一种基于巡检业务特性优化主控功耗的方法与流程

本发明涉及国网输电线路巡检技术领域，尤其涉及一种基于巡检业务特性优化主控功耗的方法。

背景技术：

智慧化巡检背包类似一个智能巡检助手或者智能巡检陪伴机器人，通过配置该智能控制终端设备，可以有效的保障巡检人员的作业质量及巡检记录的数据化平台化，同时保障巡检人员的作业安全，因为巡检是在野外进行，设备只能通过电池供电，如果电池的容量很大就会造成设备负载太重，降低功耗保障续航是关键。

目前传统的机器人智能设备如服务机器人，巡检机器人等其工作区域距离充电场所都不是很远，当电池电量低的时候可以随时回来充电保障续航，但是不适用野外工作的场合。

因此，有必要提供一种基于巡检业务特性优化主控功耗的方法以解决上述技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够明显降低功耗，使该智能终端设备在不增大电池容量充满电能够满足正常连续巡检使用的基于巡检业务特性优化主控功耗的方法。

本发明提供的基于巡检业务特性优化主控功耗的方法包括以下步骤：

s1、工作状态，所述工作状态包括正常的工作模式和低功耗的休眠模式；

所述工作模式包括：设备定位和4g通讯功能；

语音唤醒，识别，语音合成；

基于rfid物料盘点管理；

基于ble同智能手表通讯管理；

设备是否挪动状态；

同mcu之间的通讯。

所述低功耗的休眠模式包括：

4g通讯功能；

设备挪动状态监测。

s2、基于mcu语音唤醒及语音识别；

s3、基于加速传感器触发rfid模块检测物料流；

s4、基于巡检时间片进行开机待机关机控制。

优选的，所述设备定位和4g通讯功能的功耗主要是体现在打开gps设备并进行4g上面，将设备的移动速度五秒一次的互动频率，降低为三十秒每次，降低设备上传频率从而降低功耗，但不影响正常巡检过程监控。

优选的，所述语音唤醒，识别，语音合成主要是在同巡检人员互动及到达需要巡查的杆塔位置时候才可能需要进行语音识别及语音合成等工作，通过mcu和智能模组的方案来降低功耗，提高识别率，所述mcu通过监测mic的按键是否按下，当监测到按键按下之后再通过urat通讯线通知智能模组，智能模组开始响应进行打开mic进行语音识别，语音播报，其他是时间完全关闭。

优选的，所述基于rfid的物料管理是通过控制rfid读卡上电，再进行物料盘点，通过加速传感器触发rfid模块检测物料，来控制rfid开始工作，通过加速度传感的姿态监测，判断当前包的振动幅度，根据幅度的变化反应出当前是背上包的情况，通知智能模组控制rfid模块上电，从而进行工具盘点，其他时候不工作，能保证根据任务确定工具是否携带齐全，又能在巡检过程中监控是否有功能遗漏还能保证功耗不会很高。

优选的，所述基于ble同智能手表通讯管理的启用仅仅是在工作时间段，其他时候都是关闭蓝牙的状态，获取手表生命体征参数信息是十五分钟获取一次，保证功耗不会很高。

优选的，所述设备是否挪动状态通过将加速度传感器接入mcu的方式，通过mcu对其速度进行读取的方式进行，相对于将传感器接入智能模组的方式，可以降低一定的功耗。

优选的，所述低功耗的休眠模式在19点到22点之间，控制智能模组进度低功耗待机模式，关闭除4g以外的所有功能，单片机处于正常工作模式，所述低功耗的休眠模式在22点到凌晨4点之间，智能模组处于关机状态，mcu进入休眠模式，并被设置成两种唤醒模式即实时时钟唤醒模式及外部中断唤醒模式，所述低功耗的休眠模式在凌晨4点到正常工作模式，在4点之后，mcu控制智能模组开机，在开机之后控制智能模组进入待机模式，当mcu检测到加速传感器超过阈值，且持续活动，判断是运行状态，通知智能模块处于正常工作模式，并从后台获取巡检业务信息并进行工具盘点，进入正常模式。

