[发明专利]一种基于边缘计算的安防机器人系统节能方法

权利要求书

1.一种基于边缘计算的安防机器人系统节能方法，其特征在于，包括：

步骤1.获取安防机器人将任务卸载到边缘服务器的最小总传输功率：式中，参数W表示信道带宽，参数n₀表示背景噪声的功率密度，g_k表示从用户到边缘服务器k的信道功率增益，S_m为第m个安防机器人卸载到边缘服务器的计算任务量，t表示卸载到边缘服务器的传输时间，所述安防机器人系统包括M个安防机器人，安防机器人的总计算任务量为其中m＝1,2,...,M，安防机器人本地完成的计算任务量为且，所述安防机器人系统中，不同的安防机器人通过TDMA将总计算任务量迁移到边缘服务器组，所述安防机器人系统根据任务传输到边缘服务器过程消耗的传输时间，获得其卸载到边缘服务器消耗的总体能量；

步骤2.建立所有安防机器人完成所有任务的总能量最小化模型P1:

式中，ρ是计算本地CPU能耗的系数，约束，

变量为和

式中，表示传输功率不超过安防机器人的功率预算，为每个安防机器人完成其计算任务量的总体延迟，表示所述安防机器人的卸载总延迟不超过最大延迟限制，表示第m个安防机器人的CPU计算速度不能超过μ_E表示边缘服务器的计算速度，单位bit/s；表示第m个安防机器人迁移其工作负载到边缘服务器的总延迟；

步骤3.根据可得带入模型P1得到：

其中，

变量为t和

步骤4.在给定t下，求解底层问题P1-Sub模型，该模型是关于严格凸函数：

其中，

变量为

步骤5.求解顶层问题P1-top模型：

P1-top：Min V(t)，所述V(t)是安防机器人的总体能量开销，其中，

变量为t；

步骤6.以步长Δ来线性搜索t，对于每一轮给定当前评估的t，迭代求解底层P1-Sub模型，根据线性搜索算法获取安防机器人系统最小的能量消耗时，最佳传输持续时间t^*、相应的最优分配卸载决策和总能量最小开销V(t*)。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的安防机器人系统节能方法，其特征在于：

对于底层问题P1-Sub模型，所述方法采用MATLAB的凸优化工具箱CVX进行求解底层问题。

3.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算的安防机器人系统节能方法，其特征在于：

所述CVX求解底层问题P1-Sub模型时，安防机器人系统和边缘服务器不公开各自的本地信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的安防机器人系统节能方法，其特征在于：

所述线性搜索算法中，V(t)小于当前的最优值，安防机器人系统更新当前的最佳解决方案，t以及V(t)。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于边缘计算的安防机器人系统节能方法，其特征在于：所述方法应用于智能建筑物系统中的安防机器人。