本發(fā)明屬于能耗管理領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及基于云平臺的無線能耗管理方法。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)（iot）技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的能源消耗設(shè)備被連接到網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)了實時監(jiān)控和管理，但是現(xiàn)有技術(shù)中存在以下不足：

2、數(shù)據(jù)安全性問題：在現(xiàn)有的無線能耗管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性是一個主要問題。由于能耗數(shù)據(jù)包含敏感信息，如設(shè)備運行狀態(tài)、能耗模式，因此確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被截獲或篡改至關(guān)重要；

3、實時性不足：能耗管理系統(tǒng)需要能夠?qū)崟r監(jiān)控和調(diào)整設(shè)備的能耗情況。然而，現(xiàn)有的無線能耗管理系統(tǒng)往往存在時延問題，無法及時收集和處理能耗數(shù)據(jù)，從而影響了能源分配的準確性和效率。

4、數(shù)據(jù)處理能力有限：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量不斷增加，產(chǎn)生的能耗數(shù)據(jù)量也隨之增大。現(xiàn)有的無線能耗管理系統(tǒng)在處理大量數(shù)據(jù)時往往表現(xiàn)出處理能力不足，無法有效分析和預(yù)測能耗趨勢。

5、缺乏智能優(yōu)化：許多現(xiàn)有的無線能耗管理系統(tǒng)缺乏智能化的優(yōu)化算法，無法根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調(diào)整能源分配策略。這導(dǎo)致了能源利用效率低下，無法實現(xiàn)最優(yōu)的能源管理。

6、設(shè)備兼容性問題：不同的能源消耗設(shè)備可能使用不同的通信協(xié)議和標準，現(xiàn)有的無線能耗管理系統(tǒng)在兼容性方面存在不足，難以實現(xiàn)不同設(shè)備之間的無縫連接和協(xié)同工作。

7、能耗模型不準確：構(gòu)建準確的能耗模型對于預(yù)測和優(yōu)化能耗至關(guān)重要。然而，許多現(xiàn)有的無線能耗管理系統(tǒng)使用的能耗模型過于簡化，無法準確反映設(shè)備的實際能耗情況，導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果不準確。

8、缺乏靈活性和可擴展性：現(xiàn)有的無線能耗管理系統(tǒng)往往缺乏靈活性和可擴展性，難以適應(yīng)不斷變化的能源需求和設(shè)備類型。當新的設(shè)備或技術(shù)出現(xiàn)時，現(xiàn)有系統(tǒng)可能需要進行大規(guī)模的修改或替換；

9、在上述的基礎(chǔ)上，我們提出基于云平臺的無線能耗管理方法，來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的基于云平臺的無線能耗管理方法，該方法安全、實時、智能且靈活的無線能耗管理方法，不僅能夠有效地管理和優(yōu)化能源消耗，還能夠適應(yīng)不斷變化的環(huán)境和需求，具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的實用價值。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、基于云平臺的無線能耗管理方法，包括如下步驟：

4、s1、通過連接在各能源消耗設(shè)備的無線信號傳輸模塊分別采集各能源消耗設(shè)備的實時能耗數(shù)據(jù)；

5、s2、通過加密的無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)從能源消耗設(shè)備傳輸至云平臺，云平臺對接收的能耗數(shù)據(jù)進行處理；

6、s3、應(yīng)用加權(quán)算法，根據(jù)設(shè)備的預(yù)計壽命和當前狀態(tài)，調(diào)整其在能耗管理中的權(quán)重；

7、s4、構(gòu)建能耗模型以模擬和預(yù)測設(shè)備的能耗情況，并基于能耗模型，分析能耗數(shù)據(jù)，考慮設(shè)備壽命加權(quán)生成分配策略；

8、s5、根據(jù)分配策略，動態(tài)生成控制指令。

9、優(yōu)選的，步驟s1中，云平臺為每組無線信號傳輸模塊分配唯一標識符，并在設(shè)備上進行相應(yīng)的注冊，所述采集各能源消耗設(shè)備的實時能耗數(shù)據(jù)具體為：

10、s11、無線信號傳輸模塊持續(xù)監(jiān)測能源消耗設(shè)備的運行狀態(tài)和能耗數(shù)據(jù)；

11、s12、根據(jù)預(yù)設(shè)的時間間隔或事件觸發(fā)條件，無線信號傳輸模塊自動收集設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)；

