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基于设备全生命周期的信息监控系统

阅读：789发布：2020-05-11

专利汇可以提供基于设备全生命周期的信息监控系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请提供了一种基于设备全生命周期的信息监控系统，包括感知系统、信息管理系统和至少一个业务处理系统，通过预先配置有一个消息服务器，将所述感知系统、信息管理系统以及各个业务处理系统相互之间通过消息服务器进行通信连接，以实现所述信息管理系统与各业务处理系统之间的数据信息同步，实现由所述信息管理系统对物联网中的设备全生命周期的信息进行统一管理。该系统可以让信息管理系统将设备全生命周期中包括出厂、安装、报警、维修、以及卸载等一系列操作节点的信息进行整合管理，使得对设备监控的过程，有迹可循地获得设备当前时间节点下的所有信息，提高了用户对设备进行监控和管理的效率。，下面是基于设备全生命周期的信息监控系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于设备全生命周期的信息监控系统，其特征在于，包括感知系统、信息管理系统和至少一个业务处理系统，所述感知系统、所述信息管理系统和所述业务处理系统相互之间通过消息服务器进行数据通信，其中：
所述感知系统，用于获取物联网设备的运维信息，以及将所述运维信息传送至所述信息管理系统，其中，所述运维信息包括物联网设备的注册信息和运行信息；
所述业务处理系统，用于根据所述运维信息进行业务处理操作，以及将操作信息同步至所述信息管理系统；
所述信息管理系统包括：
厂商业务模块，用于存储物联网设备的注册信息；
工程/维保业务模块，用于管理物联网设备的工程/维保项目信息；
主体业务模块，用于根据运行信息监控物联网设备的当前运行状态，并产生待维护设备的设备信息列表；
信息同步模块，用于根据注册信息通过mysql主从复制的方式将所述运维信息同步至相应的业务处理系统；
文件存储模块，用于对所述业务处理系统进行业务处理操作产生的文件进行分布式存储。
2.根据权利要求1所述的基于设备全生命周期的信息监控系统，其特征在于，所述消息服务器包括：redis消息中间件、mq消息中间件和/或kafka消息中间件。
3.根据权利要求1所述的基于设备全生命周期的信息监控系统，其特征在于，在所述信息管理系统中，所述工程/维保业务模块包括：
工程信息管理模块，用于对工程合同、项目成员、项目区域、设备安装、工程验收、项目设备、建筑物信息等工程信息进行管理；
维保信息管理模块，用于对设备报修、设备维修、维保合同、项目成员等维保信息进行管理。
4.根据权利要求1所述的基于设备全生命周期的信息监控系统，其特征在于，在所述信息管理系统中，所述主体业务模块包括：
信息上报模块，用于上报待维护设备当前的状态信息；
信息追踪模块，用于实时追踪并记录待维护设备当前的维修流程信息。
5.根据权利要求1所述的基于设备全生命周期的信息监控系统，其特征在于，所述主体业务模块包括：
电量检测模块，用于检测物联网设备的当前电量状态信息，其中，包括物联网中按预设电量状态等级统计的设备数量信息和每一个设备对应的剩余电量信息；
维护策略产生模块，用于采用马尔可夫决策过程，对物联网中按预设电量状态等级统计的设备数量信息进行建模，并在电池更换策略集合中的多个电池更换策略中确定使综合维护成本最小的最优电池更换策略，每个电池更换策略对应一种电池更换条件；
列表生成模块，用于根据所述物联网中每一个设备对应的剩余电量信息与最优电池更换策略的电池更换条件进行比对，以根据满足所述最优电池更换策略的电池更换条件的所述物联网设备生成列表，所述列表为待更换电池的设备信息列表。
6.根据权利要求5所述的基于设备全生命周期的信息监控系统，其特征在于，所述维护策略产生模块包括：
模型建立模块，用于根据设备的当前电量和电池更换策略集合建立马尔可夫电池更换决策模型；
综合维护成本函数确定模块，用于根据马尔可夫电池更换决策模型建立综合维护成本函数；
综合成本确定模块，用于根据设备当前电量、马尔可夫电池更换决策模型及综合维护成本函数计算电池更换策略集合中的各策略对应的综合成本；
策略确定模块，用于比较电池更换策略集合中的电池更换策略对应的综合成本，并将综合成本最低的电池更换策略作为最优电池更换策略。
7.根据权利要求6所述的基于设备全生命周期的信息监控系统，其特征在于，所述综合维护成本函数为：
Hai(k)＝Dai(k)+Fai(k)，其中，Dai(k)是采用电池更换策略ai的维护成本函数，Fai(k)是采用电池更换策略ai的掉线惩罚函数，k是物联网设备的数量。

