；
25.针对每一种型号的电子设备建立一个历史数据集，该历史数据集中收集相同型号的所有电子设备的历史数据；
26.对历史数据集进行统计分析，拟合出剩余电量与加权系数的函数关系。
27.进一步地，所述根据最近一次的实际剩余电量确定加权系数，包括：
28.根据最近一次的实际剩余电量和函数关系，确定对应的加权系数。
29.进一步地，所述根据加权系数对实际耗电速率进行修正，包括：
30.按照电池的剩余电量进行阶梯加权，用加权后的均值修正实际耗电速率，获得拟合耗电速率。
31.根据本技术实施例的第二方面，提供一种电子设备的电量监测系统，包括：电子设备、移动终端、服务器；
32.所述电子设备与所述移动终端通过近距通信进行交互；所述移动终端与所述服务器通过互联网进行通信；
33.所述移动终端与所述电子设备进行交互时，获取所述电子设备的实际剩余电量并上传到所述服务器；
34.所述服务器用于实现如上任意一种实施例所述的电量监测方法。
35.根据本技术实施例的第三方面，提供一种服务器，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的计算机程序，以实现如上任意一种实施例所述方法的操作步骤。
36.根据本技术实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一种实施例所述方法的操作步骤。
37.本技术的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：
38.本技术的方案不需要电子设备具有联网功能，不需要在现场额外部署昂贵的网络环境，从而降低了硬件成本；在电子设备被用户使用时直接获取真实电量，在电子设备未被用户使用时预测其电量，从而较为准确地监测及校准电子设备的电量，尤其是在低频使用的场景下，能够保证服务的有效性、持续性；解决了人工采集电量的方案成本过高的问题，解决了定期更换电池的方案存在过早更换电池造成资源浪费的问题。
39.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
40.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
41.图1是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的电量监测方法的应用环境示意图。
42.图2是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的电量监测方法的流程图。
43.图3是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的电量监测方法的执行流程图。
44.图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备电量预测的曲线图。
具体实施方式
45.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的方法和系统的例子。
46.本技术提供的一种电子设备的电量监测方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。该应用环境中包括移动终端102、电子设备104、网络108、服务器106和数据库系统，移动终端102与服务器106之间可以通过网络108进行通信连接。
47.电子设备104是具有近距离通信能力，且具有测量内置电池余量能力的iot设备。移动终端102与电子设备104之间可以通过近距离无线通信技术进行通信连接，比如，可以通过蓝牙、nfc等方式进行通信。
48.移动终端102可以但不限于是各种智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。同时，图1中示出的是移动终端102的数量为两个的情况，但本技术并不对移动终端102的数量进行限制，也可以包括更多或者更少的客户端。移动终端102上运行有应用程序，该应用程序运行时能够与服务器106、电子设备104进行交互，以实现一种电子设备的电量监测方法。
49.服务器106可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现；在运行过程中，服务器106可以运行某一应用程序，与移动终端102进行交互，以实现一种电子设备的电量监测方法。数据库包括可以包括多个数据库或者数据库集群，也可以是仅包括单个数据库；数据库也可以是服务器中的数据库。
50.网络108可以包括多种类型的有线或无线网络；比如，可以是广域互联网，也可以是局域网，还可以基于互联网和局域网的组合网，在此不做赘述。网络108进行数据传输时也会基于相应的通讯协议，例如网页浏览器接收网页相应的业务代码时会基于http通讯协
议，移动应用程序接收的业务代码时可以基于websocket通讯协议。
