反射面的电量管理方法、系统、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及无线物联网技术领域，具体涉及一种反射面的电量管理方法、系统、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.随着无线物联网技术的飞速发展，当前面临的一大挑战是接入网络的设备逐渐增多会导致网络需要更高的工作频率和更大的通信带宽。例如wifi6和wifi7的工作频段已经从传统wifi的2.4ghz提升到5-6ghz，另外还有未来将推广的802.11ay采用60ghz工作频段，这些都容易导致无线覆盖更加复杂，功耗和成本大幅攀升。
3.智能反射面通过调整施加在其表面反射元件的电压实现对电磁波反射方向的改变，从而人为控制电磁波的传播方向，解决了以往需要增加无线接入点或提高发射功率才能解决的信号覆盖问题。由于反射面上的反射元件可能会出现漏电以及驱动电路耗电等情况，因此需要对反射面供电。然而部署反射面的位置往往不易从电网取电，例如建筑外墙，广告面板和塔架，因此一般采用电池供电，这样就需要对电池及时充电或更换电池。当包括wifi在内的无线物联网中存在大量反射面时，对反射面的电量管理成为阻碍智能反射面技术推广和应用的难题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种反射面的电量管理方法、系统、电子设备及存储介质，能够实现对反射面电量的智能管理，在电量不足时采取省电措施并及时补充电量，保证了反射面的电量及时补充，有效地延长了反射面的工作时长，保证无线通信系统的正常运行。
5.本技术的实施例第一方面提供一种反射面的电量管理方法，包括：
6.根据反射面上报的电池电量信息，确定所述反射面是否缺电；
7.若所述反射面缺电，向管理端发送电量补充通知，并根据所述反射面对应的充电等待时长以及可维持时长，确定是否使用省电编码；
8.若确定使用省电编码，向所述反射面发送省电控制编码请求。
9.于一实施例中，根据所述反射面发送的可维持时长以及所述管理端下发的充电等待时长，若所述可维持时长小于等于所述充电等待时长，确定使用省电编码。
10.于一实施例中，若接收到所述反射面发送的告警消息，向管理端发送充电请求消息；所述告警消息是在所述可维持时长小于第一告警阈值时，所述发射面生成的；
11.接收所述管理端根据所述充电请求消息返回的充电等待时长。
12.于一实施例中在所述接收到所述反射面发送的第一告警消息，向管理端发送充电请求消息之前，所述方法还包括：
13.根据所述管理端发送的充电等待预设时长，向所述反射面发送所述第一告警阈值。
14.于一实施例中，根据所述反射面对应的充电等待时长，计算所述反射面对应的第
二告警阈值；
15.生成省电编码，向所述反射面发送包括所述省电编码以及所述第二告警阈值的省电控制编码请求。
16.于一实施例中，根据所述反射面对应的充电等待时长，计算所述反射面对应的第二告警阈值；
17.向所述反射面发送包含省电比例、电磁波波束最小宽度以及第二告警阈值的省电控制编码请求。
18.于一实施例中，在所述向所述反射面发送省电控制编码请求之后，所述方法还包括：
19.若接收到所述反射面发送的电量补充完成消息，向所述反射面发送恢复正常编码消息。
20.本技术的实施例第二方面提供一种反射面的电量管理系统，包括：
21.接入点，用于根据反射面上报的电池电量信息，确定所述反射面是否缺电；若所述反射面缺电，向管理端发送电量补充通知，并根据所述反射面对应的充电等待时长以及可维持时长，确定是否使用省电编码；若确定使用省电编码，向所述反射面发送省电控制编码请求。
22.反射面，连接所述接入点，用于向所述接入点上报电池电量信息并接收所述接入点返回的省电控制编码请求；
23.管理端，连接所述接入点，用于接收所述电量补充通知。
24.本技术实施例第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
25.处理器；
26.用于存储处理器可执行指令的存储器；
27.其中，所述处理器被配置为执行本技术实施例第一方面及其任一实施例的方法。
28.本技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可由处理器执行以完成本技术实施例第一方面及其任一实施例的方法。
29.本技术提供的反射面的电量管理方法、系统、电子设备及存储介质，主要用于为反射面提供一种智能电量补充方法以及省电措施。根据反射面的电量情况以及管理端补充电量需要的时长来判断反射面是否需要补充电量，若需要补充电量则采取省电措施，当反射面的电量补充完成，接入点会接收到反射面的电量补充完成消息，控制反射面进入正常使用模式。本方案保证了反射面的电量及时补充，满足通讯需求，保证了无线通信系统的正常运行，实现对反射面电量的智能管理，有效地延长了反射面的工作时长。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