说明书全文

基于设备全生命周期的信息监控系统

技术领域

[0001] 本申请属于物联网技术领域，尤其涉及一种基于设备全生命周期的信息监控系统。

背景技术

[0002] 随着智慧社区、智慧城市等项目进程的不断发展，各类大型商业综合体、高层公共建筑、老旧住宅改造过程中对各类自动消防设施和安全监测物联网设施的需求量越来越大，因此，保障已安装的设备和系统可靠、稳定地运行已成为消防及安监工作的重中之重。目前，现有的一些关于设备安监的物联网监控系统，其各个业务板块之间通信通过强耦合实现，配置关系错综复杂，依赖性强，维护成本高，不利于系统的扩展。
发明内容

[0003] 有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于设备全生命周期的信息监控系统，旨在至少解决现有的物联网监控系统中各业务系统之间通信通过强耦合实现，关联配置关系错综复杂，依赖性强，维护成本太高，不利于业务系统扩展等技术缺陷之一。

[0004] 本申请实施例的第一方面提供了一种基于设备全生命周期的信息监控系统，包括：感知系统、信息管理系统和至少一个业务处理系统，所述感知系统、所述信息管理系统和所述业务处理系统相互之间通过消息服务器进行数据通信，其中：

[0005] 所述感知系统，用于获取物联网设备的运维信息，以及将所述运维信息传送至所述信息管理系统，其中，所述运维信息包括物联网设备的注册信息和运行信息；

[0006] 所述业务处理系统，用于根据所述运维信息进行业务处理操作，以及将操作信息同步至所述信息管理系统；

[0007] 所述信息管理系统包括：

[0008] 厂商业务模块，用于存储物联网设备的注册信息；

[0009] 工程/维保业务模块，用于管理物联网设备的工程/维保项目信息；

[0010] 主体业务模块，用于根据运行信息监控物联网设备的当前运行状态，并产生待维护设备的设备信息列表；

[0011] 信息同步模块，用于根据注册信息通过mysql主从复制的方式将所述运维信息同步至相应的业务处理系统；

[0012] 文件存储模块，用于对所述业务处理系统进行业务处理操作产生的文件进行分布式存储。

[0013] 结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述消息服务器包括：redis消息中间件、mq消息中间件和/或kafka消息中间件。

[0014] 结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，在所述信息管理系统中，所述工程/维保业务模块包括：

[0015] 工程信息管理模块，用于对工程合同、项目成员、项目区域、设备安装、工程验收、项目设备、建筑物信息等工程信息进行管理；

[0016] 维保信息管理模块，用于对设备报修、设备维修、维保合同、项目成员等维保信息进行管理。

[0017] 结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，在所述信息管理系统中，所述主体业务模块包括：

[0018] 信息上报模块，用于上报待维护设备当前的状态信息；

[0019] 信息追踪模块，用于实时追踪并记录待维护设备当前的维修流程信息。

[0020] 结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，在所述信息管理系统中，所述主体业务模块还包括：

[0021] 电量检测模块，用于检测物联网设备的当前电量状态信息，其中，包括物联网中按预设电量状态等级统计的设备数量信息和每一个设备对应的剩余电量信息；

[0022] 维护策略产生模块，用于采用马尔可夫决策过程，对物联网中按预设电量状态等级统计的设备数量信息进行建模，并在电池更换策略集合中的多个电池更换策略中确定使综合维护成本最小的最优电池更换策略，每个电池更换策略对应一种电池更换条件；

[0023] 列表生成模块，用于根据所述物联网中每一个设备对应的剩余电量信息与最优电池更换策略的电池更换条件进行比对，以根据满足所述最优电池更换策略的电池更换条件的所述物联网设备生成列表，所述列表为待更换电池的设备信息列表。

