CN110376429A - 一种识别家用电器使用状态的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种识别家用电器使用状态的方法，涉及用电判断方法。目前家庭人员实时掌握识别家用电器使用状态，以获得老年人日常的作息规律和身体状况是非常必要的。本发明包括以下步骤：智能插座实时获取与其相连的电器设备的用电信息；智能插座将用电信息发送到***云监测平台；***云监测平台获取智能插座发送的用电信息，并进行用电信息的分析；根据异常消息数据库数据，向用电设备所关联的用户发送异常消息，识别家用电器使用状态。本技术方案通过时间段分析、时长分析，综合判断、识别家用电器使用状态，以分析被监护人是否正常在家生活，分析准确性高。
Description
技术领域
本发明涉及用电判断方法，尤其涉及一种识别家用电器使用状态的方法。
背景技术
随着社会老龄化的日益加重，中国的老年人越来越多，所占人口比例也越来越高，据统计，浙江省的老年人口达到1080万人，其中有相当一部分老人因为子女工作繁忙或是异地生活导致身边无人陪伴，一旦遭遇意外，可能无法实现主动求助，甚至危及人身安全。因此，家庭人员实时掌握识别家用电器使用状态，以获得老年人日常的作息规律和身体状况是非常必要的，尤其是对于空巢老年人更为如此。
目前有王琰于2016年提出【一种老人危机监护装置】，包括便携式检测触发器、老人关爱主机、电源管理***、***云平台和移动端，所述便携式跌落触发器与老人关爱主机通信连接，用于实时检测老人携带者意外跌落状态或者长时间静止状态。但是老人老年人记忆力衰退，经常忘记携带，起不到监测的作用。
市面上流行的手环具备心率监测、智能提醒、睡眠监测等功能，但是很多老年的不习惯手上戴设备，经常会想办法脱下设备。
现在市面上主流的智能插座一般以远程控制为主，需要用户主动去发起这个动作，暂时没有与老人监测相结合。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种识别家用电器使用状态的方法，以识别家用电器使用状态，以达到监测老年生活的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种识别家用电器使用状态的方法,包括以下步骤：
1）智能插座实时获取与其相连的电器设备的用电信息；
2）智能插座将用电信息发送到***云监测平台；
3）***云监测平台获取智能插座发送的用电信息，并进行用电信息的分析，包括根据智能插座连接的用电设备类型，进行对应的时间段分析、时长分析；
a）时间段分析包括步骤：
a1)获取设定时间内的数据，包括用电设备的电量、功率；
a2)当实时获取的功率/电量值大于对应的设备的待机功率/电量值，且上一点的功率小于等于设备的待机功率/电量值，即判断设备于上一点的时间开启，则将设备实时状态更新为开启；
a3)当实时获取的功率/电量值小于或等于设备的待机功率/电量值，且上一点的功率/电量值大于设备的待机功率/电量值，即判断设备于上一点的时间关闭，设备实时状态表将状态更新为关闭；
a4)获取对应用电设备的工作时间段；如果当前时间到达该时间段内的结束时间时，则计算设备在该时间段内的功率消耗总和，如果功率消耗总和小于或等于设备在该时间段内的待机功率总和，即说明用电设备在该时间段内未使用；
或者，获取对应用电设备的工作时间段；如果当前时间到达该时间段内的结束时间时，则计算设备在该时间段内最高电量和最低电量的差值，如果差值小于或等于该时间段内设备待机产生的电量的总和，即说明设备在该时间段内未使用；
a5)更新设备实时状态，设备实时状态包括设定时间内未工作和设定时间内工作；
a6)将设定时间内未工作的用电设备写入异常消息数据库；
当用电设备为电饭煲时：
b）时长分析包括步骤：
b1) 获取用电设备实时功率和其待机功率；
b2)当实时获取的功率大于设备的待机功率，且上一点的功率小于等于设备的待机功率，即设备于上一点的时间开启，则将设备实时状态更新为开启；
b3)当实时获取的功率大于设备的待机功率，且上一点的功率大于设备的待机功率，即设备处于持续工作状态，根据当前时间与设备开启时间计算设备连续工作时长，若连续工作时长大于规则设定时长则产生异常信息，则判断用电设备处于异常状态；若连续工作时长小于等于规则设定时长，则修改设备持续时间；
