一种设备智能协同方法及装置与流程

本发明涉及智能家居技术领域，具体而言，涉及一种设备智能协同方法及装置。

背景技术：

在现有智能家居系统中，有专用的控制中心(例如网关或app)对家居系统中的各个电器设备进行控制，单个电器设备按照控制中心预设的模式和场景(例如白天，晚上，睡眠、无人等)运行，电器设备之间几乎没有交互，不存在电器群。更不能实现电器协商用能平衡分配。

针对现有技术中家居系统中无法实现设备之间协商用能平衡分配的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例中提供一种设备智能协同方法及装置，以解决现有家居系统中无法实现设备之间协商用能平衡分配的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种设备智能协同方法，其中，该方法包括：基于设备协商原则确定系统内各个设备的优先级；其中，系统中包括多个设备群，每个设备群中包括一个或多个设备；根据优先级实时进行群内用能分配和/或群间用能分配。

进一步地，基于设备协商原则确定系统内各个设备的优先级，包括：通告某设备的优先级申请请求及用能需求，其它设备针对所述优先级申请请求及用能需求反馈信息；其中，所述优先级申请请求中包括该设备的初始优先级；基于仲裁规则结合所述反馈信息确定其它设备是否支持所述优先级申请请求；如果是，则将所述初始优先级作为所述设备的优先级；如果否，则将所述初始优先级降一级后作为所述设备的优先级。

进一步地，接收设备的优先级申请请求之前，所述方法还包括：基于预设原则设置各个设备的初始优先级；其中，所述预设原则至少包括以下之一：个体历史模式、群体共性模式、系统构成角色、设备类型、场景相关性、使用频度、用户指令、历史优先级。

进一步地，所述系统构成角色分为：系统运行关键设备、人身和财产安全关键设备、一般设备；所述场景相关性分为：强相关、弱相关、非相关。

进一步地，将所述初始优先级作为所述设备的优先级之后，所述方法还包括：通告所述设备的优先级升级请求及用能需求，其它设备针对所述优先级升级请求及用能需求反馈信息；基于仲裁规则结合所述反馈信息确定其它设备是否支持所述优先级升级请求；如果是，则将所述初始优先级升一级后作为所述设备的优先级；如果否，则维持当前的优先级。

进一步地，根据优先级实时进行群内用能分配，包括：通告当前能源信息；根据当前能源信息判断群内用能是否供给不足；如果是，则根据优先级实时调整群内各个设备的用能分配。

进一步地，根据优先级实时调整群内各个设备的用能分配，包括：判断供给不足的程度是否超过预设程度；如果是，则将最低优先级的设备停用，将次低优先级的设备的用能需求降低；如果否，则将最低优先级的设备的用能需求降低。

进一步地，根据优先级实时调整群内各个设备的用能分配，包括：将预设个数的低优先级的设备同时降级；或者，将最低优先级的设备的用能需求降低至停用，在将次低优先级的设备的用能需求降低至停用，以此类推直至供给充足；其中，在供给充足后，停用或降级的设备按照优先级依次恢复正常用能需求。

进一步地，所述方法还包括：确定系统内各个设备群的优先级；其中，每个设备群对应一个优先级以及最低用能需求；或者，每个设备群分为多层优先级，每层优先级对应有最低用能需求。

进一步地，根据优先级实时进行群间用能分配，包括：通告当前能源信息；根据当前能源信息判断各个设备群的用能是否供给不足；如果是，则根据各个设备群的优先级实时调整各个设备群的用能分配。

进一步地，根据各个设备群的优先级实时调整各个设备群的用能分配，包括：判断供给不足的程度是否超过预设程度；如果是，则将最低优先级的设备群停用，将次低优先级的设备群的用能需求降低；如果否，则将最低优先级的设备群的用能需求降低。

进一步地，根据各个设备群的优先级实时调整各个设备群的用能分配，包括：如果每个设备群对应一个优先级以及最低用能需求，则将最低优先级的设备群的用能需求降低到其最低用能需求，再将次低优先级的设备群的用能需求降低到其最低用能需求，直至所有设备群都降低到最低用能需求后，再按照优先级依次停用设备群；在供给充足后，按照优先级依次恢复停用的各个设备群的最低用能需求，再按照优先级将各个设备群的用能需求恢复至正常用能需求；如果每个设备群分为多层优先级，每层优先级对应有最低用能需求，则按照各个设备群的各层优先级降低其用能需求。

进一步地，所述能源信息至少包括以下之一：能源路由器、分布式可再生能源、储能。

进一步地，所述方法还包括：如果一个设备群中的设备要上线、停用或接收用户指令预使用时，均基于设备协商原则通告该设备群内的其它设备；如果一个设备群要上线或停用时，基于设备协商原则通告其它设备群；如果一个设备群中各个设备的用能分配发生变化，则通告给该设备群中的其它设备；如果一个设备群的用能分配发生变化，则通告给其它设备群。