[0024] 结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述维护策略产生模块包括：

[0025] 模型建立模块，用于根据设备的当前电量和电池更换策略集合建立马尔可夫电池更换决策模型；

[0026] 综合维护成本函数确定模块，用于根据马尔可夫电池更换决策模型建立综合维护成本函数；

[0027] 综合成本确定模块，用于根据设备当前电量、马尔可夫电池更换决策模型及综合维护成本函数计算电池更换策略集合中的各策略对应的综合成本；

[0028] 策略确定模块，用于比较电池更换策略集合中的电池更换策略对应的综合成本，并将综合成本最低的电池更换策略作为最优电池更换策略。

[0029] 结合第一方面的第五种可能的实现方式中，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述综合维护成本函数为：

[0030] Hai(k)＝Dai(k)+Fai(k)，其中，Dai(k)是采用电池更换策略ai的维护成本函数，Fai(k)是采用电池更换策略ai的掉线惩罚函数，k是物联网设备的数量。

[0031] 本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

[0032] 本申请提供的基于设备全生命周期的信息监控系统通过预先配置有一个消息服务器，所述感知系统、信息管理系统以及各个业务处理系统相互之间通过消息服务器进行通信连接，以实现所述信息管理系统与各业务处理系统之间的数据信息同步，实现由所述信息管理系统对物联网中的设备全生命周期的信息进行统一管理。这样一来，可以让信息管理系统将设备全生命周期中包括出厂、安装、报警、维修、以及卸载等一系列操作节点的信息进行整合管理，实现设备的统一安装和监控，使得各业务处理系统在对设备进行监控过程中都能够有迹可循地获得设备当前时间节点下的所有信息，提高了用户对设备进行监控和管理的效率。附图说明

[0033] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0034] 图1为本申请实施例中提供的基于设备全生命周期的信息监控系统通过消息服务器进行数据通信时的一种示意框图；

[0035] 图2为本申请实施例提供的基于设备全生命周期的信息监控系统的一种工作流程示意框图；

[0036] 图3为本申请实施例提供的基于设备全生命周期的信息监控系统中设备电量状态转移示意图。

具体实施方式

[0037] 以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

[0038] 为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

[0039] 请参阅图1和图2，图1为本申请实施例中提供的基于设备全生命周期的信息监控系统通过消息服务器进行数据通信时的一种示意框图；图2为本申请实施例提供的基于设备全生命周期的信息监控系统的一种工作流程示意框图。

[0040] 详述如下：

[0041] 本申请实施例所述的基于设备全生命周期的信息监控系统，应用在各类自动消防设施和安全监测物联网设施场景中，包括感知系统10、信息管理系统20和至少一个业务处理系统30。且在所述基于设备全生命周期的信息监控系统中预先配置有一个消息服务器，所述感知系统10、信息管理系统20以及各个业务处理系统30相互之间通过消息服务器40进行通信连接，以实现所述信息管理系统与各业务处理系统之间的数据信息同步，实现由所述信息管理系统20对物联网中的设备全生命周期的信息进行统一管理。举例说明，信息管理系统20与业务处理系统30之间同步某一设备的安装信息，业务处理系统30只需将该设备成功安装的安装信息发送至消息服务器40，即表明已完成信息同步任务，无需等待信息管理系统20返回响应指令才能结束该项信息同步任务。信息管理系统20可以通过自动监听消息服务器40中的消息，当监听到由业务处理系统30发送来的设备的安装信息时，自动把该设备的安装信息同步到信息管理系统20中，这样即已完成信息管理系统20与业务处理系统30之间对某一设备安装信息的信息同步任务。在本实施例中，让所述感知系统10、信息管理系统20以及各个业务处理系统30相互之间通过消息服务器40进行通信连接，可以使得各系统之间没有关联关系，可以消除各系统之间错综复杂的配置关系，降低系统与系统之间的依赖性，避免系统强耦合。在本实施例中，基于所述消息服务器40，由所述信息管理系统20发送mq消息到所述消息服务器40中，而由所述业务处理系统30从所述消息服务器40中消费mq消息。而且，所述感知系统10可以通过http调用所述信息管理系统20中的通信服务接口
21向所述业务处理系统30发送监控信息或报警信息；所述信息管理系统20也可以通过其通信服务接口21发送http 请求来调用各业务处理系统30以及通过其通信服务接口21发送http请求到感知系统来获取物联网中的注册设备信息。

