本发明涉及电力通信，尤其涉及一种电力物联网的自适应能量收集方法、系统、设备和介质。
背景技术：
1、随着电力物联网技术的快速发展，以及无线通信技术和微处理器技术的进步，增强现实（augmented reality，ar）和虚拟现实（virtual reality，vr）等涉及复杂的数据分析和处理的新型智能移动应用被广泛应用。然而受物理尺寸以及电池技术限制，电力终端的计算能力和电池容量有限，很难满足新兴应用的快响应、高能耗执行需求。针对此问题，无线携能(simultaneous wireless information and power transfer，swipt)技术的出现，为节省能耗、提升设备的续航能力，进而为提升用户的满意度提供新的解决方案。
2、然而，在实际通信中，对于高续航需求的电力终端，在提高能量收集效率的同时，也受到通信质量的制约，因而难以有效配置合理的能量收集策略，无法有效保障通信续航需求。
3、因此，在电力通信场景下，如何合理优化形成能量收集策略，以自适应进行能量收集，进而有效提升电力终端的能量收集性能的同时，满足通信需求是目前业界亟待解决的重要课题。
技术实现思路
1、本发明提供一种电力物联网的自适应能量收集方法、系统、设备和介质，用以解决现有技术中在通信质量的制约下，能量收集策略配置不合理，难以保障通信续航需求的缺陷，实现保证电力终端正常通信的前提下，以最大化电力终端的能量收集总量为目标，为各电力终端进行最优能量策略部署，以有效提升用户的能量收集性能的同时，满足通信需求。
2、本发明提供一种电力物联网的自适应能量收集方法，应用于电力通信系统，所述电力通信系统包括多个电力终端和多个无线接入节点，所述方法包括：
3、以最大化多个所述电力终端从多个所述无线接入节点发送的原始信号中收集的能量总量为目标函数，以各所述无线接入节点对应的第一通信配置约束和各所述电力终端对应的第二通信配置约束为约束条件，构建目标优化问题；
4、基于遗传算法，对所述目标优化问题进行迭代优化求解，得到各所述电力终端与各所述无线接入节点之间的最优传输状态和最优协作状态，以及各所述电力终端的最优功率分割因子；
5、根据所述最优传输状态和所述最优协作状态，以及所述最优功率分割因子，控制各所述电力终端从多个所述无线接入节点发送的原始信号中进行能量收集。
6、根据本发明提供的一种电力物联网的自适应能量收集方法，所述能量总量是基于如下步骤确定的：
7、根据多个所述无线接入节点发送的原始信号，获取各所述电力终端接收到的传输信号；
8、根据所述传输信号、各所述电力终端对应的功率分割因子和能量转化效率，以及各所述电力终端内的功率分割电路所产生的噪声，获取各所述电力终端收集的能量；
9、对多个所述电力终端收集的能量进行汇总，得到所述能量总量。
10、根据本发明提供的一种电力物联网的自适应能量收集方法，所述根据多个所述无线接入节点发送的原始信号，获取各所述电力终端接收到的传输信号，包括：
11、对于每一电力终端执行如下步骤：
12、根据当前电力终端与各所述无线接入节点之间的传输状态、信号增益和预编码向量，以及各所述无线接入节点为所述当前电力终端分配的传输功率和各所述无线接入节点向所述当前电力终端发送的原始信号，获取所述当前电力终端接收到的有效信号；
13、根据除所述当前电力终端之外的其他电力终端与各所述无线接入节点之间的传输状态和预编码向量，以及各所述无线接入节点为所述其他电力终端分配的传输功率和各所述无线接入节点向所述其他电力终端发送的原始信号，获取所述当前电力终端对应的第一干扰信号；
14、根据所述当前电力终端与各所述无线接入节点之间的协作状态、所述其他电力终端与各所述无线接入节点之间的传输状态和预编码向量，以及各所述无线接入节点为所述其他电力终端分配的传输功率和各所述无线接入节点向所述其他电力终端发送的原始信号，获取所述当前电力终端对应的第二干扰信号；
15、根据所述有效信号、所述第一干扰信号和所述第二干扰信号，获取所述当前电力终端接收到的传输信号。
16、根据本发明提供的一种电力物联网的自适应能量收集方法，各所述无线接入节点对应的第一通信配置约束包括各所述无线接入节点对应的传输服务和协作服务之间的混合成簇决策约束、总传输功率分配约束、总信号数量传输约束和总天线数量配置约束；
17、所述混合成簇决策约束是以各所述无线接入节点的混合成簇决策值小于或等于决策阈值为约束进行构建的；
18、所述总传输功率分配约束是以各所述无线接入节点所分配的总传输功率小于或等于各所述无线接入节点对应的最大传输功率为约束进行构建的；
19、所述总信号数量传输约束是以各所述无线接入节点所传输的总信号数量小于或等于各所述无线接入节点对应的回程链路容量为约束进行构建的；
20、所述总天线数量配置约束是以各所述无线接入节点所分配的总天线数量小于天线数量配置阈值为约束进行构建的。
21、根据本发明提供的一种电力物联网的自适应能量收集方法，所述混合成簇决策约束是基于如下步骤形成的：
22、将各所述无线接入节点为各所述电力终端提供的传输服务状态的值与各所述无线接入节点为各所述电力终端提供的协作服务状态的值进行相加，得到各所述无线接入节点的混合成簇决策值；
