基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法及电子设备技术

本公开提供了一种基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法及电子设备，包括：按照预设时间间隔对监测传感器工作时间进行采样，得到多个工作周期；针对每个工作周期，获取所述监测传感器在每个工作周期的运行信息；基于非线性信息年龄，根据所述监测传感器功率信息及所述数据传输时间利用近端策略优化算法，得到监测传感器的休眠策略；针对每个工作周期，基于所述工作周期对应的所述休眠子策略确定与所述休眠子策略对应的第一策略参数；基于所述第一策略参数调整所述监测传感器在空闲时间的工作状态。本公开实现了在保证数据正常传输的同时降低监测传感器的工作能耗且提升了数据的新鲜程度。数据的新鲜程度。数据的新鲜程度。

【技术实现步骤摘要】
基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法及电子设备


[0001]本公开涉及监测传感器控制领域，尤其涉及一种基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法及电子设备。

技术介绍

[0002]在工业互联网场景下，接收方对信息紧迫性的要求并不总是随时间线性变化，例如工厂环境监测系统中温湿度信息变化相对缓慢，接收方对信息紧迫性要求相对较低，而在设备运行状态监测系统中，监测传感器监测到的往往是一些时间敏感的关键信息，信息的滞后可能带来严重的生产事故，即接收方对信息的紧迫性要求较高。
[0003]同时，工业互联网场景下的信息年龄最小化问题往往假设监测传感器一直处于工作状态以便在合适的时机将信息发送出去。然而在工业互联网中，一方面监测传感器的信息发送行为通常具有很强的周期性，若监测传感器在一次数据发送完成到下次数据发送开始的时间间隔内一直处于待机模式会造成不必要的能量消耗，另一方面长期处于工作状态的监测传感器由于缺少修整时间其故障率会因此升高，导致信息更新滞后。
[0004]有鉴于此，如何在保证数据正常传输的同时降低监测传感器的工作能耗，且尽可能提升数据的新鲜程度，成为了一个重要的研究问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开的目的在于提出一种基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法及电子设备，用以解决或部分解决上述问题。
[0006]基于上述目的，本公开的第一方面提供了一种基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法，所述方法包括：按照预设时间间隔对监测传感器工作时间进行采样，得到多个工作周期；针对每个工作周期，获取所述监测传感器在每个工作周期的运行信息，其中所述运行信息包括监测传感器功率信息、数据传输时间及空闲时间；基于非线性信息年龄，根据所述监测传感器功率信息及所述数据传输时间利用近端策略优化算法，得到监测传感器的休眠策略，其中所述休眠策略包括多个休眠子策略，所述多个休眠子策略与所述多个工作周期一一对应；针对每个工作周期，基于所述工作周期对应的所述休眠子策略确定与所述休眠子策略对应的第一策略参数，其中所述第一策略参数包括下列至少之一：休眠策略参数或待机策略参数；基于所述第一策略参数调整所述监测传感器在空闲时间的工作状态，其中所述监测传感器的工作状态包括下列至少之一：待机状态或休眠状态。
[0007]基于同一专利技术构思，本公开的第二方面提出了一种基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠装置，包括：采样模块，被配置为按照预设时间间隔对监测传感器工作时间进行采样，得到多
个工作周期；信息获取模块，被配置为针对每个工作周期，获取所述监测传感器在每个工作周期的运行信息，其中所述运行信息包括监测传感器功率信息、数据传输时间及空闲时间；休眠策略确定模块，被配置为基于非线性信息年龄，根据所述监测传感器功率信息及所述数据传输时间利用近端策略优化算法，得到监测传感器的休眠策略，其中所述休眠策略包括多个休眠子策略，所述多个休眠子策略与所述多个工作周期一一对应；策略参数确定模块，被配置为针对每个工作周期，基于所述工作周期对应的所述休眠子策略确定与所述休眠子策略对应的第一策略参数，其中所述第一策略参数包括下列至少之一：休眠策略参数或待机策略参数；工作状态调整模块，被配置为基于所述第一策略参数调整所述监测传感器在空闲时间的工作状态，其中所述监测传感器的工作状态包括下列至少之一：待机状态或休眠状态。
[0008]基于同一专利技术构思，本公开的第三方面提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上所述的基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法。
[0009]基于同一专利技术构思，本公开的第四方面提出了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如上所述的基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法。