[0042] 在本实施例中，所述感知系统10用于获取物联网设备的运维信息，以及将所述运维信息传送至所述信息管理系统20，其中，所述运维信息包括设备的注册信息和运行信息。具体地，基于物联网系统服务，由所述感知系统10对物联网中的设备进行监测，包括监测在其生命周期里可能产生的的出厂、安装、报警、维修、以及卸载等一系列操作过程，获取该设备的运维信息。所述运维信息包括新设备安装到物联网中时所产生的该新设备的注册信息，和/或物联网中的设备出现报警、维修、卸载等操作时所产生的改变了设备原有状态的运行信息。注册信息可以包括物联网设备的标识码、生产厂家、型号、业主、安装位置、安装时间等信息。运行信息可以包括物联网设备采集的检测数据、运行状态、物联网设备的剩余电量、设备故障码等信息。

[0043] 在本实施例中，所述业务处理系统30用于根据所述运维信息进行业务处理操作，以及将操作信息同步至所述信息管理系统20中。具体地，所述业务处理系统30可以根据所述运维信息进行业务处理操作，以及将操作信息同步至所述信息管理系统。在执行完成业务处理操作后，还可以将执行完成的操作信息反馈回所述信息管理系统20中，实现由所述信息管理系统20对物联网设备全生命周期里所产生的操作信息进行统一管理，从而在各业务处理系统中均可以有迹可循地对设备进行监控，提高了监控和管理的效率。

[0044] 在本实施例中，所述信息管理系统20包括：

[0045] 厂商业务模块，用于存储物联网设备的注册信息；

[0046] 工程/维保业务模块，用于管理物联网设备的工程/维保项目信息；

[0047] 主体业务模块，用于根据运行信息监控物联网设备的当前运行状态，并产生待维护设备的设备信息列表；

[0048] 信息同步模块，用于根据注册信息通过mysql主从复制的方式将所述运维信息同步至相应的业务处理系统；

[0049] 文件存储模块，用于对所述业务处理系统进行业务处理操作产生的文件进行分布式存储。

[0050] 所述信息管理系统20通过与所述感知系统10进行数据通信的方式来获取所述设备的运维信息，可以理解的是，在获取所述设备的运维信息时，可以是由所述信息管理系统主动发送请求获得，也可以是由所述感知系统主动传送获得。当所述信息管理系统20获取得到由所述感知系统10传送的运维信息时，可以根据所述运维信息的内容对所述运维信息进行分类储存，以及将所述运维信息同步至各个业务处理系统30中，以使得所述信息管理系统20与各业务处理系统30之间的数据信息同步，便于各业务处理系统30根据所述运维信息进行相应的业务处理操作。而且，在所述信息管理系统中，还可以多维度地展示物联网设备的项目信息、注册信息、运行状态信息以及待办事项等多种信息，这使得用户在使用所述基于设备全生命周期的信息监控系统时，可以简单快捷地获取自己所需要的信息，以及可以在信息管理系统中一目了然地获知设备的运行情况。具体地，所述信息管理系统可以依据设备生命周期中所涉及的业务对象来配置用于分类管理设备信息的业务模块。当所述信息管理系统获取到由所述感知系统传送的运维信息时，可以根据所述运维信息的内容识别该运维信息的业务对象，并将该运维信息存储到所述信息管理系统中与所述运维信息的业务对象对应的业务模块中。在设备的全生命周期中会有不止一个业务对象，例如，包括设备的出厂厂商、设备的工程/维保单位、使用设备的主体单位等等。在本实施例中，针对设备全生命周期中的各个业务对象，所述信息管理系统分别设置有厂商业务模块、工程/维保业务模块以及主体业务模块。

[0051] 所述厂商业务模块，用于存储物联网设备的注册信息。在本实施例中，当感知系统监测到有新设备该物联网中时，由所述厂商业务模块对所述新设备进行注册信息登记和存储，并实现在所述信息管理系统中注册入网。所述注册信息包括该新设备的出厂信息和设备型号信息。而且，所述厂商业务模块还可以对物联网中的设备进行使用数据或是运行数据等设备数据统计，整合整个物联网环境下各设备的运行情况和运行数据。由此，设备厂商可以通过所述信息管理系统中的厂商业务模块了解产品销售流向、知悉设备安装运行状况、获知外界环境对设备运行影响，从而利用这些运营数据对产品质量和销售策略进行改进优化。

