从单个感测点检测电子设备的用户驱动的操作状态制造技术

提供了一种装置，所述装置包括被配置成用于耦合至电气插座的感测设备。所述感测设备可以包括数据采集接收器，所述数据采集接收器被配置成用于当所述感测设备耦合至所述电气插座时经由所述电气插座接收电气噪声。所述电气插座可以电耦合至电力基础设施。一个或多个电气设备可以耦合至所述电力基础设施并且可以生成所述电力基础设施上的所述电气噪声的至少一部分。所述数据采集接收器可以被配置成用于将所述电气噪声转换成一个或多个第一数据信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从单个感测点检测电子设备的用户驱动的操作状态相关申请的交叉引用本申请要求2014年9月4日提交的美国临时申请号62/046,037以及2014年11月26日提交的美国临时申请号62/085,080的权益。美国临时申请号62/046,037和62/085,080通过引用以其全文结合在此。
本公开总体上涉及感测电子设备，并且更具体地涉及检测电子设备的操作状态。
技术介绍
许多用于检测和分类电器用途的当前方法采用分布式模型，其中，每个电气设备具有专用传感器，所述专用传感器寻找设备的状态变化(例如，设备的开启和关闭)。设备级感测通常要求耗时且昂贵的安装和维护。在麦克风、加速计和视频相机贯穿结构放置以检测电器活动的情况中，还已经使用了间接感测技术。这种技术通常要求高成本的安装和维护并且还可能引起居家场所方面的隐私问题。用于基于由电设备产生的电磁干扰从单个感测点感测电子设备的存在的技术通常可以检测电设备的开启和关闭状态。附图说明为了帮助进一步描述实施例，提供以下附图，在附图中：图1展示了具有换向器的电动机在第一旋转方向上的示意图；图2展示了图1的具有图1的换向器的电动机在第二旋转方向上的示意图；图3展示了当具有电动机的搅拌器以不同的速度操作时波动的EMI的时间-频率表示；图4展示了当真空吸尘器在家里的地毯和硬地板上使用时波动的EMI的时间-频率表示；图5展示了开关式电源(SMPS)的框图；图6展示了其中央处理单元(CPU)以空闲、中等或高负载操作的膝上计算机的时变EMI的时间-频率表示；图7展示了当TV从一个频道切换至另一个频道时其EMI信号的时间-频率表示；图8展示了具有两个模式的吹风机的简化示意图，一个模式用于生成热风(即，热模式)，并且另一个模式用于生成冷风(即，冷模式)；图9展示了当吹风机从冷模式切换至热模式时，时变EMI的时间-频率表示；图10展示了根据第一实施例的示例性电气操作状态检测设备1000的图示；图11展示了根据第一实施例的包括图10的电气操作状态检测设备的示例性系统的框图；图12展示了根据第一实施例的图11的数据采集接收器的部分电路图；图13展示了根据另一个实施例的针对操作状态检测过程的处理流水线；图14展示了用于检测电气事件的图形，所述图形包括绘制FFT向量之和的归一化幅度的示例性图形(顶部)以及显示所述顶部图形的第一导数的示例性图形(底部)；图15展示了针对TV的瞬态、扫描样式EMI的时间-频率表示，显示了在115kHz与145kHz之间的瞬态EMI；图16展示了堆叠式洗衣机的电流负载在完整高负载洗涤周期中的图形；图17展示了洗碗机的电流负载在完整洗涤周期中的图形；图18展示了根据另一个实施例的一种方法的流程图；图19展示了适于实现图10至图11的计算单元的至少一部分的实施例的计算机系统；以及图20展示了包括在图19的计算机系统的机箱内部的电路板中的元件的示例的代表性框图。为了说明的简明性和清楚性，附图展示了总体构造方式，并且众所周知的特征和技术的描述和细节可以省略以避免不必要地模糊本公开。此外，没必要按比例绘制附图中的元素。例如，在附图中一些元素的尺寸可能相对其他元素被夸大，以便有助于提高对本公开的实施例的理解。不同附图中的相同参考号指示相同的元素。说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等(如果有的话)被用于区分相似元素而不一定用于描述特定顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的这些术语在合适的情况下是可以互换的，这样使得此处描述的实施例例如能够按照除了此处所展示的或另外描述的那些顺序以外的顺序来操作。此外，术语“包括”和“具有”以及其任何变化形式旨在覆盖非排他性的包括，从而使得包括一系列元素的程序、方法、系统、物件、设备、或装置不必限制于那些元素，而是可以包括未清楚地列出或这样的程序、方法、系统、项目、设备、或装置固有的其他元素。说明书和权利要求中的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”、“在顶部”、“在底部”等(如果有的话)用于描述性目的，并不一定用于描述固定不变的相对位置。应理解到如此使用的术语在合适的情况下是可互换的，从而使得在此描述的装置、方法、和/或物品制造的实施例，例如能够按照除了此处所展示的或以其他方式描述的那些顺序以外的顺序操作。