51.图2是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的电量监测方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：
52.步骤s1：初始化设备信息；所述设备信息至少包括电子设备的理论耗电速率；
53.步骤s2：当未获取到电子设备的实际剩余电量时，将理论耗电速率作为实际耗电速率；
54.步骤s3：当获取到电子设备的实际剩余电量时，根据实际剩余电量重新确定实际耗电速率；所述实际剩余电量是移动终端与所述电子设备进行交互时获取并上传的；
55.步骤s4：在设定的预测时间点，根据当前时间、实际耗电速率预测电子设备在该预测时间点的预计剩余电量；
56.步骤s5：当实际剩余电量或者预计剩余电量低于设定的报警阈值时，通过预设的通知方式发出警报。
57.本技术的方案不需要电子设备具有联网功能，不需要在现场额外部署昂贵的网络环境，从而降低了硬件成本；在电子设备被用户使用时直接获取真实电量，在电子设备未被用户使用时预测其电量，从而较为准确地监测及校准电子设备的电量，尤其是在低频使用的场景下，能够保证服务的有效性、持续性；解决了人工采集电量的方案成本过高的问题，解决了定期更换电池的方案存在过早更换电池造成资源浪费的问题。
58.应当理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
59.下面结合具体的应用场景，对本技术的方案进行拓展说明。
60.如图3所示，本技术的方法用于对电池供电设备的电量进行监测及校准，包括以下步骤：
61.步骤一：部署。iot部署在场地之后，在服务端记录设备编号、初始电量，并根据设备技术规格设置理论耗电速率。
62.一些实施例中，所述初始化设备信息，包括：
63.将电子设备的设备编号、初始电量记录在服务器端，并根据电子设备的技术规格设置理论耗电速率。
64.需要说明的是，本发明所述的电子设备，即具有近距通讯能力且具有测量内置电池余量能力的iot设备，是本发明所针对的对象，而不是本发明本身，因而不再对其结构进行详细描述。
65.步骤二：测量。无人化场地中，若客户操作了该iot设备，则客户的手持终端同时采集设备剩余电量并回传给服务端，服务端记下该电量为最近真实电量；并根据此次电量值和上一个真实电量值的差值，以及两次测量的时间差，计算实际耗电速率；
66.为计算更精确，可以将时间相近的记录舍弃。
67.一些实施例中，所述根据实际剩余电量重新确定实际耗电速率，包括：
68.如果是首次获取到实际剩余电量，根据本次的实际剩余电量与初始电量的差值、测量的时间，确定实际耗电速率；
69.如果不是首次获取到实际剩余电量，根据本次的实际剩余电量与前一次的实际剩余电量的差值、两次测量的时间差，重新确定实际耗电速率。
70.步骤三：预测。步骤二之后的每一天，若该iot设备没有被操作，无法获知其实际电量时，服务器端根据最近真实电量、实际耗电速率，计算每日预计剩余电量。
71.在真实应用中，“实际耗电速率”是决定电量预测准确程度的关键，且实际耗电速率在电池全生命周期中往往不是一致的，电池电量并不是完全线性速率衰减。为提高预测准确性，减少单点测量的误差影响，本发明中后台服务器部分发挥其同时管理多个无人化场地、大批量部署iot设备带来的大数据优势，可以将同款设备电量消耗速率横向比较，并按照电池余量进行阶梯加权，用加权后均值修正该iot设备电量消耗速率值，得到“拟合耗电速率”。
72.如图4所示，纵坐标为电池电量，横坐标为经过的时间；直线l3，为设备初始理论耗电走势，斜率即为理论耗电速率；曲线s1，为大数据统计的同款设备实际电量走势，折线上每一点的切线的斜率，即为在该剩余电量区间时耗电率；可以看出，统计结果中电池耗电速率，在不同剩余电量水平时是不一样的，符合日常经验；且电池耗尽的统计时间t3’和理论时间t3相差不大。
73.t1时刻测量获得实际剩余电量e1，简单可绘制出实际耗电情况，即直线l4，其斜率为实际耗电速率；根据点(t1，e1)的实际耗电率处开始简单预测(直线l4)，可见与实际偏差有可能较大，t4显著超过t3(实际中也可能显著小于)，失去预测意义，需要修正该预测。
74.取统计结果中，对应e1电量时的耗电率，可以从点(t1，e1)处绘制出该耗电率的预测结果线(直线l2)，基于该预测，设备将在t2时耗尽电量；修正后的耗电预测，即为图中直线l1，其斜率为拟合耗电速率，该斜线介于测量预测和统计预测之间。直线l3偏离直线l4、直线l2的幅度为修正加权，该加权取决于测量时间差的大小，即图中t1与t0的差值。
75.实际使用中，会以t3为中心，设定一个置信区间，如(t3
‑
35％，t3+35％)。当修正后的预测超过这个置信区间时不采纳。
76.根据修正的拟合消耗速率，计算出当前时刻电池预计余量，并存储在服务器端的存储设备中，供运营管理人员查询使用。
