动态策略部分的具体措施有哪些?

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描述

动态策略的核心是 “按供电状态、电量水平自适应调整功耗”,兼顾续航与实时性,所有措施均明确触发条件、执行动作和量化标准,具体可落地措施如下:

一、供电状态自适应切换(核心:1 秒内无感切换)

1. 触发条件

主电正常:检测到市电 / 主电源电压在额定范围(如 AC 220V±10%、DC 24V±5%),持续 3 秒判定为主电模式。

切换备用电源:主电电压低于额定值 85%(如 220V→187V、24V→20.4V),持续 500ms 立即触发切换。

2. 执行动作

主电模式(全功能):

启用所有功能:采集、预处理、传输、本地显示、日志上报、远程调试。

功耗目标:总功耗≤5W,核心模块(采集、传输)满频运行。

备用电源模式(低功耗):

1 秒内关闭非核心功能:LCD 显示(仅留电源指示灯)、USB 供电、串口日志、远程调试、冗余统计。

保留核心链路:采集(满功耗)→缓存(实时写入)→传输(满功耗),确保数据不丢、实时性达标。

功耗目标:总功耗≤2.5W(较主电模式降低 50%)。

3. 切换保障

供电平稳:通过双电源切换电路(MOS 管 / 固态继电器),切换时间≤10ms,避免电压跌落导致模块复位。

数据无缝:切换期间缓存未传输数据,恢复稳定后优先补传,确保传输连续性。

二、电量联动分级调节(核心:按电量动态降耗,不砍实时性)

1. 电量检测方式

外接锂电池:通过电池管理芯片(如 TI BQ27546)读取剩余电量百分比(SOC),精度 ±3%。

外接 UPS:通过 Modbus 协议读取 UPS 剩余电量(如 APC UPS 的寄存器 0x0028),每 30 秒刷新一次。

2. 分级执行措施(量化标准)

电量区间 触发阈值 核心执行动作 量化参数 实时性保障
高电量(≥50%) SOC≥50% 或 UPS 电量≥50% 核心模块满功耗,保留简化预处理(仅计算有效值、THD);传输一级 + 二级数据 调度周期 20ms,通信休眠 300ms 延迟≤10ms(电力)/≤50ms(工业)
中电量(30%~50%) 30%≤SOC<50% 或 30%≤UPS 电量<50% 关闭数据预处理(跳过滤波、冗余统计);仅传输一级数据(暂态事件、越限告警) 调度周期 20ms,通信休眠 300ms 延迟≤10ms/≤50ms
低电量(≤30%) SOC≤30% 或 UPS 电量≤30% 仅保留 “采集 + 核心传输 + 缓存”;暂停二级数据(如 1 分钟平均值);通信休眠间隔延长至 500ms 调度周期 30ms,仅缓存关键数据 延迟≤20ms/≤100ms(仍达标)

3. 数据优先级定义(避免传输混乱)

一级数据(必传):电压 / 电流暂态波形、越限告警(电压偏差、THD 超标)、开关状态变化、故障事件标记。

二级数据(可暂停):1 分钟 / 5 分钟稳态有效值、谐波分次值(20 次以上)、统计类数据(日最大值 / 最小值)。

三、应急保护与故障回退(核心:避免设备停机、数据丢失)

1. 电压应急触发(极端低电保护)

触发条件:备用电源电压低于额定值 90%(如 12V→10.8V、24V→21.6V),持续 200ms。

执行动作:

进入 “应急模式”:仅采集并缓存关键事件数据(电压暂降、短路、大幅越限),停止主动推送数据。

关闭所有非必要电路:仅保留 ADC 采集、eMMC 缓存、RTC 时钟供电,功耗≤1W。

供电恢复后:电压回升至额定值 95% 以上(如 12V→11.4V),持续 3 秒,自动恢复至对应电量等级的模式,批量补传缓存数据。

2. 故障回退机制(避免策略执行异常)

触发场景:

模式切换失败(如备用电源模式下非核心模块未关闭,功耗仍>3W)。

电量检测异常(SOC 数据波动>10%,持续 10 秒)。

通信链路中断超 5 分钟(备用电源模式下)。

执行动作:

自动回退至 “最小核心模式”:仅保留采集、缓存、基础传输(以太网 / 4G 二选一),禁用所有动态调节逻辑。

触发本地告警:电源指示灯快闪(1 次 / 秒),同时通过剩余链路推送 “策略故障” 告警,通知运维人员。

四、策略实现保障(确保稳定执行)

1. 硬件支撑

电压检测:加装高精度电压传感器(如 TI ADS1115,精度 ±0.1%),实时监测主电 / 备用电源电压。

中断响应:供电状态变化通过硬件中断触发(而非软件轮询),确保 500ms 内响应。

2. 软件逻辑

策略固化:通过状态机编程实现(主电→备用→分级→应急→回退),每个状态的切换条件、执行动作写死,避免逻辑漏洞。

日志记录:切换事件(时间、原因、执行动作)实时写入本地 Flash,便于后期排查。

总结

动态策略的关键是 “量化触发条件、明确执行动作、保留核心功能”,通过供电状态检测、电量分级、应急回退三层机制,既最大化备用电源续航,又确保关键数据实时传输、设备稳定运行。

审核编辑 黄宇

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