优选的，所述基于mcu语音唤醒及语音识别包括以下步骤：

当mcu检测带mic按键按下之后，通过urat通讯口通知智能模组开始监听语音输入；

智能模组收到指令之后会立刻给mcu进行反馈，并控制打开mic开始语音录音；

mcu收到反馈信号之后等待判断mic按键是否松开；

当发现mic按键松开之后通知智能模组停止语音录入；

智能模组收到通知之后立刻关闭mic，反馈mcu，发送后台语音识别。

优选的，所述基于加速传感器触发rfid模块检测物料流包括以下步骤：

mcu被加速度传感器唤醒；

超时等待判断本次触发唤醒是偶发还是真实在移动；

判断当前模组的处于什么状态，根据模组的状态进入不同的工作模式；

正常模式的话，mcu控制rfid模块上电，并通知智能模组进行物料盘点；

如果是待机模式，通过控制pwr管脚，使模块唤醒，再控制rfid模块上电并通知智能模组进行物料盘点；

如果是关机模式，控制pwr进行开机，等待开机结束之后，控制rfid模块上电，通知智能模组进行物料盘点；

等待收到盘点结束指令之后，通过加速度传感器判断当前处于什么状态；

如果是静止状态则记录非运动时间；

判断是否收到智能模组休眠信息如果收到则进入休眠。

优选的，所述基于巡检时间片进行开机待机关机控制包括以下步骤：

读取mcu发送指令；

如果获取到指令信息且判断是物料盘点，如果当前智能模组处于工作模式状态下，则进行物料盘点；

如果是非工作状态，则发送后台获取巡检信息；

如果收到巡检信息，则根据巡检信息进行物料盘点并把自己设置成正常工作模式；

如果未收到巡检信息，则读取当前实现进行，根据时间信息进入相应的模式；

如果是待机模式则发送mcu进入休眠模式，mcu根据实际是否在运动中，停止的时长通知是否进入休眠，如果通知其可以进入休眠，智能模组通知后台之后进入休眠模式；

如果是关机模式则发送mcu进入关机模式，mcu根据实际是否在运动中，停止的时长通知是否进入关机，如果通知其可以进入关机，智能模组通知后台之后进入关机模式，发送关机指令给mcu，mcu控制智能模组进行关机。

与相关技术相比较，本发明提供的基于巡检业务特性优化主控功耗的方法具有如下有益效果：

1、本发明通过基于mcu语音唤醒及语音识别，通过mcu和智能模组的方案来降低功耗，提高识别率，mcu通过监测mic的按键是否按下，当监测到按键按下之后再通过urat通讯线通知智能模组，智能模组开始响应进行打开mic进行语音识别，语音播报，其他是时间完全关闭，有效的降低了功耗，基于加速传感器触发rfid模块检测物料流，既能保证根据任务确定工具是否携带齐全，又能在巡检过程中监控是否有功能遗漏还能保证功耗不会很高，且通过基于巡检时间片进行开机待机关机控制进行优化，在保证正常业务功能的基础上很好的保证设备的功耗，解决了目前传统的机器人智能设备如服务机器人，巡检机器人等其工作区域距离充电场所都不是很远，当电池电量低的时候可以随时回来充电保障续航，但是不适用野外工作场合的问题；