本发明还提供了一种设备智能协同装置，其中，该装置包括：优先级确定模块，用于基于设备协商原则确定系统内各个设备的优先级；其中，系统中包括多个设备群，每个设备群中包括一个或多个设备；用能分配模块，用于根据优先级实时进行群内用能分配和/或群间用能分配。

进一步地，所述优先级确定模块包括：通告单元，用于通告某设备的优先级申请请求及用能需求，其它设备针对所述优先级申请请求及用能需求反馈信息；其中，所述优先级申请请求中包括该设备的初始优先级；信息判断单元，用于基于仲裁规则结合所述反馈信息确定其它设备是否支持所述优先级申请请求；处理单元，用于在所述信息判断单元的判断结果为是的情况下，将所述初始优先级作为所述设备的优先级；在所述信息判断单元的判断结果为否的情况下，将所述初始优先级降一级后作为所述设备的优先级。

进一步地，所述用能分配模块包括：第一判断单元，用于通告当前能源信息；根据当前能源信息判断群内用能是否供给不足；第一调整单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为是的情况下，根据优先级实时调整群内各个设备的用能分配。

进一步地，所述用能分配模块包括：第二判断单元，用于通告当前能源信息；根据当前能源信息判断各个设备群的用能是否供给不足；第二调整单元，用于在所述第二判断单元的判断结果为是的情况下，根据各个设备群的优先级实时调整各个设备群的用能分配。

应用本发明的技术方案，移除了智能家居系统中的专用控制中心，将现有集中控制结构演化为无中心的、信息共享、开放的、平等协商的、即插即用的、分布式智能的电器群用能结构。通过设备间或设备群间的用能协商，实时进行用能分配。在能源供给受限的情况下，有序保证设备用能的动态平衡。

附图说明

图1是根据本发明实施例的设备智能协同方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的设备协商优先级的流程图；

图3是根据本发明实施例的设备的初始优先级确定路径示意图；

图4是根据本发明实施例的群内用能分配流程图；

图5是根据本发明实施例的群间用能分配流程图；

图6是根据本发明实施例的设备智能协同装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1是根据本发明实施例的设备智能协同方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤s101，基于设备协商原则确定系统内各个设备的优先级；其中，系统中包括多个设备群，每个设备群中包括一个或多个设备；

步骤s102，根据优先级实时进行群内用能分配和/或群间用能分配。

通过本实施例，通过设备间或设备群间的用能协商，实时进行用能分配。在能源供给受限的情况下，有序保证设备用能的动态平衡。

在本实施例中，基于设备协商原则确定系统内各个设备的优先级以及升级优先级，可以通过以下优选实施方式实现：

1、通告某设备的优先级申请请求及用能需求，其它设备针对优先级申请请求及用能需求反馈信息；其中，优先级申请请求中包括该设备的初始优先级；

2、基于仲裁规则结合反馈信息确定其它设备是否支持优先级申请请求；

3、如果是，则将初始优先级作为设备的优先级；如果否，则将初始优先级降一级后作为设备的优先级。

在此之后，设备还可以申请升级优先级。

4、通告设备的优先级升级请求及用能需求，其它设备针对优先级升级请求及用能需求反馈信息；

5、基于仲裁规则(例如：多数表决)结合反馈信息确定其它设备是否支持优先级升级请求；

6、如果是，则将初始优先级升一级后作为设备的优先级；如果否，则维持当前的优先级。

基于此，移除了智能家居系统中的专用控制中心，将现有集中控制结构演化为无中心的、信息共享、开放的、平等协商的、即插即用的、分布式智能的电器群用能结构。

图2是根据本发明实施例的设备协商优先级的流程图，如图2所示，该流程包括以下步骤(步骤s201-步骤s214)：

步骤s201，设备a上线。

步骤s202，设备a通告自己的用能需求、设备类型和优先级申请。

步骤s203，其它设备通告自身优先级并反馈是否支持设备a的优先级申请。

步骤s204，设备a接收到其它设备的通告后，按照仲裁规则(多数表决)，确定自身的优先级申请是否获得支持。

步骤s205，判断自身的优先级是否获得支持。

步骤s206，如果否，则降一级优先级。

步骤s207，如果是，则设备开始用能。

步骤s208，设备a通告自身的用能需求和优先级，并通告申请提升优先级。

步骤s209，其它设备确定是否支持设备a的优先级升级请求。

步骤s210，设备a接收到其它设备的反馈信息后，按照仲裁规则(多数表决)，确定自身的优先级升级请求是否获得支持。

步骤s211，判断自身的优先级是否获得支持。如果是，则执行步骤s213，如果否，则执行步骤s212。

步骤s212，如果否，则维持原有获得支持的优先级，并停止通告。

步骤s213，判断是否已经是最高优先级；如果是，则执行步骤s212，如果否，则执行步骤s214。

步骤s214，提升优先级并通告。

也就是说，优先级待定中的每个设备按照图2所示的流程通告自己的需求及优先级申请，其它设备对此进行投票，待定设备收到投票后按照多数有效地原则裁决自己的申请是否获得通过。如果未通过，则降低优先级通过并开始用能，同时开始优先级提升申请过程；如果提升请求未获通过则以前次通过的优先级运行，否则以新的优先级运行。