31.图1为本技术实施例提供的反射面的电量管理方法的应用场景示意图；
32.图2为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图；
33.图3为本技术实施例提供的反射面的电量管理方法的流程示意图；
34.图4为本技术实施例提供的反射面的省电控制示意图；
35.图5为本技术实施例提供的省电编码产生方法的流程示意图；
36.图6为本技术另一实施例提供的省电编码产生方法的流程示意图；
37.图7为本技术另一实施例提供的反射面的电量管理方法的流程示意图；
38.图8为本技术实施例提供的反射面的电量管理过程的流程示意图；
39.图9为本技术实施例提供的反射面的电量管理系统的结构示意图。
具体实施方式
40.在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本技术的描述中，术语“包括”、“包含”等表示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
42.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。
43.请参照图1，其为本技术实施例提供的反射面的电量管理方法的应用场景示意图。该应用场景包括管理端101、接入点102和反射面103，其中反射面103可以有多个。接入点102与反射面103之间有消息通道，消息通道可以利用蓝牙，zigbee等无线技术实现。接入点102和管理端101通过互联网连接。
44.管理端101可以是服务器，可以存储有多个反射面103的位置信息和电池参数，如电池型号、额定电量和充电时长等。管理端101还可以接收反射面103的电量补充请求，对反射面103补充电量。接入点102用于控制反射面103以及接收管理端101和反射面103发送的消息。反射面103可以根据接入点102的要求调整电磁波反射方向以及调整电量的使用。
45.请参照图2，其为本技术实施例提供的电子设备200的结构示意图，该电子设备200可以用于执行本技术实施例提供的反射面的电量管理方法。电子设备200包括：至少一个处理器203、至少一个存储器202和总线201，总线201用于实现这些组件的连接通信。电子设备200可以是主机、平板电脑等，用于执行反射面的电量管理方法。
46.于一实施例中，存储器202可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，包括但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，静态随机存取存储器(static random access memory，sram)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)。
47.于一实施例中，处理器203可以是通用处理器，包括但不限于中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等，还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器203也可以是任何常规的处理器等，处理器203是电子设备200的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备200的各个部分。处理器203可以实现或者执行本技术
实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。
48.于一实施例中，图2以一个处理器203和一个存储器202为例，处理器203和存储器202通过总线201连接，存储器202存储有可被处理器203执行的指令，指令被处理器203执行，以使电子设备200可执行下述的实施例中方法的全部流程或部分流程，以实现对反射面的电量管理。
49.请参照图3，其为本技术实施例提供的反射面的电量管理方法的流程示意图，该方法可由图2所示的电子设备200执行，该方法包括s310-s330。
50.s310：根据反射面上报的电池电量信息，确定反射面是否缺电。
51.在管理反射面的电量时，接入点会接收反射面上报的电池电量信息，其中包括反射面当前的电量可维持时长。反射面根据管理端提供的为反射面补充电量的预设等待时长、反射面的电量可维持时长以及接入点设置的维持时长告警阈值，判断是否需要补充电量。若需要补充电量，将上报电池电量信息至接入点。管理端为反射面补充电量的预设等待时长需要考虑人力物力等多种因素，因此预设等待时长将会根据实际情况发生变化。
52.s320：若反射面缺电，向管理端发送电量补充通知，并根据反射面对应的充电等待时长以及可维持时长，确定是否使用省电编码。
53.于一实施例中，根据所述反射面发送的可维持时长以及所述管理端下发的充电等待时长，若所述可维持时长小于等于所述充电等待时长，确定使用省电编码。