b4)当获取的功率小于等于设备的待机功率，且上一点的功率大于设备的待机功率，即设备于上一点的时间关闭，将设备实时状态更新为关闭；若上一点设备异常状态为异常，则将此条设备实时状态归档，新增一条新的设备实时状态记录；若上一点设备异常状态为正常，则不归档；
b5)当实时获取的功率小于等于设备的待机功率，且上一点的功率小于等于设备的待机功率，即设备处于关闭状态则不做计算；
b6)当实时获取的功率为空则等待下一点功率，若连续3个点均为空则更新设备实时状态表的设备状态为离线；
b7)将连续工作时长大于设定时长的用电设备写入异常消息数据库；
4)根据异常消息数据库数据，向用电设备所关联的用户发送异常消息，识别家用电器使用状态。
本技术方案通过时间段分析、时长分析，综合判断、识别家用电器使用状态，以分析被监护人是否正常在家生活，分析准确性高。
作为优选技术手段：智能插座以1～6min的频率向***云监测平台发送用电信息；***云监测平台以对应的时间对用电信息进行分析。
作为优选技术手段：智能插座以5min的频率向***云监测平台发送用电信息；***云监测平台以5min的时间对对应用电信息进行分析。
作为优选技术手段：在步骤b6)中，上一点功率若为空时，取10分钟前的点为上一点数据；若10分钟前的点也为空，则取前15分钟的点为上一点数据，允许有连续2个点出现空数据的情况。有效减少数据缺失对分析判断的影响，有利于提高分析的准确性。
作为优选技术手段：在步骤3）中，***云监测平台进行用电信息分析时，将同一用户下的用电设备的用电信息进行综合分析，并对其各用电设备的用电规律的波动率进行排序，并以波动率的大小设置权重值，波动率越小，权重值越大，根据同一用户下的各用电设备的权重值，计算该用户的综合用电正常程度。若变化的波动率越小，说明用户用电越有规律，权重值依此设置，由此来计算用户的用电正常程度，分析更为准确，且不用人为设置，本方法可自动进行判断，适配性好，且准确性性更高。
作为优选技术手段：在步骤3）中，将用电设备分为多类，包括电饭煲、热水器、空调、洗衣机、电视机、手机、台灯，对电饭煲、台灯进行时间段、时长分析；对电饭煲、热水器、空调、手机、台灯进行时长分析。从而来分析判断用户的生活习惯是否变化、用户的生活习惯是否健康，从而判断是否需要对监护人进行主动提醒。
作为优选技术手段：还包括行为分析步骤；***云监测平台根据获取智能插座发送的用电信息，计算该用电用户对应用电设备用电的时间段、时长，对设定周期内的时间段、时长进行分析计算，得到参照值，当用电设备的使用时间段、时长超过参照值的范围时，认为该用户用电行为异常，并通知对应用户的监护人。
有益效果：本技术方案通智能插座获取对应的用电信息，实时监测老年人的常用电器的用电情况，并通过家用wifi将所述检测单元检测的数据发送至与之绑定的家人手机上，可在检测到老人不在正常生活规律状态时，能够快速对紧急联系人预警，提高了空巢老人的生活安全性的同时，还能成为生活在外地的子女与父母联系的纽带。
本技术方案利用设置在家庭用电电器处的智能插座获取瞬时电流或瞬时功率信号，对获取的信号进行处理，得到该信号的稳态/似稳态和暂态特征，再利用交叉赋权值法将该信号的特征信息与特征库中的信息进行比对，从而辩识接入的家用电器的使用状态。本发明的算法简单，判断准确，不会影响家电设备的正常运行。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是本发明的时间段分析流程图。
图3是本发明的时长分析流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明包括以下步骤：
1）智能插座实时获取与其相连的电器设备的用电信息；
2）智能插座将用电信息发送到***云监测平台；
3）***云监测平台获取智能插座发送的用电信息，并进行用电信息的分析，包括根据智能插座连接的用电设备类型，进行对应的时间段分析、时长分析；
a）时间段分析如图2所示，其包括步骤：
a1)获取设定时间内的数据，包括用电设备的电量、功率；
a2)当实时获取的功率/电量值大于对应的设备的待机功率/电量值，且上一点的功率小于等于设备的待机功率/电量值，即判断设备于上一点的时间开启，则将设备实时状态更新为开启；
a3)当实时获取的功率/电量值小于或等于设备的待机功率/电量值，且上一点的功率/电量值大于设备的待机功率/电量值，即判断设备于上一点的时间关闭，设备实时状态表将状态更新为关闭；
a4)获取对应用电设备的工作时间段；如果当前时间到达该时间段内的结束时间时，则计算设备在该时间段内的功率消耗总和，如果功率消耗总和小于或等于设备在该时间段内的待机功率总和，即说明用电设备在该时间段内未使用；