在本实施例中，接收设备的优先级申请请求之前，可以基于预设原则设置各个设备的初始优先级；其中，预设原则至少包括以下之一：个体历史模式、群体共性模式、系统构成角色、设备类型、场景相关性、使用频度、用户指令、历史优先级。其中，系统构成角色分为：系统运行关键设备、人身和财产安全关键设备、一般设备；场景相关性分为：强相关、弱相关、非相关。

图3是根据本发明实施例的设备的初始优先级确定路径示意图，如图3所示的是：设备或设备群首次申请时的初始优先级确定路径，以及其它设备对某设备的优先级申请应答(同意与否)的确定路径。所谓系统构成角色，就是设备在确保系统正常运转中所担任的角色：系统运行关键设备、人身和财产安全关键设备、一般设备。设备所默认优先级级别会根据角色加权。无个体历史行为模式可以借鉴时，则以群体历史行为模式作为参考。设备与场景的关联程度分为强相关、弱相关、非相关；非相关又分为各场景通用或必须，或依赖于其它场景。按照以上8个原则，综合权衡，同时随着使用经验增加，设备按照用户的使用模式来优化8个原则。以上8个原则并非固定，根据使用经验增多，可以添加更多原则；而且每个原则都可以优化。设备根据用电经验和知识自学习来增删或优化原则。

图4是根据本发明实施例的群内用能分配流程图，如图4所示，在本实施例中，根据优先级实时进行群内用能分配，可以通过以下流程实现：通告当前能源信息(该能源信息至少可以包括以下之一：能源路由器、分布式可再生能源、储能)；根据当前能源信息判断群内用能是否供给不足；如果是，则根据优先级实时调整群内各个设备用能分配。具体地，可以包括：判断供给不足的程度是否超过预设程度；如果是，则将最低优先级的设备停用，将次低优先级的设备的用能需求降低；如果否，则将最低优先级的设备的用能需求降低。还可以包括：将预设个数的低优先级的设备同时降级；或者，将最低优先级的设备的用能需求降低至停用，在将次低优先级的设备的用能需求降低至停用，以此类推直至供给充足；其中，在供给充足后，停用或降级的设备按照优先级依次恢复正常用能需求。

也就是说，当用能供给充足时，一个设备群中的各个设备正常运行，各取所需。当用能供给开始出现不足时，势必要抑制用能需求以和供给能力相匹配，这时候就要对设备群内的各个设备进行降级处理。降级处理依据群内所动态建立的电能分配优先级进行。通过协商，每个设备都有统一的群内所有设备用能需求和优先级。群内用电降级如果变换是缓慢的，最低优先级设备开始降低自己的用能需求直至停用，次之是次低优先级的设备。如果是急剧变化，按照差额值，则多个低优先级的设备要同时开始降级过程。当供给能力提升时，则停用的设备或降级的设备可以以优先级为基准逐渐恢复正常用能状态。

在本实施例中，根据优先级实时进行群间用能分配，在此之前，需要先确定系统内各个设备群的优先级；其中，每个设备群对应一个优先级以及最低用能需求；或者，每个设备群分为多层优先级，每层优先级对应有最低用能需求。也就是说，简单方式下，可以为设备群只指定一个优先级，但是也为其保留最低必须保证的用能需求；复杂方式下，设备群可以有多个优先级，每个优先级都有自己的用能需求。

图5是根据本发明实施例的群间用能分配流程图，如图5所示，在本实施例中，根据优先级实时进行群间用能分配，可以通过以下流程实现：通告当前能源信息(该能源信息至少可以包括以下之一：能源路由器、分布式可再生能源、储能)；根据当前能源信息判断各个设备群的用能是否供给不足；如果是，则根据各个设备群的优先级实时调整各个设备群的用能分配。具体地，可以包括：判断供给不足的程度是否超过预设程度；如果是，则将最低优先级的设备群停用，将次低优先级的设备群的用能需求降低；如果否，则将最低优先级的设备群的用能需求降低。还可以包括：如果每个设备群对应一个优先级以及最低用能需求，则将最低优先级的设备群的用能需求降低到其最低用能需求，再将次低优先级的设备群的用能需求降低到其最低用能需求，直至所有设备群都降低到最低用能需求后，再按照优先级依次停用设备群；在供给充足后，按照优先级依次恢复停用的各个设备群的最低用能需求，再按照优先级将各个设备群的用能需求恢复至正常用能需求；如果每个设备群分为多层优先级，每层优先级对应有最低用能需求，则按照各个设备群的各层优先级降低其用能需求。