术语“耦合(couple、coupled、couples、coupling)”等应被广泛理解并指代机械地和/或以其他方式将两个或更多个元件连接起来。两个或更多个电元件可以电耦合在一起，但不可以机械地或以其他方式耦合在一起。耦合可以是持续任何时间长度，例如永久或半永久或仅片刻。“电耦合”等应被广泛地理解并且包括所有类型的电耦合。在词语“耦合”等等附近缺少词语“可移除地”、“可移除的”等等不意味着所讨论的耦合等等是或不是可移除的。如本文所定义的，两个或更多个元件是“整体的”，如果它们由相同的块材料组成。如本文所定义的，两个或更多个元件是“非整体的”，如果各自是由不同的块材料组成。如本文所定义的，在一些实施例中，“近似地”可以意味着在所设定值的±10％范围内。在其他实施例中，“近似地”可以意味着在所设定值的±5％范围内。在进一步的实施例中，“近似地”可以意味着在所设定值的±3％范围内。在另外的其他实施例中，“近似地”可以意味着在所设定值的±1％范围内。实施方案的示例说明各实施例包括一种装置，所述装置包括被配置成用于耦合至电气插座的感测设备。所述感测设备可以包括数据采集接收器，所述数据采集接收器被配置成用于当所述感测设备耦合至所述电气插座时经由所述电气插座接收电气噪声。所述电气插座可以电耦合至电力基础设施。一个或多个电气设备可以耦合至所述电力基础设施并且可以生成所述电力基础设施上的所述电气噪声的至少一部分。所述数据采集接收器可以被配置成用于将所述电气噪声转换成一个或多个第一数据信号。所述装置还可以包括被配置成用于在计算单元的处理器上运行的处理模块。所述感测设备可以与所述通信单元进行通信。所述处理模块可以进一步被配置成用于至少部分地使用所述一个或多个第一数据信号来标识所述一个或多个电气设备中的每个电气设备的两个或更多个操作状态中的每个操作状态。当所述一个或多个电气设备中的每个电气设备处于通电状态时，所述电气设备的所述两个或更多个操作状态可以各自是所述电气设备的不同用户驱动的操作状态。多个实施例包括一种方法，所述方法包括：在耦合至电气插座的感测设备处，经由所述电气插座采集电气噪声。所述电气插座可以耦合至电力基础设施。一个或多个电气设备可以耦合至所述电力基础设施并且可以生成所述电力基础设施上的所述电气噪声的至少一部分。所述方法还可以包括：在所述感测设备处，将所述电气噪声转换成一个或多个第一数据信号。所述方法另外可以包括：将所述一个或多个第一数据信号从所述感测设备传输至计算单元。所述方法进一步可以包括：在所述计算单元的处理模块处，至少部分地使用所述一个或多个第一数据信号来标识所述一个或多个电气设备中的每个电气设备的两个或更多个操作状态中的每个操作状态。当所述一个或多个电气设备中的每个电气设备处于通电状态时，所述电气设备的所述两个或更多个操作状态可以各自是所述电气设备的不同用户驱动的操作状态。电力线上的电力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：感测设备，所述感测设备被配置成耦合至电气插座，所述感测设备包括：数据采集接收器，所述数据采集接收器被配置成用于当所述感测设备耦合至所述电气插座时经由所述电气插座接收电气噪声，所述电气插座电耦合至电力基础设施，一个或多个电气设备耦合至所述电力基础设施并且在所述电力基础设施上生成所述电气噪声的至少一部分，并且所述数据采集接收器被配置成用于将所述电气噪声转换成一个或多个第一数据信号；以及处理模块，所述处理模块被配置成用于在计算单元的处理器上运行，所述感测设备与所述计算单元通信，其中：所述处理模块进一步被配置成用于至少部分地使用所述一个或多个第一数据信号来标识所述一个或多个电气设备中的每个电气设备的两个或更多个操作状态中的每个操作状态；并且当电气设备处于通电状态时，所述一个或多个电气设备中的每个电气设备的所述两个或更多个操作状态各自是所述电气设备的不同用户驱动的操作状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.04 US 62/046,037;2014.11.26 US 62/085,0801.一种装置，包括：感测设备，所述感测设备被配置成耦合至电气插座，所述感测设备包括：数据采集接收器，所述数据采集接收器被配置成用于当所述感测设备耦合至所述电气插座时经由所述电气插座接收电气噪声，所述电气插座电耦合至电力基础设施，一个或多个电气设备耦合至所述电力基础设施并且在所述电力基础设施上生成所述电气噪声的至少一部分，并且所述数据采集接收器被配置成用于将所述电气噪声转换成一个或多个第一数据信号；以及处理模块，所述处理模块被配置成用于在计算单元的处理器上运行，所述感测设备与所述计算单元通信，其中：所述处理模块进一步被配置成用于至少部分地使用所述一个或多个第一数据信号来标识所述一个或多个电气设备中的每个电气设备的两个或更多个操作状态中的每个操作状态；并且当电气设备处于通电状态时，所述一个或多个电气设备中的每个电气设备的所述两个或更多个操作状态各自是所述电气设备的不同用户驱动的操作状态。2.