2、本发明通过将设备定位和4g通讯功能设备的移动速度五秒一次的互动频率，降低为三十秒每次，降低设备上传频率从而降低功耗，但不影响正常巡检过程监控，且通过将获取手表生命体征参数信息是十五分钟获取一次，保证功耗不会很高，通过mcu和智能模组的方案来降低功耗，提高识别率，所述mcu通过监测mic的按键是否按下，当监测到按键按下之后再通过urat通讯线通知智能模组，智能模组开始响应进行打开mic进行语音识别，语音播报，其他是时间完全关闭，进一步的降低了功耗，通过加速度传感的姿态监测，判断当前包的振动幅度，根据幅度的变化反应出当前是背上包的情况，从而通知智能模组控制rfid模块上电，从而进行工具盘点，其他时候不工作，通过这种方法既能保证根据任务确定工具是否携带齐全，又能在巡检过程中监控是否有功能遗漏还能保证功耗不会很高，通过在19点到22点之间，控制智能模组进度低功耗待机模式，关闭除4g以外的所有功能，单片机处于正常工作模式，在22点到凌晨4点之间，智能模组处于关机状态，mcu进入休眠模式，并被设置成两种唤醒模式即实时时钟唤醒模式及外部中断唤醒模式，且在4点之后，mcu控制智能模组开机，在开机之后控制智能模组进入待机模式，当mcu检测到加速传感器超过阈值，且持续活动，判断是运行状态，通知智能模块处于正常工作模式，并从后台获取巡检业务信息并进行工具盘点，进入正常模式，可有效的降低功耗，通过基于mcu语音唤醒及语音识别，基于加速传感器触发rfid模块检测物料流，基于巡检时间片进行开机待机关机控制及其他常规的方式进行优化，在保证正常业务功能的基础上很好的保证设备的功耗。

附图说明

图1为本发明提供的基于巡检业务特性优化主控功耗的方法的一种较佳实施例的结构框图；

图2为本发明提供的基于mcu语音唤醒及语音识别流程图；

图3为本发明提供的基于加速传感器触发rfid模块检测物料流程图；

图4为本发明提供的基于巡检时间片进行开机待机关机控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中，图1为本发明提供的基于巡检业务特性优化主控功耗的方法的一种较佳实施例的结构框图；图2为本发明提供的基于mcu语音唤醒及语音识别流程图；图3为本发明提供的基于加速传感器触发rfid模块检测物料流程图；图4为本发明提供的基于巡检时间片进行开机待机关机控制流程图。基于巡检业务特性优化主控功耗的方法包括以下步骤：

s1、工作状态，工作状态包括正常的工作模式和低功耗的休眠模式；

工作模式包括：设备定位和4g通讯功能；

语音唤醒，识别，语音合成；

基于rfid物料盘点管理；

基于ble同智能手表通讯管理；

设备是否挪动状态；

同mcu之间的通讯。

低功耗的休眠模式包括：

4g通讯功能；

设备挪动状态监测。

s2、基于mcu语音唤醒及语音识别；

s3、基于加速传感器触发rfid模块检测物料流；

s4、基于巡检时间片进行开机待机关机控制。

在具体实施过程中，如图1所示，设备定位和4g通讯功能的功耗主要是体现在打开gps设备并进行4g上面，将设备的移动速度五秒一次的互动频率，降低为三十秒每次，降低设备上传频率从而降低功耗，但不影响正常巡检过程监控。

基于ble同智能手表通讯管理的启用仅仅是在工作时间段，其他时候都是关闭蓝牙的状态，获取手表生命体征参数信息是十五分钟获取一次，保证功耗不会很高。

需要说明的是，通过将设备定位和4g通讯功能设备的移动速度五秒一次的互动频率，降低为三十秒每次，降低设备上传频率从而降低功耗，但不影响正常巡检过程监控，且通过将获取手表生命体征参数信息是十五分钟获取一次，保证功耗不会很高。

参考图2所示，语音唤醒，识别，语音合成主要是在同巡检人员互动及到达需要巡查的杆塔位置时候才可能需要进行语音识别及语音合成等工作，通过mcu和智能模组的方案来降低功耗，提高识别率，mcu通过监测mic的按键是否按下，当监测到按键按下之后再通过urat通讯线通知智能模组，智能模组开始响应进行打开mic进行语音识别，语音播报，其他是时间完全关闭。

需要说明的是：通过mcu和智能模组的方案来降低功耗，提高识别率，mcu通过监测mic的按键是否按下，当监测到按键按下之后再通过urat通讯线通知智能模组，智能模组开始响应进行打开mic进行语音识别，语音播报，其他是时间完全关闭，进一步的降低了功耗。