也就是说，群间的操作过程类似群内。只是以设备群为单位抽象为一个群设备(群设备在某个时刻表现为用能设备、或为产能设备)，而不是以设备为单位；当然设备群可以只包含一个设备，这是设备群的特殊情况(比如群间公用的基础设施)。简单方式下，降级时满足每个群的最低能力需求。比如最低优先级群的能力需求降低到其最低需求后，就不再降级，而是开始降级次低优先级群；当所有群都降级到最低能力需求后，再按照优先级原则停用群。当供给能力逐渐恢复时，则先满足每个群的最低能力需求，再按照优先级恢复每个群的正常需求。复杂方式下，统一按照优先级进行降级。

根据前面的描述可知，设备用能协商用能可以分为两类：群内用电协商及降级；群间用电协商及降级。

需要说明的是，如果一个设备群中的设备要上线、停用或接收用户指令预使用时，均基于设备协商原则通告该设备群内的其它设备；如果一个设备群要上线或停用时，基于设备协商原则通告其它设备群。如果一个设备群中各个设备的用能分配发生变化，则通告给该设备群中的其它设备；如果一个设备群的用能分配发生变化，则通告给其它设备群。

本实施例中的设备群以群为单位，比如一个家庭可以代表一个群。一栋楼宇则是以家庭为单位的群组成的群集(多个群的集合)。群内协商是自治的。群集内的协商也是自治的，群内协商对群集不透明。设备本身只有一个优先级。

对应于图1介绍的设备智能协同方法，本实施例提供了一种设备智能协同装置，如图6所示的设备智能协同装置的结构框图，该装置包括：

优先级确定模块10，用于基于设备协商原则确定系统内各个设备的优先级；其中，系统中包括多个设备群，每个设备群中包括一个或多个设备；

用能分配模块20，连接至优先级确定模块10，用于根据优先级实时进行群内用能分配和/或群间用能分配。

通过本实施例，通过设备间或设备群间的用能协商，实时进行用能分配。在能源供给受限的情况下，有序保证设备用能的动态平衡。

优选地，上述优先级确定模块10可以包括：通告单元，用于通告某设备的优先级申请请求及用能需求，其它设备针对所述优先级申请请求及用能需求反馈信息；其中，所述优先级申请请求中包括该设备的初始优先级；信息判断单元，用于基于仲裁规则结合所述反馈信息确定其它设备是否支持所述优先级申请请求；处理单元，用于在所述信息判断单元的判断结果为是的情况下，将所述初始优先级作为所述设备的优先级；在所述信息判断单元的判断结果为否的情况下，将所述初始优先级降一级后作为所述设备的优先级。基于此，设备之间可以平等协商确定优先级，无需控制中心的控制。

优选地，上述用能分配模块20可以包括：第一判断单元，用于通告当前能源信息；根据当前能源信息判断群内用能是否供给不足；第一调整单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为是的情况下，根据优先级实时调整群内各个设备的用能分配。从而实现无中心的群内用能分配，在能源供给受限的情况下，有序保证设备用能的动态平衡。

优选地，上述用能分配模块20可以包括：第二判断单元，用于通告当前能源信息；根据当前能源信息判断各个设备群的用能是否供给不足；第二调整单元，用于在所述第二判断单元的判断结果为是的情况下，根据各个设备群的优先级实时调整各个设备群的用能分配。从而实现无中心的群间用能分配，在能源供给受限的情况下，有序保证设备用能的动态平衡。

从以上的描述中可知，本发明主要实现了以下两点：

1、无中心的电器设备群内和群间用能分配。

2、在能源供给受限的情况下，有序保证设备用能的动态平衡。

本发明不依赖于预设的模式和场景，而是根据实时情况来实现群内动态平衡。随着不断使用，电器设备群逐渐提升自己的协同智能水平。在设备的优先级确定以及升级过程中，运用机器学习等人工智能方法使得设备随着使用经验不断演化自己的智能水平。

在本发明中，也可以使用一个控制中心来分配每个用能，还是使用优先级原则来确定。这样，就将分布式变成了传统的集中式，从平等变成主从，从即插即用变成可能需要人工预先配置，弱化了智能，减弱了体验感。另外，可以选择刚性的优先级确定原则，但是没有学习功能。这样，使用经验得不到利用，无法实现最优化运行。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。