54.当反射面的电量可维持时长小于接入点设置的维持时长告警阈值，反射面会将电池电量信息反馈给接入点，表示需要补充电量。接入点根据接收到的反射面发送的信息，向管理端发送电量补充通知。管理端接收到电量补充通知后，根据实时情况判断当前为反射面补充电量需要耗费的时长，即充电等待时长。将该充电等待时长发送给接入点，接入点根据管理端发送的充电等待时长以及反射面的电量可维持时长，判断反射面的当前电量是否可以维持到得到电量补给。若可维持时长小于等于充电等待时长，那么需要控制反射面采用省电编码进入省电模式。
55.s330：若确定使用省电编码，向所述反射面发送省电控制编码请求。
56.如图4所示，其为本技术实施例提供的反射面的省电控制示意图。反射面的表面按照矩阵方式排布大量变阻抗器件，每个变阻抗器件通过1bit信号控制，所有器件的控制信号集合就是控制编码，控制编码可用矩阵形式表示：
[0057][0058]
其中，矩阵元素a
ij
表示第i行第j列的控制信号，取值为0或1。
[0059]
当a
ij
＝0时所控制的器件不耗电，a
ij
＝1时所控制的器件耗电，因此控制编码的功耗可以表示为：pa＝num_1bit*w，其中num_1bit是控制编码a中数值为1的矩阵元素个数，w为每个阻抗器件导通的功耗。通过减少控制编码a中等于1的元素数量，也就是增加等于0的元素数量可以降低整个反射面的功耗。控制编码是根据电磁波反射方向要求设置，为了省电减少元素1的数量会改变信号反射波束宽窄，影响网络信号覆盖效果，因此需要接入点根据当前业务流量，终端距离远近等因素权衡使用。
[0060]
省电控制编码请求可以是直接发送省电编码给反射面，反射面采用接收到的省电编码。也可以是发送进入省电模式的控制消息给反射面，由反射面自行计算并采用省电编码。
[0061]
请参照图5，其为本技术实施例提供的省电编码产生方法的流程示意图，包括s510-s520。
[0062]
s510：根据反射面对应的充电等待时长，计算反射面对应的第二告警阈值。
[0063]
当管理端接收到电量补充通知，会根据实时情况判断当前为反射面补充电量需要耗费的时长，即充电等待时长，将该充电等待时长发送给接入点。接入点根据充电等待时长，计算第二告警阈值。设当前充电等待时长为t
w2
，那么第二告警阈值t
th2
＝k*t
w2
，其中k为余量系数，可以取大于1的数，通常为1.5。
[0064]
s520：生成省电编码，向所述反射面发送包括所述省电编码以及所述第二告警阈值的省电控制编码请求。
[0065]
反射面采用分区供电的方式，将反射面划分为j行k列个驱动单元，每个驱动单元控制m行n列个变阻抗器件，整个反射面的控制编码可表示为：
[0066][0067]
其中矩阵元素d
kj
表示一个驱动单元，可表示为：
[0068][0069]
在采用省电控制编码时，可以通过关闭不同区域的供电来达到降低功耗的效果。接入点只需要控制反射面关闭哪些驱动单元，也就是发送编码a矩阵中全零的单元集合{d
kj
|d
kj
为零矩阵}即可。不再需要传递整个反射面的控制编码(即n
·
m个元素的数据)，这样消息负载降低为原先的降低了消息复杂度和成本。
[0070]
若接入点判断反射面需要进入省电模式，可由接入点根据当前接入的各种业务的不同qos(quality of service，服务质量)要求，降低qos要求不高的非实时业务速率，从而降低信道的信噪比要求，生成省电控制编码。将生成的省电编码以及第二告警阈值发送给反射面。反射面可采用省电控制编码进入省电模式。
[0071]
接入点可以根据以下几种情况更新省电控制编码，例如：
[0072]
当管理端对反射面补充电量需要的充电等待时长发生变化，接入点将根据更新的充电等待时长重新计算告警阈值，根据更新的告警阈值和反射面的电量情况更新省电控制编码。
[0073]
或当实际网络运行发生变化，若网络流量降低，则可以进一步减少反射面的功耗；若接入点与反射面的距离较远，则可以采用更发散的反射波束，调整为更加省电的控制编码。
[0074]
或当反射面的电量下降且低于告警阈值，此时将会触发告警信息至接入点，接入
点将更新为更省电的控制编码并发送至反射面。
[0075]
请参照图6，其为本技术另一实施例提供的省电编码产生方法的流程示意图，包括s610-s620。
[0076]
s610：根据反射面对应的充电等待时长，计算反射面对应的第二告警阈值。
[0077]
s610与上述实施例中s510相似，在此不再赘述。
[0078]
s620：向反射面发送包含省电比例、电磁波波束最小宽度以及第二告警阈值的省电控制编码请求。
[0079]
若需要控制反射面进入省电模式，可由接入点发送进入省电模式的控制消息给反射面，由反射面自行计算并采用省电编码，发送的内容包含省电比例、电磁波波束最小宽度(beamwidth)以及第二告警阈值。具体计算方式如下：
[0080]
反射面控制编码a可以划分为k*j个控制单元，每个单元包含m*n个变阻抗器件，其中中l为反射面水平方向器件间隔距离，w为反射面竖直方向阻抗器件间隔距离。向阻抗器件间隔距离。m和n分别为反射面水平和竖直方向的阻抗器件数目。控制编码a可表示为：
[0081][0082]
控制编码包含k*j个控制单元，每个控制单元d