参考图3和图4所示，基于rfid的物料管理是通过控制rfid读卡上电，再进行物料盘点，通过加速传感器触发rfid模块检测物料，来控制rfid开始工作，通过加速度传感的姿态监测，判断当前包的振动幅度，根据幅度的变化反应出当前是背上包的情况，通知智能模组控制rfid模块上电，从而进行工具盘点，其他时候不工作，能保证根据任务确定工具是否携带齐全，又能在巡检过程中监控是否有功能遗漏还能保证功耗不会很高。

需要说明的是：通过加速度传感的姿态监测，判断当前包的振动幅度，根据幅度的变化反应出当前是背上包的情况，从而通知智能模组控制rfid模块上电，从而进行工具盘点，其他时候不工作，通过这种方法既能保证根据任务确定工具是否携带齐全，又能在巡检过程中监控是否有功能遗漏还能保证功耗不会很高。

参考图3所示，设备是否挪动状态通过将加速度传感器接入mcu的方式，通过mcu对其速度进行读取的方式进行，相对于将传感器接入智能模组的方式，可以降低一定的功耗。

参考图1所示，低功耗的休眠模式在19点到22点之间，控制智能模组进度低功耗待机模式，关闭除4g以外的所有功能，单片机处于正常工作模式，低功耗的休眠模式在22点到凌晨4点之间，智能模组处于关机状态，mcu进入休眠模式，并被设置成两种唤醒模式即实时时钟唤醒模式及外部中断唤醒模式，低功耗的休眠模式在凌晨4点到正常工作模式，在4点之后，mcu控制智能模组开机，在开机之后控制智能模组进入待机模式，当mcu检测到加速传感器超过阈值，且持续活动，判断是运行状态，通知智能模块处于正常工作模式，并从后台获取巡检业务信息并进行工具盘点，进入正常模式。

需要说明的是：通过在19点到22点之间，控制智能模组进度低功耗待机模式，关闭除4g以外的所有功能，单片机处于正常工作模式，在22点到凌晨4点之间，智能模组处于关机状态，mcu进入休眠模式，并被设置成两种唤醒模式即实时时钟唤醒模式及外部中断唤醒模式，且在4点之后，mcu控制智能模组开机，在开机之后控制智能模组进入待机模式，当mcu检测到加速传感器超过阈值，且持续活动，判断是运行状态，通知智能模块处于正常工作模式，并从后台获取巡检业务信息并进行工具盘点，进入正常模式，可有效的降低功耗。

