面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法及系统与流程

本发明涉及物联网智慧养老，尤其是面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法及系统。

背景技术：

1、当前老龄化背景下，居家与机构智慧养老监测系统普遍部署海量异构低功耗传感设备，典型设备包含nb-iot门磁、智能床垫、毫米波人体雷达、红外感应传感器、养老可穿戴设备等。此类设备受硬件成本控制，均搭载低成本民用石英晶振，晶振本身存在制造公差，且时钟漂移程度随环境温度、长期老化持续变化，同时低功耗设备为节约电池电量，普遍采用事件触发式间断上报机制，无持续实时同步链路，不同终端、不同网络通道的消息传输延迟随机波动。

2、然而，现有ntp对时、常规最小二乘拟合两类主流同步方案适配性差，ntp依赖稳定双向链路，仅能粗同步，无法消除晶振长期累积偏差，常规最小二乘拟合需积累足量样本才能生效，设备新上线存在长时间校准盲区，易产生告警误判。同时现有方案未结合设备型号、温度特性做差异化补偿，收敛速度慢，消息队列采用互斥锁架构，万级设备并发下吞吐不足，跨线程追踪链路易断裂，缺乏全局统一时间轴，多设备联动行为时序解析精度低，整体无法满足大规模养老监测的时序校准需求。

3、因此，亟需面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法及系统，来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，包括以下步骤：

2、获取各异构养老传感设备上报的原始消息，对所述原始消息进行协议解析，提取设备型号标识、设备本地时间戳、事件类型以及环境温度，生成标准事件消息对象；

3、根据所述设备型号标识查询先验知识库，判断当前设备是否为冷启动状态：若为冷启动状态，则加载该设备型号对应的先验校准参数，执行基于温度补偿的初始时间校准，输出初始校准后的标准时间戳；若为非冷启动状态，则从为该设备维护的滑动窗口中读取已积累的时间样本对，执行最小二乘拟合得到实测校准参数，并通过渐进式加权融合计算融合后的校准参数，输出融合校准后的标准时间戳；

4、将校准后的所述标准事件消息对象及其对应的所述标准时间戳推送至无锁环形队列中，通过多生产者线程并发入队与消费者线程批量出队的方式进行削峰缓冲处理；

5、为进入所述无锁环形队列的每条标准事件消息对象分配全局唯一的链路追踪标识，并在消息处理流程跨越线程边界时，捕获当前线程的上下文快照，在目标线程中恢复所述上下文快照，以保持所述链路追踪标识的连续性；

6、根据预设的路由规则和各个分发渠道的实时回执状态，将经过校准和缓冲处理后的所述标准事件消息对象分发至对应的业务处理单元。

7、进一步的，本发明还公开了一种面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建系统，包括：

8、获取模块，用于获取各异构养老传感设备上报的原始消息，对所述原始消息进行协议解析，提取设备型号标识、设备本地时间戳、事件类型以及环境温度，生成标准事件消息对象；

9、判断模块，用于根据所述设备型号标识查询先验知识库，判断当前设备是否为冷启动状态：若为冷启动状态，则加载该设备型号对应的先验校准参数，执行基于温度补偿的初始时间校准，输出初始校准后的标准时间戳；若为非冷启动状态，则从为该设备维护的滑动窗口中读取已积累的时间样本对，执行最小二乘拟合得到实测校准参数，并通过渐进式加权融合计算融合后的校准参数，输出融合校准后的标准时间戳；

10、处理模块，用于将校准后的所述标准事件消息对象及其对应的所述标准时间戳推送至无锁环形队列中，通过多生产者线程并发入队与消费者线程批量出队的方式进行削峰缓冲处理；

11、分配模块，用于为进入所述无锁环形队列的每条标准事件消息对象分配全局唯一的链路追踪标识，并在消息处理流程跨越线程边界时，捕获当前线程的上下文快照，在目标线程中恢复所述上下文快照，以保持所述链路追踪标识的连续性；

12、分发模块，用于根据预设的路由规则和各个分发渠道的实时回执状态，将经过校准和缓冲处理后的所述标准事件消息对象分发至对应的业务处理单元。

13、本申请的有益效果为：

14、其一，本发明可消除设备冷启动校准盲区，解决传统拟合方案上线无可靠时间基准的痛点。通过建立按设备型号索引的先验知识库，批量标定各型号晶振基准漂移参数与温度系数，设备首次上报报文即可结合实时温度完成初始时间校准，无需等待多组样本积累，冷启动阶段时间校准误差降低，从根源消除新设备部署初期的误告警、漏告警问题。

15、其二，本发明可实现校正参数无感平滑迭代，以规避先验参数与实测参数直接切换引发的时间轴跳变。通过设计分段线性融合权重计算逻辑，随样本数量增长逐步提升实测拟合参数的占比，从群体标定特性平滑过渡至单设备个体漂移特性，全程无时间基准突变，保障老人连续行为时序解析稳定不中断。

16、其三，本发明可提升时间校准模型抗干扰能力，抵消nb-iot网络瞬时抖动带来的样本失真。在校准流程中嵌入基于拉依达准则的异常样本剔除机制，自动识别并丢弃传输延迟异常的时间样本，基于有效样本重新拟合补偿参数，复杂波动网络环境下时间轴稳定性显著提升。

17、其四，本发明兼顾短期温度补偿与长期晶振老化跟踪，持续维持长期高精度时间基准。一方面依托线性温漂模型计算综合频率补偿因子，实时抵消环境温度变化带来的晶振频率偏差，另一方面设置慢跟踪机制定期监测晶振长期老化漂移，老旧样本自动衰减降权，同时将更新后的型号参数回写知识库，后续新设备可复用历史标定经验，批量部署收敛速度持续提升。

1.面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，所述根据所述设备型号标识查询先验知识库，在判断当前设备是否为冷启动状态之前，还包括为各异构养老传感设备分别建立并维护独立滑动窗口的步骤：

3.根据权利要求2所述的面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，所述将所述时间样本对存入所述滑动窗口的尾部之前，还包括对所述滑动窗口进行容量管理的步骤：

4.根据权利要求1所述的面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，所述执行基于温度补偿的初始时间校准，包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，所述从为该设备维护的滑动窗口中读取已积累的时间样本对，执行最小二乘拟合得到实测校准参数，包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，所述通过渐进式加权融合计算融合后的校准参数，包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，所述执行最小二乘拟合得到实测校准参数之后，还包括异常样本剔除步骤：

8.根据权利要求1所述的面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，所述将校准后的所述标准事件消息对象及其对应的所述标准时间戳推送至无锁环形队列中，通过多生产者线程并发入队与消费者线程批量出队的方式进行削峰缓冲处理，包括以下步骤：

9.根据权利要求1所述的面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建方法，其特征在于，所述在消息处理流程跨越线程边界时，捕获当前线程的上下文快照，在目标线程中恢复所述上下文快照，包括以下步骤：

10.一种面向低功耗养老传感设备的统一时间基座构建系统，其特征在于，包括：