kj
包含m*n个变阻抗器件，d
kj
可表示为：
[0083][0084]
根据省电比例r，控制编码a中保持正常工作的控制单元数量为：r*k*j，在每列中间隔挑出(1-r)*k个控制单元关闭。
[0085]
本实施例提供的反射面的电量管理方法，通过对反射面电量的实时监测，通过省电措施降低反射面功耗，延长工作时间，并及时通知电量管理中心对电量不足的反射面充电。保证了反射面的电量及时补充，满足通讯需求，保证了无线通信系统的正常运行，本发明有助于智能反射面技术的应用推广。
[0086]
请参照图7，其为本技术另一实施例提供的反射面的电量管理方法的流程示意图，该方法可由图2所示的电子设备200执行，该方法包括s710-s760。图8为本实施例提供的反射面的电量管理过程的流程示意图。
[0087]
s710：根据管理端发送的充电等待预设时长，向反射面发送第一告警阈值。
[0088]
接入点会预先获取管理端对反射面补充电量的充电等待预设时长，充电等待预设时长会受当前人力物力等多种因素影响。根据充电等待预设时长，接入点计算反射面需继续维持连续工作的最小时长的警戒值，即第一告警阈值。设充电等待预设时长为t
w1
，第一告警阈值为t
th1
，t
th1＝
k*t
w1
，其中k为余量系数，取大于1的值，通常设为1.5。接入点将计算得到
的第一告警阈值发送给反射面。
[0089]
s720：若接收到反射面发送的告警消息，向管理端发送充电请求消息。
[0090]
反射面会实时监测自身的电量可维持时长ts，设当前反射面的电池可用电量为q毫安，当前功耗为i毫安，则ts＝q/i(小时)。反射面判断可维持时长ts与第一告警阈值t
th1
的大小，若ts《t
th1
，反射面会生成告警消息并发送给接入点。告警消息包括反射面的识别码、可维持时长以及当前工作电流。接入点接收到告警消息后，向管理端发送充电请求消息，充电请求消息包括接入点的识别码、反射面的识别码以及可维持时长。
[0091]
s730：接收管理端根据充电请求消息返回的充电等待时长。
[0092]
管理端接收到充电请求消息后，综合运送充电器时长、新电池到达反射面路程以及人力等多种因素，计算最新的充电等待时长t
w2
，并发送给管理端。
[0093]
s740：根据反射面对应的充电等待时长以及可维持时长，确定是否使用省电编码。
[0094]
s750：若确定使用省电编码，向反射面发送省电控制编码请求。
[0095]
s740-s750与上述实施例中s320-s330相似，在此不再赘述。
[0096]
s760：若接收到反射面发送的电量补充完成消息，向反射面发送恢复正常编码消息。
[0097]
根据s730，管理端接收到充电请求消息后，开始安排对反射面的电量补充工作，包括人工或无人方式进行充电或更换电池。
[0098]
反射面电量补充完毕后，向接入点发送电量补充完成消息，接入点接收到此消息后，向反射面发送恢复正常编码消息，反射面采用正常的控制编码进行工作。
[0099]
请参照图9，为本技术实施例提供的反射面的电量管理系统的结构示意图。如图9所示，该反射面的电量管理系统900可以包括：
[0100]
接入点920，用于根据反射面上报的电池电量信息，确定反射面是否缺电；若反射面缺电，向管理端发送电量补充通知，并根据反射面对应的充电等待时长以及可维持时长，确定是否使用省电编码；若确定使用省电编码，向反射面发送省电控制编码请求。
[0101]
反射面930，连接接入点，用于向接入点上报电池电量信息并接收接入点返回的省电控制编码请求；
[0102]
管理端910，连接接入点，用于接收电量补充通知。
[0103]
上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述反射面的电量管理方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
[0104]
本技术实施例还提供了一种存储介质，包括：程序，当其藉由电子设备200运行时，使得电子设备200可执行上述实施例中方法的全部或部分流程。其中，存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0105]
功能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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的
存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0106]
在本技术所提供的几个实施例中，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0107]
另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0108]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。