参考图2所示，基于mcu语音唤醒及语音识别包括以下步骤：

当mcu检测带mic按键按下之后，通过urat通讯口通知智能模组开始监听语音输入；

智能模组收到指令之后会立刻给mcu进行反馈，并控制打开mic开始语音录音；

mcu收到反馈信号之后等待判断mic按键是否松开；

当发现mic按键松开之后通知智能模组停止语音录入；

智能模组收到通知之后立刻关闭mic，反馈mcu，发送后台语音识别。

参考图3所示，基于加速传感器触发rfid模块检测物料流包括以下步骤：

mcu被加速度传感器唤醒；

超时等待判断本次触发唤醒是偶发还是真实在移动；

判断当前模组的处于什么状态，根据模组的状态进入不同的工作模式；

正常模式的话，mcu控制rfid模块上电，并通知智能模组进行物料盘点；

如果是待机模式，通过控制pwr管脚，使模块唤醒，再控制rfid模块上电并通知智能模组进行物料盘点；

如果是关机模式，控制pwr进行开机，等待开机结束之后，控制rfid模块上电，通知智能模组进行物料盘点；

等待收到盘点结束指令之后，通过加速度传感器判断当前处于什么状态；

如果是静止状态则记录非运动时间；

判断是否收到智能模组休眠信息如果收到则进入休眠。

参考图4所示，基于巡检时间片进行开机待机关机控制包括以下步骤：

读取mcu发送指令；

如果获取到指令信息且判断是物料盘点，如果当前智能模组处于工作模式状态下，则进行物料盘点；

如果是非工作状态，则发送后台获取巡检信息；

如果收到巡检信息，则根据巡检信息进行物料盘点并把自己设置成正常工作模式；

如果未收到巡检信息，则读取当前实现进行，根据时间信息进入相应的模式；

如果是待机模式则发送mcu进入休眠模式，mcu根据实际是否在运动中，停止的时长通知是否进入休眠，如果通知其可以进入休眠，智能模组通知后台之后进入休眠模式；

如果是关机模式则发送mcu进入关机模式，mcu根据实际是否在运动中，停止的时长通知是否进入关机，如果通知其可以进入关机，智能模组通知后台之后进入关机模式，发送关机指令给mcu，mcu控制智能模组进行关机。

需要说明的是：通过基于mcu语音唤醒及语音识别，基于加速传感器触发rfid模块检测物料流，基于巡检时间片进行开机待机关机控制及其他常规的方式进行优化，在保证正常业务功能的基础上很好的保证设备的功耗。

本发明提供的基于巡检业务特性优化主控功耗的方法的工作原理如下：

当在野外进行巡检工作时，mcu主要负责对智能模组的管理，同加速度传感器进行连接，主要获取主控的加速度信息，根据加速度信息判断当前的模块是处于什么状态，是处于静止状态还是运动状态，控制主控模块进行物料盘点，mic按键，主要作用是判断是否需要语音录入，然后通知智能模组进行语音识别；智能模组是本设备的核心，设备的所有业务功能都在智能模组完成，其具备4g通讯，语音识别，gps定位，控制rfid模块进行物料盘点，ble同智能手表进行通讯及wifi等功能，rfid模块主要是通过射频的方式对包里面所装的工器具进行物料盘点，当需要进行语音唤醒及语音识别操作时，操作步骤如下：当mcu检测带mic按键按下之后，通过urat通讯口通知智能模组开始监听语音输入；智能模组收到指令之后会立刻给mcu进行反馈，并控制打开mic开始语音录音；mcu收到反馈信号之后等待判断mic按键是否松开；当发现mic按键松开之后通知智能模组停止语音录入；智能模组收到通知之后立刻关闭mic，反馈mcu，发送后台语音识别，当需要对物料进行检测时，步骤如下：mcu被加速度传感器唤醒；超时等待判断本次触发唤醒是偶发还是真实在移动；判断当前模组的处于什么状态，根据模组的状态进入不同的工作模式；正常模式的话，mcu控制rfid模块上电，并通知智能模组进行物料盘点；如果是待机模式，通过控制pwr管脚，使模块唤醒，再控制rfid模块上电并通知智能模组进行物料盘点；如果是关机模式，控制pwr进行开机，等待开机结束之后，控制rfid模块上电，通知智能模组进行物料盘点；等待收到盘点结束指令之后，通过加速度传感器判断当前处于什么状态；如果是静止状态则记录非运动时间；判断是否收到智能模组休眠信息如果收到则进入休眠；基于巡检时间片进行开机待机关机控制具体实施步骤如下：读取mcu发送指令；如果获取到指令信息且判断是物料盘点，如果当前智能模组处于工作模式状态下，则进行物料盘点；如果是非工作状态，则发送后台获取巡检信息；如果收到巡检信息，则根据巡检信息进行物料盘点并把自己设置成正常工作模式；如果未收到巡检信息，则读取当前实现进行，根据时间信息进入相应的模式；如果是待机模式则发送mcu进入休眠模式，mcu根据实际是否在运动中，停止的时长通知是否进入休眠，如果通知其可以进入休眠，智能模组通知后台之后进入休眠模式；如果是关机模式则发送mcu进入关机模式，mcu根据实际是否在运动中，停止的时长通知是否进入关机，如果通知其可以进入关机，智能模组通知后台之后进入关机模式，发送关机指令给mcu，mcu控制智能模组进行关机，能够有效的降低功耗，保障了智能终端设备在不增大电池容量充满电的情况下能够满足正常连续巡检使用。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。