如权利要求1所述的装置，其中：所述电气噪声包括：在与所述两个或更多个操作状态中的第一操作状态相对应的第一时间段期间在所述电力基础设施上的第一可标识电气噪声；以及在与所述两个或更多个操作状态中的第二操作状态相对应的第二时间段期间在所述电力基础设施上的第二可标识电气噪声；并且所述处理模块进一步被配置成用于将所述第一可标识电气噪声与所述第二可标识电气噪声区分开来以便标识所述一个或多个电气设备中的每个电气设备的所述两个或更多个操作状态。3.如权利要求2所述的装置，其中：所述第一可标识电气噪声和所述第二可标识电气噪声各自包括在所述电力基础设施上的基本上连续的电气噪声；并且所述基本上连续的电气噪声包括以下各项中的至少一项：(a)在大于一个交流电周期的第一时间长度内在所述电力基础设施上可标识的第一电气噪声，或者(b)在小于一个交流电周期的第二时间长度内在所述电力基础设施上可标识的第二电气噪声，但是所述第二电气噪声在三个或更多个交流电周期中重复。4.如权利要求2或3中任一项所述的装置，其中：所述第一时间段为至少1秒；并且所述第二时间段为至少1秒。5.如权利要求1、2、3或4中任一项所述的装置，其中：所述数据采集接收器包括被配置成用于使在约5.3千赫兹以上的电气噪声通过的滤波器。6.如权利要求1、2、3、4或5中任一项所述的装置，其中：所述处理模块进一步被配置成用于从所述一个或多个第一数据信号的提取帧中的每个帧中提取特征；并且所述特征包括：所述提取帧中的每个帧的峰值电磁干扰的平均幅度、最大幅度或最小幅度中的至少一者；所述提取帧中的每个帧的所述峰值电磁干扰的平均频率、最大频率或最小频率中的至少一者；以及所述提取帧中的每个帧的两个主导电磁干扰峰值之间的频率间隙或所述提取帧中的每个帧的总体平均幅度中的至少一者。7.如权利要求6所述的装置，其中，所述特征包括：所述提取帧中的每个帧的所述峰值电磁干扰的所述平均幅度、所述最大幅度和所述最小幅度；所述提取帧中的每个帧的所述峰值电磁干扰的所述平均频率、所述最大频率和所述最小频率；所述提取帧中的每个帧的所述两个主导电磁干扰峰值之间的所述频率间隙；以及所述提取帧中的每个帧的所述总体平均幅度。8.如权利要求6或7中任一项所述的装置，其中：所述处理模块进一步被配置成用于基于从所述提取帧中的每个帧中提取的所述特征使用期望最大化聚类算法来将所述电气噪声分类为所述一个或多个电气设备中的每个电气设备的所述两个或更多个操作状态。9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8中任一项所述的装置，其中：所述一个或多个电气设备包括各自被配置成用于手动切换至两个或更多个不同转速的一个或多个基于电动机的电器；并且所述一个或多个基于电动机的电器的所述两个或更多个操作状态中的每个操作状态对应于所述两个或更多个不同转速中的不同转速。10.如权利要求9所述的装置，其中：所述一个或多个基于电动机的电器包括搅拌器或食物混合器中的至少一者。11.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8中任一项所述的装置，其中：所述一个或多个电气设备包括基于电动机的真空吸尘器；所述两个或更多个操作状态中的第一操作状态对应于使所述基于电动机的真空吸尘器闲置在地毯上；所述两个或更多个操作状态中的第二操作状态对应于使所述基于电动机的真空吸尘器在所述地毯上移动；并且所述两个或更多个操作状态中的第三操作状态对应于在硬地板上使用所述基于电动机的真空吸尘器。12.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8中任一项所述的装置，其中：所述一个或多个电气设备包括一个或多个基于SMPS的电器，所述基于SMPS的电器各自包括振荡器且各自被配置成用于以至少两个或更多个不同切换频率操作；并且所述两个或更多个操作状态中的每个操作状态对应于所述两个或更多个不同切换频率中的不同切换频率。13.如权利要求12所述的装置，其中：所述一个或多个基于SMPS的电器包括包含中央处理单元的计算机；并且所述两个或更多个不同切换频率中的每个切换频率对应于所述中央处理单元的不同负载。14.如权利要求12所述的装置，其中：所述一个或多个基于SMPS的电器包括电视机；所述两个或更多个不同切换频率中的第一频率对应于在所述电视机上显示电视频道；并且所述两个或更多个不同切换频率中的第二频率对应于所述电视机的瞬态频道变化操作。15.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8中任一项所述的装置，其中：所述一个或多个电气设备包括一个或多个电器，所述一个或多个电器各自包括两个或更多个不同切换阻性负载；并且所述两个或更多个操作状态中的每个操作状态对应于所述两个或更多个不同切换阻性负载中的不同切换阻性负载。16.如权利要求15所述的装置，其中：所述一个或多个电器包括吹风机或暖风机中的至少一者。17.一种方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·古普塔，陈科毓，S·N·帕特尔，
申请(专利权)人：华盛顿大学，
类型：发明
国别省市：美国,US