或者，获取对应用电设备的工作时间段；如果当前时间到达该时间段内的结束时间时，则计算设备在该时间段内最高电量和最低电量的差值，如果差值小于或等于该时间段内设备待机产生的电量的总和，即说明设备在该时间段内未使用；
a5)更新设备实时状态，设备实时状态包括设定时间内未工作和设定时间内工作；
a6)将设定时间内未工作的用电设备写入异常消息数据库；
当用电设备为电饭煲时：
b）时长分析如图3所示，其包括步骤：
b1) 获取用电设备实时功率和其待机功率；
b2)当实时获取的功率大于设备的待机功率，且上一点的功率小于等于设备的待机功率，即设备于上一点的时间开启，则将设备实时状态更新为开启；
b3)当实时获取的功率大于设备的待机功率，且上一点的功率大于设备的待机功率，即设备处于持续工作状态，根据当前时间与设备开启时间计算设备连续工作时长，若连续工作时长大于规则设定时长则产生异常信息，则判断用电设备处于异常状态；若连续工作时长小于等于规则设定时长，则修改设备持续时间；
b4)当获取的功率小于等于设备的待机功率，且上一点的功率大于设备的待机功率，即设备于上一点的时间关闭，将设备实时状态更新为关闭；若上一点设备异常状态为异常，则将此条设备实时状态归档，新增一条新的设备实时状态记录；若上一点设备异常状态为正常，则不归档；
b5)当实时获取的功率小于等于设备的待机功率，且上一点的功率小于等于设备的待机功率，即设备处于关闭状态则不做计算；
b6)当实时获取的功率为空则等待下一点功率，若连续3个点均为空则更新设备实时状态表的设备状态为离线；
b7)将连续工作时长大于设定时长的用电设备写入异常消息数据库；
4)根据异常消息数据库数据，向用电设备所关联的用户发送异常消息，识别家用电器使用状态。
本技术方案通过时间段分析、时长分析，综合判断、识别家用电器使用状态，分析准确性高。
本技术方案利用设置在家庭用电电器处的智能插座获取瞬时电流或瞬时功率信号，对获取的信号进行处理，得到该信号的稳态/似稳态和暂态特征，再利用交叉赋权值法将该信号的特征信息与特征库中的信息进行比对，从而辩识接入的家用电器的使用状态。本发明的算法简单，判断准确，不会影响家电设备的正常运行。
为兼顾数据的准确性及计算的简便性：智能插座以5min的频率向***云监测平台发送用电信息；***云监测平台以对应的时间对用电信息进行分析。
为提高分析的准确性，在步骤b6)中，上一点功率若为空时，取10分钟前的点为上一点数据；若10分钟前的点也为空，则取前15分钟的点为上一点数据，允许有连续2个点出现空数据的情况。有效减少数据缺失对分析判断的影响，有利于提高分析的准确性。
为实现自动判断，在步骤3）中，***云监测平台进行用电信息分析时，将同一用户下的用电设备的用电信息进行综合分析，并对其各用电设备的用电规律的波动率进行排序，并以波动率的大小设置权重值，波动率越小，权重值越大，根据同一用户下的各用电设备的权重值，计算该用户的综合用电正常程度。若变化的波动率越小，说明用户用电越有规律，权重值依此设置，由此来计算用户的用电正常程度，分析更为准确，且不用人为设置，本方法可自动进行判断，适配性好，且准确性性更高。
为提高判断的准确性：在步骤3）中，将用电设备分为多类，包括电饭煲、热水器、空调、洗衣机、电视机、手机、台灯，对电饭煲、台灯进行时间段、时长分析；对电饭煲、热水器、空调、手机、台灯进行时长分析。从而来分析判断用户的生活习惯是否变化、用户的生活习惯是否健康，从而判断是否需要对监护人进行主动提醒。
为实现自动分析的能力：本发明还包括行为分析步骤；***云监测平台根据获取智能插座发送的用电信息，计算该用电用户对应用电设备用电的时间段、时长，对设定周期内的时间段、时长进行分析计算，得到参照值，当用电设备的使用时间段、时长超过参照值的范围时，认为该用户用电行为异常，并通知对应用户的监护人。
以上图1-3所示的一种识别家用电器使用状态的方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种识别家用电器使用状态的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）智能插座实时获取与其相连的电器设备的用电信息；
2）智能插座将用电信息发送到***云监测平台；
3）***云监测平台获取智能插座发送的用电信息，并进行用电信息的分析，包括根据智能插座连接的用电设备类型，进行对应的时间段分析、时长分析；
