基于边缘计算的开关电源管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于边缘计算的开关电源管理方法及系统，涉及开关电源管理技术领域，所述管理方法包括以下步骤：将车间以开关电源数量为单位进行区域划分，得到多个管理区域，为每个管理区域构建边缘计算管理系统，通过将车间分为若干管理区域后。本发明专利技术为每个管理区域构建边缘计算管理系统，从而使得监测数据可以直接通过边缘计算管理系统计算并处理，无需经过互联网的核心节点，从而避免了传输时延和网络拥塞的问题，同时，因为数据在边缘设备上进行处理和存储，不会经过云端或其他不受控制的网络节点，有效保障数据隐私性和安全性。有效保障数据隐私性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算的开关电源管理方法及系统


[0001]本专利技术涉及开关电源管理
，具体涉及基于边缘计算的开关电源管理方法及系统。

技术介绍

[0002]开关电源是一种高效、稳定、可靠的电源，逐渐取代了传统的线性电源，开关电源的应用范围非常广泛，包括计算机、通讯、工业控制、医疗设备、军事等领域，可以为各种电子设备提供稳定、高效、可靠的电源供应，开关电源管理系统是一种能够对开关电源进行监控和控制的系统，以保证其安全、高效地运行。
[0003]现有技术存在以下不足：现有的开关电源管理系统通常是设置前端采集设备后，将前端采集设备与远程管理中心基于互联网进行数据传输，然而，当网络出现传输时延以及网络拥塞问题时，会导致数据无法及时发送到远程管理中心，从而导致监测不及时，并且，数据通过网络传输时，容易被盗取，隐私性和安全性得不到保障；开关电源管理系统通常是在开关电源运行过程中出现故障时才会发出警报，开关电源出现故障时，通常无法继续使用，不仅会导致车间停止运行，而且还有可能导致生产设备运行错乱，损毁产品，造成过大的经济损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供基于边缘计算的开关电源管理方法及系统，以解决
技术介绍
中不足。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于边缘计算的开关电源管理方法，所述管理方法包括以下步骤：S1：将车间以开关电源数量为单位进行区域划分，得到多个管理区域，分别标记为{G1、G2、...、Gn}，n为大于0的正整数；S2：为每个管理区域构建边缘计算管理系统；S3：车间进行生产作业时，边缘计算管理系统通过采集端采集管理区域内开关电源的多项数据，处理端综合分析多项数据后，建立开关电源预测模型；S4：根据开关电源预测模型预测结果来判断是否需要对运行中的开关电源进行管理；S5：定期维护车间所有开关电源时，获取每个管理区域的开关电源使用频率，生成赋值一，获取每个管理区域内部开关电源在未维护时间段内的管理次数，生成赋值二；S6：将赋值一与赋值二加权计算后得到管理区域排序值，将多个管理区域依据排序值由大到小进行排序，生成管理表，依据管理表正序选择车间管理区域的管理顺序。
[0006]在一个优选的实施方式中，所述采集端采集管理区域内开关电源的多项数据，多项数据包括设备参数、导线参数以及软件参数，设备参数包括电磁干扰系数，导线参数包括
导线电阻变化率，软件参数包括软件控制输出偏差率。
[0007]在一个优选的实施方式中，所述处理端将电磁干扰系数、导线电阻变化率以及软件控制输出偏差率通过公式：yj_z=C/α(∫_(t_a)^(t_b)
▒
DC(t)dt+∫_(t_c)^(t_d)
▒
DC(t)dt)
ꢀ‑
e^((β
∙
dz_x+γ
∙
kz_r ) )；建立预警指数yj_z，式中，(∫_(t_a)^(t_b)
▒
DC(t)dt+∫_(t_c)^(t_d)
▒
DC(t)dt)为电磁干扰系数，dz_x为导线电阻变化率，kz_r为软件控制输出偏差率，C为误差修正因子，C且取值为3.12，α、β、γ分别为电磁干扰系数、导线电阻变化率以及软件控制输出偏差率的比例系数，且α>β>γ>0。
[0008]在一个优选的实施方式中，所述电磁干扰系数(∫_(t_a)^(t_b)
▒
DC(t)dt+∫_(t_c)^(t_d)
▒
DC(t)dt)中，DC(t)为实时的电磁干扰度，[t_a，t_b ]为电流波动预警的时段，[t_c，t_d ]为电压波动预警的时段。
[0009]在一个优选的实施方式中，所述导线电阻变化率dz_x的计算表达式为：dz_x=θ*R*
∆
T；式中，θ为铜导线的温度系数，取值为0.00393ppm/℃，R为导线的初始电阻值，
∆
T为温度变化量。
[0010]在一个优选的实施方式中，所述软件控制输出偏差率kz_r的计算表达式为：kz_r=((V_sj
‑
V_dj ))
⁄
V_dj ；式中，V_sj为软件控制开关电源实际输出的电压，V_dj为软件预设开关电源输出电压。