12、s13、將收集到的能耗數(shù)據(jù)按照一定的格式進行打包，以便于傳輸和解析；

13、s14、通過加密的無線網(wǎng)絡(luò)，將打包后的能耗數(shù)據(jù)傳輸至云平臺，在此過程中，確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性；

14、s15、云平臺接收到來自無線信號傳輸模塊的數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)驗證和解密，確保數(shù)據(jù)的有效性和準確性。

15、優(yōu)選的，步驟s2中所述的云平臺對接收的能耗數(shù)據(jù)進行處理，具體為：

16、s21、各能源消耗設(shè)備通過無線信號傳輸模塊采集實時能耗數(shù)據(jù)，并通過加密的無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至云平臺；

17、s22、云平臺接收到加密的數(shù)據(jù)后，首先對其進行解密操作，解密后的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過驗證，以確保其完整性和準確性；

18、s23、云平臺會對數(shù)據(jù)進行清洗，去除無效或錯誤的信息，包括檢查數(shù)據(jù)的格式、單位以及是否存在異常值；

19、s24、云平臺對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換處理將不同單位的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標準單位；

20、s25、將轉(zhuǎn)換處理后的數(shù)據(jù)存儲在云平臺的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中。

21、優(yōu)選的，步驟s3具體為：

22、s31、每個設(shè)備的相關(guān)信息，包括設(shè)備的預(yù)計壽命、當前使用年限、運行狀態(tài)以及歷史能耗數(shù)據(jù)；

23、s32、根據(jù)設(shè)備的預(yù)計壽命和當前狀態(tài)，確定權(quán)重因子，預(yù)計壽命較長且當前狀態(tài)良好的設(shè)備，賦予高的權(quán)重因子；而對于預(yù)計壽命較短或當前狀態(tài)較差的設(shè)備，則賦予較低的權(quán)重因子；

24、s33、使用加權(quán)算法計算每個設(shè)備的權(quán)重值，權(quán)重值的計算式為：

25、;

26、式中，wi表示第i個設(shè)備的權(quán)重值，li表示該設(shè)備的預(yù)計壽命，si表示該設(shè)備的當前狀態(tài)，f是關(guān)于li和si的函數(shù)；

27、s34、對計算出的權(quán)重值進行歸一化處理，歸一化后的權(quán)重值之和為1；

28、s35、將歸一化后的權(quán)重值應(yīng)用于能耗管理中。

29、優(yōu)選的，所述步驟s34中歸一化處理的表達式為：

30、；

31、式中，表示歸一化后的權(quán)重值，n表示設(shè)備的總數(shù)量，wi表示第i個設(shè)備的權(quán)重值，wj表示第j個設(shè)備的權(quán)重值；

32、歸一化的主要目的是將不同單位的數(shù)值轉(zhuǎn)換到同一個標準尺度，在能耗管理的場景中，歸一化確保了不同設(shè)備的權(quán)重值在相對比例上是公平和一致的；

33、其中，使用wi和wj的原因是為了確保所有權(quán)重值的和為1，從而使權(quán)重值在相對比例上保持一致性和可比性。

34、優(yōu)選的，步驟s4中構(gòu)建能耗模型以模擬和預(yù)測設(shè)備的能耗情況具體流程為：

35、s41、設(shè)計包含多個gru層的網(wǎng)絡(luò)，每層包含一定數(shù)量的神經(jīng)元；

36、s42、將設(shè)備的預(yù)計壽命和當前狀態(tài)作為輸入特征；

37、s43、設(shè)置全連接層作為輸出層，用于預(yù)測未來的能耗；

38、s44、對能耗模型進行編譯用于衡量預(yù)測值與實際值之間的差異以及更新能耗模型權(quán)重；

39、s45、將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和驗證集，根據(jù)訓(xùn)練集數(shù)據(jù)通過反向傳播算法調(diào)整能耗模型參數(shù)，在驗證集上評估能耗模型性能，根據(jù)需要調(diào)整超參數(shù)或能耗模型結(jié)構(gòu)；