[0052] 所述工程/维保业务模块，用于管理物联网设备的工程/维保项目信息。在一个物联网环境中，不同的设备可能会对应不同的项目工程，同一个设备在不同的应用场景下也可能会对应不同的项目工程。在本实施例中，通过感知系统对物联网中已安装的设备进行监听，全面监控设备的的状态变化，实现按照项目工程来对设备进行联合管理，以对在项目管控过程中出现故障的设备进行及时地维修和维护。

[0053] 所述主体业务模块，用于根据运行信息监控物联网设备的当前运行状态，并产生待维护设备的设备信息列表。对于出现故障的设备，所述主体业务模块可以通过对该设备的运行状态进行监控，实时获知和记录该设备的当前运行状态信息，并产生待维护设备的设备信息列表，使用该设备的主体单位可以通过所述主体业务模块远程掌握设备运行状况，与维修人员的终端进行通讯，向维修人员发送设备报警或维修的信息，对该故障的设备进行维修操作。所述使用该设备的主体单位还可以通过所述主体业务模块远程地监控设备维修的状态、维修的进度等信息，从而了解工程维保单位服务质量，提高设备维修服务效率。在本实施例中，所述主体业务模块包括信息上报模块和信息追踪模块。其中，所述信息上报模块用于上报待维护设备当前的状态信息，包括与维修人员进行通讯并向维修人员发送该出现故障的设备当前的状态信息；所述信息追踪模块用于实时追踪并记录待维护设备当前的维修流程信息，包括设备当前的维修进度信息。

[0054] 所述信息同步模块，具体地，基于所述信息管理系统内置有一信息数据库，所述信息数据库用于存储关于物联网设备的所有信息，如项目信息、注册信息、运行状态信息以及待办事项等。当所述所述信息管理系统获取所述感知系统传送的运维信息时，会将该运维信息存储在所述信息数据库中。进而，基于所述信息数据库，在所述信息管理系统中设置有一信息同步模块，所述信息同步模块用于根据注册信息通过mysql主从复制的方式将所述运维信息同步至相应的业务处理系统。

[0055] 所述文件存储模块，用于对所述业务处理系统进行业务处理操作产生的文件进行分布式存储，包括文件存储、文件同步、文件访问(如文件上传、文件下载)等。在本实施例中，所述文件存储模块配置为fastdfs分布式文件系统，且所述fastdfs分布式文件系统采用分组存储的方式。基于所述fastdfs分布式文件系统中的追踪器(Tracker server)和存储节点(Storage server)，通过以追踪器为中心结点，只记录分组和存储节点的的状态信息，不记录文件索引信息，从而减少内存量，实现在进行分布式文件存储时的负载均衡和调度。在本实施例中，通过所述信息管理系统配置的文件存储模块实现对所述业务处理系统进行业务处理操作产生的文件进行分布式存储，使得所述基于设备全生命周期的信息监控系统将文件管理与业务处理进行分开部署，提高了业务处理系统的处理性能。

[0056] 上述实施例所述的基于设备全生命周期的信息监控系统通过信息管理系统将设备设备全生命周期中包括出厂、安装、报警、维修、以及卸载等一系列操作节点的信息进行整合管理，实现设备的统一安装和监控，使得各业务处理系统在对设备进行监控过程中都能够有迹可循地获得设备当前时间节点下的所有信息，提高了用户对设备进行监控和管理的效率。所述基于设备全生命周期的信息监控系统应用在各类大型商业综合体、高层公共建筑、老旧住宅改造工程中，可以用于保障已安装设备和系统可靠、稳定地运行，解决由于监测设备安装环境复杂，巡检效率低、故障维修不及时、设备历史故障信息不明、指令改进缺乏数据支撑、协议不兼容、设备全流程数据难以掌握以及设备溯源困难等问题。

[0057] 本申请的一些实施例中，所述基于设备全生命周期的信息监控系统还可以灵活配置一个或多个业务处理系统，具有较好的业务扩展性。

[0058] 本申请的一些实施例中，所述消息服务器40包括但不限于：redis消息中间件、mq消息中间件和/或kafka消息中间件。其中，所述redis消息中间件可以通过使用redis缓存技术来提高所述基于设备全生命周期的信息监控系统的性能，并且降低所述信息管理系统中数据库的负载。所述mq消息中间件可以通过利用高效可靠的消息传递机制进行与所述信息管理系统20无关的数据交流，降低系统之间的耦合。所述kafka消息中间件则可以通过一个分布式消息队列实现所述信息管理系统与各业务处理系统之间的异步数据通信，具有高性能、持久化、多副本备份以及扩展能力强。