[0011]在一个优选的实施方式中，获取所述预警指数yj_z后，设定梯度阈值，梯度阈值包括第一阈值yj_m、第二阈值yj_n，且第一阈值yj_m<第二阈值yj_n，将预警指数yj_z与第一阈值yj_m、第二阈值yj_n进行对比，完成开关电源预测模型的建立。
[0012]在一个优选的实施方式中，所述开关电源预测模型的分析结果包括：若开关电源的预警指数yj_z≥第二阈值yj_n，判断开关电源的运行状态好，且开关电源支持运行，无需对运行中的开关电源进行管理；若开关电源的第一阈值yj_m≤预警指数yj_z<第二阈值yj_n，判断开关电源的运行状态中，且开关电源支持运行，需要对运行中的开关电源进行管理，管理方式为在不停机的状态下管理；若开关电源的预警指数yj_z<第一阈值yj_m，判断开关电源的运行状态差，且开关电源不支持运行，需要对运行中的开关电源进行管理，管理方式为先停机开关电源在进行管理。
[0013]在一个优选的实施方式中，所述管理区域排序值的计算表达式为：px=0.4fz1+0.6fz2；式中，px为管理区域排序值，fz1为赋值一，fz2为赋值二，计算得到管理区域排序值px后，将多个管理区域依据排序值px由大到小进行排序，生成管理表。
[0014]在一个优选的实施方式中，为每个管理区域构建边缘计算管理系统，边缘计算管理系统包括硬件设备和软件系统，确定系统的结构和框架包括以下步骤：A、硬件选型：选择适合边缘计算的硬件设备，如嵌入式处理器、传感器、存储器、通信模块等；B、系统设计：根据具体需求设计边缘计算系统的结构和框架，包括硬件和软件的设计；C、软件开发：根据系统设计编写程序代码，实现数据采集、数据处理、决策控制、远程监控等功能；
D、硬件搭建：根据系统设计和软件开发结果，进行硬件的搭建和连接，包括电路板设计、焊接、组装等；E、调试测试：进行设备的调试测试，包括硬件连接、软件程序测试、功能测试等；F、集成部署：将边缘计算设备部署在实际场景中，与其他设备进行集成本专利技术还提供基于边缘计算的开关电源管理系统，包括采集模块、分析模块、判断模块、赋值生成模块以及排序模块；采集模块在车间进行生产作业时，采集管理区域内开关电源的多项数据，分析模块综合分析多项数据后，建立开关电源预测模型，判断模块根据开关电源预测模型预测结果来判断是否需要对运行中的开关电源进行管理，赋值生成模块获取每个管理区域的开关电源使用频率，生成赋值一，获取每个管理区域内部开关电源在未维护时间段内的管理次数，生成赋值二，排序模块将赋值一与赋值二加权计算后得到管理区域排序值，将多个管理区域依据排序值由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于边缘计算的开关电源管理方法，其特征在于：所述管理方法包括以下步骤：S1：将车间以开关电源数量为单位进行区域划分，得到多个管理区域，分别标记为{G1、G2、...、G
n
}，n为大于0的正整数；S2：为每个管理区域构建边缘计算管理系统；S3：车间进行生产作业时，边缘计算管理系统通过采集端采集管理区域内开关电源的多项数据，处理端综合分析多项数据后，建立开关电源预测模型；S4：根据开关电源预测模型预测结果来判断是否需要对运行中的开关电源进行管理；S5：定期维护车间所有开关电源时，获取每个管理区域的开关电源使用频率，生成赋值一，获取每个管理区域内部开关电源在未维护时间段内的管理次数，生成赋值二；S6：将赋值一与赋值二加权计算后得到管理区域排序值，将多个管理区域依据排序值由大到小进行排序，生成管理表，依据管理表正序选择车间管理区域的管理顺序。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的开关电源管理方法，其特征在于：所述采集端采集管理区域内开关电源的多项数据，多项数据包括设备参数、导线参数以及软件参数，设备参数包括电磁干扰系数，导线参数包括导线电阻变化率，软件参数包括软件控制输出偏差率。3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的开关电源管理方法，其特征在于：所述处理端将电磁干扰系数、导线电阻变化率以及软件控制输出偏差率通过公式：；建立预警指数，式中，为电磁干扰系数，为导线电阻变化率，为软件控制输出偏差率，为误差修正因子，且取值为3.12，分别为电磁干扰系数、导线电阻变化率以及软件控制输出偏差率的比例系数，且；所述电磁干扰系数中，为实时的电磁干扰度，为电流波动预警的时段，为电压波动预警的时段；所述导线电阻变化率的计算表达式为：；式中，为铜导线的温度系数，取值为0.00393ppm/℃，为导线的初始电阻值，为温度变化量；所述软件控制输出偏差率的计算表达式为：；式中，为软件控制开关电源实际输出的电压，为软件预设开关电源输...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏世鹏，周军，姜建礼，黄喜，
申请(专利权)人：图为信息科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：