23、以所述混合成簇决策值小于或等于所述决策阈值为约束，构建所述混合成簇决策约束。
24、根据本发明提供的一种电力物联网的自适应能量收集方法，各所述电力终端对应的第二通信配置约束包括各所述电力终端对应的功率分割因子约束、信息接收信噪比约束和能量收集量约束；
25、所述功率分割因子约束是以各所述电力终端的功率分割因子在约束范围内为约束进行构建的；
26、所述信息接收信噪比约束是以各所述电力终端的信息接收信噪比大于或等于各所述电力终端的最小信息接收信噪比阈值为约束进行构建的；
27、所述能量收集量约束是以各所述电力终端的能量接收量大于或等于各所述电力终端的能量消耗量为约束进行构建的。
28、根据本发明提供的一种电力物联网的自适应能量收集方法，所述信息接收信噪比约束是基于如下步骤形成的：
29、将各所述电力终端从多个所述无线接入节点发送的原始信号中接收到的有效信号与各所述电力终端从多个所述无线接入节点发送的原始信号中接收到的干扰信号进行相比，得到各所述电力终端的信息接收信噪比；
30、以各所述电力终端的信息接收信噪比大于或等于各所述电力终端的最小信息接收信噪比阈值为约束，构建所述信息接收信噪比约束。
31、本发明还提供一种电力物联网的自适应能量收集系统，所述系统，分别与多个电力终端和多个无线接入节点通信连接，所述系统包括：
32、模型构建单元，用于以最大化多个所述电力终端从多个所述无线接入节点发送的原始信号中收集的能量总量为目标函数，以各所述无线接入节点对应的第一通信配置约束和各所述电力终端对应的第二通信配置约束为约束条件，构建目标优化问题；
33、策略优化单元，用于基于遗传算法，对所述目标优化问题进行迭代优化求解，得到各所述电力终端与各所述无线接入节点之间的最优传输状态和最优协作状态，以及各所述电力终端的最优功率分割因子；
34、能量配置单元，用于根据所述最优传输状态和所述最优协作状态，以及所述最优功率分割因子，控制各所述电力终端从多个所述无线接入节点发送的原始信号中进行能量收集。
35、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述电力物联网的自适应能量收集方法。
36、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述电力物联网的自适应能量收集方法。
37、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述电力物联网的自适应能量收集方法。
38、本发明提供的电力物联网的自适应能量收集方法、系统、设备和介质，通过以最大化多个电力终端从多个无线接入节点发送的原始信号中收集的能量总量为目标函数，以各无线接入节点对应的第一通信配置约束和各电力终端对应的第二通信配置约束为约束条件构建目标优化问题，并联合遗传算法进行目标优化问题的优化求解，以在满足最低通信要求的前提下，以电力通信系统中电力终端收集的总能量最大化为目标，对电力通信系统中的电力终端进行传输信道、协作信道和功率分割因子进行优化配置，进而实现有效保证电力终端正常通信的前提下，为各电力终端进行最优能量策略部署，提升电力终端的能量收集效率，进一步保障通信续航和提升用户的满意度。
1.一种电力物联网的自适应能量收集方法，其特征在于，应用于电力通信系统，所述电力通信系统包括多个电力终端和多个无线接入节点，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的电力物联网的自适应能量收集方法，其特征在于，所述能量总量是基于如下步骤确定的：
3.根据权利要求2所述的电力物联网的自适应能量收集方法，其特征在于，所述根据多个所述无线接入节点发送的原始信号，获取各所述电力终端接收到的传输信号，包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的电力物联网的自适应能量收集方法，其特征在于，各所述无线接入节点对应的第一通信配置约束包括各所述无线接入节点对应的传输服务和协作服务之间的混合成簇决策约束、总传输功率分配约束、总信号数量传输约束和总天线数量配置约束；
5.根据权利要求4所述的电力物联网的自适应能量收集方法，其特征在于，所述混合成簇决策约束是基于如下步骤形成的：
6.根据权利要求1-3任一项所述的电力物联网的自适应能量收集方法，其特征在于，各所述电力终端对应的第二通信配置约束包括各所述电力终端对应的功率分割因子约束、信息接收信噪比约束和能量收集量约束；
7.根据权利要求6所述的电力物联网的自适应能量收集方法，其特征在于，所述信息接收信噪比约束是基于如下步骤形成的：
8.一种电力物联网的自适应能量收集系统，其特征在于，所述系统，分别与多个电力终端和多个无线接入节点通信连接，所述系统包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述电力物联网的自适应能量收集方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述电力物联网的自适应能量收集方法。