a）时间段分析包括步骤：
a1)获取设定时间内的数据，包括用电设备的电量、功率；
a2)当实时获取的功率/电量值大于对应的设备的待机功率/电量值，且上一点的功率小于等于设备的待机功率/电量值，即判断设备于上一点的时间开启，则将设备实时状态更新为开启；
a3)当实时获取的功率/电量值小于或等于设备的待机功率/电量值，且上一点的功率/电量值大于设备的待机功率/电量值，即判断设备于上一点的时间关闭，设备实时状态表将状态更新为关闭；
a4)获取对应用电设备的工作时间段；如果当前时间到达该时间段内的结束时间时，则计算设备在该时间段内的功率消耗总和，如果功率消耗总和小于或等于设备在该时间段内的待机功率总和，即说明用电设备在该时间段内未使用；
或者，获取对应用电设备的工作时间段；如果当前时间到达该时间段内的结束时间时，则计算设备在该时间段内最高电量和最低电量的差值，如果差值小于或等于该时间段内设备待机产生的电量的总和，即说明设备在该时间段内未使用；
a5)更新设备实时状态，设备实时状态包括设定时间内未工作和设定时间内工作；
a6)将设定时间内未工作的用电设备写入异常消息数据库；
当用电设备为电饭煲时：
b）时长分析包括步骤：
b1) 获取用电设备实时功率和其待机功率；
b2)当实时获取的功率大于设备的待机功率，且上一点的功率小于等于设备的待机功率，即设备于上一点的时间开启，则将设备实时状态更新为开启；
b3)当实时获取的功率大于设备的待机功率，且上一点的功率大于设备的待机功率，即设备处于持续工作状态，根据当前时间与设备开启时间计算设备连续工作时长，若连续工作时长大于规则设定时长则产生异常信息，则判断用电设备处于异常状态；若连续工作时长小于等于规则设定时长，则修改设备持续时间；
b4)当获取的功率小于等于设备的待机功率，且上一点的功率大于设备的待机功率，即设备于上一点的时间关闭，将设备实时状态更新为关闭；若上一点设备异常状态为异常，则将此条设备实时状态归档，新增一条新的设备实时状态记录；若上一点设备异常状态为正常，则不归档；
b5)当实时获取的功率小于等于设备的待机功率，且上一点的功率小于等于设备的待机功率，即设备处于关闭状态则不做计算；
b6)当实时获取的功率为空则等待下一点功率，若连续3个点均为空则更新设备实时状态表的设备状态为离线；
b7)将连续工作时长大于设定时长的用电设备写入异常消息数据库；
4)根据异常消息数据库数据，向用电设备所关联的用户发送异常消息，识别家用电器使用状态。
2.根据权利要求1所述的一种识别家用电器使用状态的方法，其特征在于：智能插座以1～6min的频率向***云监测平台发送用电信息；***云监测平台以对应的时间对用电信息进行分析。
3.根据权利要求2所述的一种识别家用电器使用状态的方法，其特征在于：智能插座以5min的频率向***云监测平台发送用电信息；***云监测平台以5min的时间对对应用电信息进行分析。
4.根据权利要求3所述的一种识别家用电器使用状态的方法，其特征在于：在步骤b6)，上一点功率若为空时，取10分钟前的点为上一点数据；若10分钟前的点也为空，则取前15分钟的点为上一点数据，允许有连续2个点出现空数据的情况。
5.根据权利要求4所述的一种识别家用电器使用状态的方法，其特征在于：在步骤3）中，***云监测平台进行用电信息分析时，将同一用户下的用电设备的用电信息进行综合分析，并对其各用电设备的用电规律的波动率进行排序，并以波动率的大小设置权重值，波动率越小，权重值越大，根据同一用户下的各用电设备的权重值，计算该用户的综合用电正常程度。
6.根据权利要求5所述的一种识别家用电器使用状态的方法，其特征在于：在步骤3）中，将用电设备分为多类，包括电饭煲、热水器、空调、洗衣机、电视机、手机、台灯，对电饭煲、台灯进行时间段、时长分析；对电饭煲、热水器、空调、手机、台灯进行时长分析。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的一种识别家用电器使用状态的方法，其特征在于：还包括行为分析步骤；***云监测平台根据获取智能插座发送的用电信息，计算该用电用户对应用电设备用电的时间段、时长，对设定周期内的时间段、时长进行分析计算，得到参照值，当用电设备的使用时间段、时长超过参照值的范围时，认为该用户用电行为异常，并通知对应用户的监护人。
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