[0059] 本申请的一些实施例中，在所述信息管理系统中，所述工程/维保业务模块包括但不限于工程信息管理模块和维保信息管理模块。

[0060] 在工程项目中，所述工程信息管理模块用于对工程合同、项目成员、项目区域、设备安装、工程验收、项目设备、建筑物信息等工程信息进行管理。

[0061] 在维保项目中，所述维保信息管理模块用于对设备报修、设备维修、维保合同、项目成员等维保信息进行管理。所述维保信息管理模块还可以包括维保设备信息管理子模块、设备报修统计子模块和设备维修统计子模块，其中，所述维保设备信息管理模块用于存储维保设备详细信息；所述设备报修统计模块用于统计需要维保设备的统计信息；所述设备维修统计模块用于记录设备维修数据。由此，工程/维保单位可以通过所述信息管理系统中的工程/维保业务模块了解工程项目安装调试状况、远程掌握设备故障情况、获取设备的历史运行记录，降低现有日常人工运维成本及解决维保服务沟通不畅等问题。

[0062] 本申请一些实施例中，在所述信息管理系统中，所述主体业务模块可以包括电量检测模块、维护策略产生模块以及列表生成模块。其中：

[0063] 电量检测模块，用于检测物联网设备的当前电量状态信息，其中，包括物联网中按预设电量状态等级统计的设备数量信息和每一个设备对应的剩余电量信息；

[0064] 维护策略产生模块，用于采用马尔可夫决策过程，对物联网中按预设电量状态等级统计的设备数量信息进行建模，并在电池更换策略集合中的多个电池更换策略中确定使综合维护成本最小的最优电池更换策略，每个电池更换策略对应一种电池更换条件；

[0065] 列表生成模块，用于根据所述物联网中每一个设备对应的剩余电量信息与最优电池更换策略的电池更换条件进行比对，以根据满足所述最优电池更换策略的电池更换条件的所述物联网设备生成列表，所述列表为待更换电池的设备信息列表。

[0066] 在本实施例中，可以在一设定时间通过所述电量检测模块获取物联网设备的当前电量状态信息，其中，所述物联网设备当前电量状态信息包括按照预设的多种不同的电量状态等级对当前物联网中的设备进行数量统计得到的在不同电量状态下的设备数量信息以及当前物联网中每一个设备对应的剩余电量信息。所述维护策略产生模块通过采用马尔可夫决策过程，对根据统计得到的不同电量状态下的设备数量信息进行建模，并在电池更换策略集合中的多个电池更换策略中确定使综合维护成本最小的最优电池更换策略，每个电池更换策略对应一种电池更换条件。进而，由所述列表生成模块根据所述当前物联网中每一个设备的剩余电量信息与最优电池更换策略的电池更换条件进行比对，以根据满足所述最优电池更换策略的电池更换条件的所述物联网设备生成列表，所述列表为待更换电池的设备信息列表。

[0067] 本申请的一些实施例中，所述维护策略产生模块包括:

[0068] 模型建立模块，用于根据设备的当前电量和电池更换决策集合建立马尔可夫电池更换决策模型；

[0069] 综合维护成本函数确定模块，用于根据马尔可夫电池更换决策模型建立综合维护成本函数；

[0070] 综合成本确定模块，用于根据设备当前电量、马尔可夫电池更换决策模型及综合维护成本函数计算电池更换决策集合中的各决策对应的综合成本；

[0071] 决策确定模块，用于比较电池更换决策集合中的电池更换决策对应的综合成本，并将综合成本最低的电池更换决策作为最优电池更换决策。

[0072] 请参阅图3，图3为本申请实施例提供的基于设备全生命周期的信息监控系统中的物联网设备(例如无线传感网络中的传感器)电量状态转移示意图。由于一个感知系统中传感器数量较大，在做定期给设备进行电池更换的供电策略时，若只对极低电量的设备进行维护，则可能会造成较多设备掉线或者工作不稳定，带来大量隐性成本。而若在电量较高时对设备进行电池更换，则会导致有些电池的剩余电量被浪费，提高了维护成本。