77.一些实施例中，所述根据当前时间、实际耗电速率预测电子设备在该预测时间点的预计剩余电量，包括：
78.根据最近一次的实际剩余电量确定加权系数；
79.根据加权系数对实际耗电速率进行修正，获得拟合耗电速率；
80.根据拟合耗电速率计算出当前时间的预计剩余电量。
81.一些实施例中，所述方法还包括：
82.记录每一次获取的实际剩余电量、对应的采集时间以及电子设备的设备编号、型号；
83.针对每一种型号的电子设备建立一个历史数据集，该历史数据集中收集相同型号的所有电子设备的历史数据；
84.对历史数据集进行统计分析，拟合出剩余电量与加权系数的函数关系。
85.一些实施例中，所述根据最近一次的实际剩余电量确定加权系数，包括：
86.根据最近一次的实际剩余电量和函数关系，确定对应的加权系数。
87.一些实施例中，所述根据加权系数对实际耗电速率进行修正，包括：
88.按照电池的剩余电量进行阶梯加权，用加权后的均值修正实际耗电速率，获得拟合耗电速率。
89.步骤四：校准。客户再次来到该无人化场地、操作该iot设备，客户的手持终端采集到iot设备剩余电量并回传给服务端，则服务器端：
90.1、记录剩余电量为最近真实电量，并记录采集时间；
91.2、根据本次真实剩余电量和上次真实剩余电量差值、采集时间差值，计算该阶段实际耗电速率；
92.3、根据本次实际耗电速率，计算新的拟合耗电速率，供下次采集前的预测用。
93.步骤五：结束。当步骤二或步骤四采集到设备的电池余量低于阈值，或在步骤三中计算出的预计余量低于阈值，服务器端向运营管理人员发出警报，提示需要更换电池。运营管理人员完成电池更换工作后，通过后台管理端操作界面，将此设备电量预测程序重置，则系统内对该设备的电池余量监控回到步骤一。
94.综上所述，本技术的技术方案具有如下有益效果：
95.(1)一种适用于无人化场地的电池供电iot设备的电量监测及校准，尤其是在低频使用的场景下(包括整个场地提供的服务低频，或者场地中某一个设备被操作的频率低)，解决经营管理方难以持续保证服务的有效性、持续性，或者为达到这种持续保证的成本过高的情况；
96.(2)确保大规模部署的所有电池供电的iot设备，其剩余电量每天都能获得接近真实的监控，而不需要在现场额外部署昂贵的网络环境，或采购成本更高的可自身连接广域互联网的iot设备；
97.(3)连锁的无人化场地服务中，iot设备分散部署，本发明使经营管理方不需要人工前往去各个实际场所现场采集设备剩余电量，节约大量人力。
98.如图1所示，本技术的实施例还提供一种电子设备的电量监测系统，包括：电子设备104、移动终端102、服务器106；
99.所述电子设备与所述移动终端通过近距通信进行交互；所述移动终端与所述服务器通过互联网进行通信；
100.所述移动终端与所述电子设备进行交互时，获取所述电子设备的实际剩余电量并上传到所述服务器；
101.所述服务器用于实现如上任意一种实施例所述的电量监测方法。
102.关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体步骤已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处不再详细阐述说明。上述系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
103.本技术的实施例还提供一种服务器，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的计算机程序，以实现如上任意一种实施例所述方法的操作步骤。
104.本技术的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一种实施例所述方法的操作步骤。
105.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
106.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
107.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
108.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
109.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
110.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
111.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
112.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
113.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。