[0010]从上述可以看出，本公开提出了一种基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法及电子设备，通过按照预设时间间隔对监测传感器工作时间进行采样，将监测传感器的工作时间根据预设时间间隔进行划分，得到多个工作周期。对于每个工作周期，获取监测传感器在每个工作周期的运行信息，根据所述监测传感器功率信息及所述数据传输时间利用近端策略优化算法，输出休眠策略。基于所述工作周期对应的所述休眠策略确定与所述休眠策略对应的策略参数，基于所述策略参数调整所述监测传感器在空闲时间的工作状态，实现了在保证数据正常传输的同时降低了监测传感器的工作能耗且提升了数据的新鲜程度。通过引入休眠策略，控制监测传感器在部分工作周期的空闲时间进行休眠，减少了监测传感器不必要的待机行为。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本公开实施例的基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法的流程图；图2为本公开实施例的监测传感器的工作周期示意图；图3为本公开实施例的非线性信息年龄的变化示意图；图4为本公开实施例的基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠装置的结构框图；图5为本公开实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0013]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0014]需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0015]本公开涉及的名词解释如下：AOI：信息年龄（Age of Information, AoI），用来描述系统采集的数据的时效性或是“新鲜度”。从接收方的角度对信息的紧迫性进行评估，它被定义为从接收方收到的最新数据的产生时间到当前时刻的时间间隔。
[0016]PPO：近段策略优化算法（Proximal Policy Optimization，PPO），是一种新型的策略梯度算法，它解决了传统策略梯度算法中训练步长难以确定的问题，被广泛应用在求解各种连续控制问题以及离散控制问题。
[0017]基于上述描述，本实施例提出了一种基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法，如图1所示，所述方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非线性信息年龄的监测传感器的休眠方法，其特征在于，包括：按照预设时间间隔对监测传感器工作时间进行采样，得到多个工作周期；针对每个工作周期，获取所述监测传感器在每个工作周期的运行信息，其中所述运行信息包括监测传感器功率信息、数据传输时间及空闲时间；基于非线性信息年龄，根据所述监测传感器功率信息及所述数据传输时间利用近端策略优化算法，得到监测传感器的休眠策略，其中所述休眠策略包括多个休眠子策略，所述多个休眠子策略与所述多个工作周期一一对应；针对每个工作周期，基于所述工作周期对应的所述休眠子策略确定与所述休眠子策略对应的第一策略参数，其中所述第一策略参数包括下列至少之一：休眠策略参数或待机策略参数；基于所述第一策略参数调整所述监测传感器在空闲时间的工作状态，其中所述监测传感器的工作状态包括下列至少之一：待机状态或休眠状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：针对每个工作周期，基于所述空闲时间及所述监测传感器在所述空闲时间的工作状态进行计算，得到所述监测传感器在下一工作周期的非线性信息年龄增长率；根据每个工作周期所述非线性信息年龄增长率及所述数据传输时间确定所述监测传感器的每个工作周期的非线性信息年龄；对所述每个工作周期的所述监测传感器的非线性信息年龄进行求和均值处理，得到所述监测传感器的平均非线性信息年龄，以基于所述平均非线性信息年龄确定所述监测传感器传输数据的时效，根据所述时效对所述监测传感器监测的数据的质量进行评价。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测传感器在每个工作周期的非线性信息年龄增长率利用公式表示为：；其中，i为第i个工作周期，为监测传感器在i
‑
1个工作周期空闲时间的状态，取值为0表示待机，取值为1表示休眠，为第i个工作周期的非线性信息年龄增长率，为第i
‑
1个工作周期的非线性信息年龄增长率，T为监测传感器的一个工作周期的时隙的和，取值为所述数据传输时间与空闲时间的和；所述监测传感器的每个工作周期的非线性信息年龄利用公式表示为：；其中，k表示当前时刻，为接收到最新数据的产生时刻，为监测传感器的非线性信息年龄；所述监测传感器的平均非线性信息年龄利用公式表示为：；
其中，N为监测传感器的工作周期，为平均非线性信息年龄。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述策略参数调整所述监测传感器在空闲时间的工作状态，包括：响应于策略参数为休眠策略参数，基于所述休眠策略参数控制所述监测传感器在空闲时间进入休眠状态；或者，响应于策略参数为待机策略参数，基于所述待机策略参数控制所述监测传感器在空闲时间进入待机状态。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述近端策略优化算法中包括策略生成模型，所述基于非线性信息年龄，根据所述监测传感器功率信息及所述数据传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明皓，高勃，王奇锋，王晓萱，李学汉，荆涛，仵浩，霍炎，高青鹤，张桂雨，马欣，刘炸，张伯洋，
申请(专利权)人：赣州市智能产业创新研究院，
类型：发明
国别省市：