[0073] 在本实施例中，由模型建立模块根据设备的当前电量和电池更换决策集合建立马尔可夫电池更换决策模型。具体包括：按照设备的电池寿命预先划分为多个状态，包括但不限于高电量(例如对应的剩余电量区间为100％到60％)、中高电量(例如对应的剩余电量区间为30％到60％)、中电量(例如对应的剩余电量区间为10％到30％)、低电量(例如对应的剩余电量区间为5％到20％)和极低电量(例如对应的剩余电量区间为0％到5％)等五个等级的电量状态，并预先制定包含多个电池更换策略的电池更换策略集。每个电池更换策略对应一个用于生成待更换电池的设备列表的电池更换条件。例如电池更换策略集可以包括：

[0074] 电池更换策略a1，仅对极低电量的设备进行电池更换处理(电池更换条件为剩余电量低于5％)；

[0075] 电池更换策略a2，对低电量的设备以及极低电量的设备进行电池更换处理(电池更换条件为剩余电量低于20％)；

[0076] 电池更换策略a3，对中低电量的设备、低电量的设备以及极低电量的设备进行电池更换处理(电池更换条件为剩余电量低于30％)。

[0077] 在本实施例中，由综合成本确定模块根据设备当前电量、马尔可夫电池更换决策模型及综合维护成本函数计算电池更换策略集合中的各策略对应的综合成本。具体包括：按照一定的时间间隔建立设备电量检测周期，按照电量检测周期统计预设范围内个物联网设备的历史电量状态信息，以根据该预设范围内的设备的历史电量状态信息构建设备在不更换电池时的电量状态转移概率矩阵，例如，在一设定的时刻，处于高电量的设备数量为M1，经过一个电量检测周期后，有M2个设备由高电量状态转换为中高电量状态，有M3个设备由高电量状态转换为中电量状态等等，此时，可以根据上述经过一个电量检测周期后的多种电量状态转换情况计算电量状态转移概率，pij即设备由状态i转移到状态j的概率。如由高电量状态转换为中高电量状态的概率为p12＝M2/M1，由高电量状态转换为中电量状态的概率为p13＝M3/M1。因此，可以依据电量状态转换情况计算得到的电量状态转移概率进行组合即可获得设备在不更换电池时的电量状态转移概率矩阵。基于不同的电池更换策略，可以获得第i个电池更换策略对应电量状态转移概率矩阵Pi，通过电池更换策略对应的所述电量状态转移概率矩阵Pi，并分别计算第i个电池更换策略下的稳态概率πi＝(πi1，πi2，πi3，πi4，πi5)。用于计算稳态概率的方程组为：进而，将
稳态概率代入至由维护成本函数和掉线成本函数组成的综合维护成本函数中进行计算每一种电池更换条件对应的电池更换成本值。

[0078] 在本实施例中，由策略确定模块比较电池更换策略集合中的电池更换策略对应的综合成本，并将综合成本最低的电池更换策略作为最优电池更换策略。具体包括：将最小电池更换成本值对应的电池更换条件作为用于生成待更换电池的设备列表的电池更换条件。

[0079] 在本实施例中，由综合维护成本函数确定模块根据马尔可夫电池更换决策模型建立综合维护成本函数。所述综合维护成本函数为：Hai(k)＝Dai(k)+Fai(k)；Dai(k)是采用策略ai的维护成本函数，Fai(k)是掉线惩罚函数，k是物联网设备的数量。举例说明，基于上述电池更换策略集中的三种电池更换策略，每种电池更换策略对应的综合维护成本函数分别如下：

[0080] 电池更换策略1对应的综合维护成本函数Ha1(k)＝Da1(k)+Fa1(k)，其中C为掉线惩罚系数(可以是根据经验预设的常数)。Da1
(k)＝k*π15*T1，其中T1为极低电量条件下剩余电量成本系数，可以由平均剩余电量百分比和电池成本求得。

[0081] 电池更换策略2对应的综合维护成本函数Ha2(k)＝Da2(k)+Fa2(k)，Da2(k)＝k*(π15*T1+π14*T2)。其中T2为低电量条件下剩
余电量成本系数。

[0082] 电池更换策略3对应的综合维护成本函数Ha1(k)＝Da1(k)+Fa1(k)，Da3(k)＝k*(π15*T1+π14*T2+π13*T3)。其中T3为中低电量条件
下剩余电量成本系数。

[0083] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0084] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

[0085] 本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

[0086] 在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0087] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0088] 另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

[0089] 以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

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