40、所述能耗模型表達式為：

41、；

42、其中：是在時間t時第i個設(shè)備的預(yù)測能耗，frnn是模型，參數(shù)為θ，li是設(shè)備的預(yù)計壽命，si是設(shè)備的當前狀態(tài)，xi,t是到時間t為止的設(shè)備歷史能耗數(shù)據(jù)序列。

43、優(yōu)選的，所述步驟s4中基于能耗模型，分析能耗數(shù)據(jù)，考慮設(shè)備壽命加權(quán)生成分配策略具體為：

44、使用訓(xùn)練好的能耗模型預(yù)測未來一段時間內(nèi)每個設(shè)備的能耗，并分析能耗模型的預(yù)測準確性和泛化能力；

45、根據(jù)設(shè)備的預(yù)計壽命和當前狀態(tài)計算權(quán)重，結(jié)合預(yù)測的能耗和計算出的權(quán)重，制定能源分配策略；

46、將訓(xùn)練好的能耗模型部署到實際環(huán)境中，實時監(jiān)控設(shè)備的能耗情況，根據(jù)實際運行結(jié)果不斷調(diào)整和優(yōu)化能耗模型，以適應(yīng)設(shè)備能耗的變化。

47、優(yōu)選的，步驟s5具體為：

48、s51、基于能源分配策略，制定具體的控制邏輯，為每個設(shè)備生成相應(yīng)的控制指令；

49、s52、通過無線信號傳輸模塊將控制指令發(fā)送到對應(yīng)的設(shè)備，設(shè)備接收到指令后，執(zhí)行相應(yīng)的控制操作；

50、s53、持續(xù)監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)和能耗情況，收集設(shè)備執(zhí)行控制指令后的反饋信息，包括實際能耗、運行效率；

51、s54、根據(jù)反饋信息評估控制指令的效果，根據(jù)評估結(jié)果對能耗模型和能源分配策略進行必要的調(diào)整和優(yōu)化。

52、優(yōu)選的，所述無線信號傳輸模塊包括：

53、天線，負責(zé)發(fā)送和接收無線電波；

54、射頻收發(fā)器，將基帶信號轉(zhuǎn)換為高頻信號進行發(fā)送，或從接收到的高頻信號中提取基帶信號；

55、濾波器，用于去除信號中的噪聲和其他不需要的頻率成分，確保信號的清晰度；

56、處理器，執(zhí)行各種數(shù)據(jù)處理任務(wù)，包括信號編碼、解碼、加密和解密；

57、存儲器，存儲程序代碼和數(shù)據(jù)，支持處理器運行；

58、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路，在數(shù)字信號和模擬信號之間進行轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)不同的傳輸需求；

59、電源管理芯片，為模塊提供穩(wěn)定的電壓和電流，確保各部件正常工作。

60、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：本發(fā)明提供的基于云平臺的無線能耗管理方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢：

61、首先，通過加密的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，確保了能耗數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和完整性；云平臺接收到數(shù)據(jù)后進行驗證和解密，進一步提高了數(shù)據(jù)的安全性；無線信號傳輸模塊能夠持續(xù)監(jiān)測能源消耗設(shè)備的運行狀態(tài)和能耗數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的時間間隔或事件觸發(fā)條件自動收集能耗數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的實時性；

62、其次，云平臺對接收的能耗數(shù)據(jù)進行處理，包括解密、驗證、清洗、轉(zhuǎn)換和存儲步驟，確保了數(shù)據(jù)的有效性和準確性；同時，云平臺具備強大的數(shù)據(jù)處理能力，能夠處理大量的能耗數(shù)據(jù)；應(yīng)用加權(quán)算法根據(jù)設(shè)備的預(yù)計壽命和當前狀態(tài)調(diào)整其在能耗管理中的權(quán)重，構(gòu)建能耗模型以模擬和預(yù)測設(shè)備的能耗情況，并基于能耗模型分析能耗數(shù)據(jù)生成分配策略；這些智能化的操作提高了能源利用效率；

63、最后，根據(jù)分配策略動態(tài)生成控制指令，并通過無線信號傳輸模塊將控制指令發(fā)送到對應(yīng)的設(shè)備；這種靈活性使得方法能夠根據(jù)實際情況調(diào)整能源分配策略，優(yōu)化能源使用；由于方法的智能化和自動化程度高，減少了人工干預(yù)的需要，從而降低了維護成本。