一种家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了安装在家庭中的家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置，属于电磁信号处理领域。该装置通过监测室外总电源线上设备的传导发射信号，便可得知室内设备的工作情况。主要步骤包括数据库建立、分类器训练和实时数据分析。数据库建立包括数据采集(或导入)、label设置；分类器训练包括训练样本特征提取、分类器模型建立；实时数据分析包括实时数据采集、数据特征分析与提取、辨识结果显示。相比于其他识别装置，本发明专利技术从设备杂散电磁频谱数据入手，获取更可靠特征，具有准确度高、数据采集便捷等优点。

A device for overall detection and individual recognition of the power consumption of household appliances

The invention discloses an overall detection and individual identification device for the power consumption status of household appliances installed in the home, belonging to the field of electromagnetic signal processing. By monitoring the transmission signal of the equipment on the outdoor main power line, the device can know the working condition of the indoor equipment. The main steps include database establishment, classifier training and real-time data analysis. Database establishment includes data collection (or import) and label setting; classifier training includes training sample feature extraction and classifier model establishment; real-time data analysis includes real-time data collection, data feature analysis and extraction, and identification result display. Compared with other identification devices, the invention obtains more reliable features from the stray electromagnetic spectrum data of the device, has the advantages of high accuracy, convenient data acquisition, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置
本申请属于电磁信号处理
，涉及电磁频谱数据处理，更具体地涉及安装在家庭中的家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置。
技术介绍
智能电网及其配套的家庭自动化网络有望成为降低居民能耗的主要能源管理工具之一。家用电器工作状态的辨识可以为智能电网中设备的监测提供技术支持，有助于解决用户对自己用电情况不了解、浪费等问题，提高居民节能减排意识。另外对家用电器工作状态的监测可揭示室内人类活动，预防危险发生。例如，对浴室电器长时使用的辨识，可有效避免隐含危险的发生，甚至是人员生命威胁。安装在家庭中的家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置的主要功能便是对家电工作状态的辨识，它仅采集总电源上家用电器的传导发射数据，有效避免在各个家电上安装传感器的繁琐工作。现有技术中已针对家电工作状态的辨识开展了相关研究。家电工作状态改变时产生的瞬态噪声被提取为特征量，但这要求数据采集系统高精度监控家电状态，不断捕获信号，导致较大存储量和计算量；另外，一些尖峰信号的位置、形状、间距等被用作特征量，然而同样的尖峰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置，其特征在于，包括线路阻抗稳定网络、绝缘层、数据存储模块、数据分析模块、排风扇、显示模块、频谱模块、外置USB HUB和开关电源模块；/n所述家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置为两层结构，所述数据存储模块与数据分析模块处于一层中，所述频谱模块和外置USB HUB处于另一层中，其他部件贯穿两层；/n所述线路阻抗稳定网络一端与输入电源线零线、火线相接，地线独立引出接地，另一端与家电负载端的电源线相接，为家电供电，线路阻抗稳定网络外侧设有绝缘层；所述线路阻抗稳定网络隔离外界干扰，滤波并提供稳定阻抗，并为频谱模块提供历史数据与实时数据，/n所述频谱...

【技术特征摘要】
1.一种家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置，其特征在于，包括线路阻抗稳定网络、绝缘层、数据存储模块、数据分析模块、排风扇、显示模块、频谱模块、外置USBHUB和开关电源模块；
所述家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置为两层结构，所述数据存储模块与数据分析模块处于一层中，所述频谱模块和外置USBHUB处于另一层中，其他部件贯穿两层；
所述线路阻抗稳定网络一端与输入电源线零线、火线相接，地线独立引出接地，另一端与家电负载端的电源线相接，为家电供电，线路阻抗稳定网络外侧设有绝缘层；所述线路阻抗稳定网络隔离外界干扰，滤波并提供稳定阻抗，并为频谱模块提供历史数据与实时数据，
所述频谱模块通过信号线连接线路阻抗稳定网络，采集电源线传导发射数据，并连接数据存储模块与数据分析模块，所述数据存储模块与数据分析模块接收并存储、分析电源线传导发射数据，建立小型数据库，训练分类器，建立分类器模型，实现家电工作状态的实时辨识，所述数据分析模块连接显示模块与外置USBHUB；
所述外置USBHUB与主面板外置端口相接，提供输入设备、输出设备等接口，作用为拓展数据存储与分析模块接口；
所述开关电源模块一端与输入电源线相接，另一端与排风扇和显示模块相接，为排风扇和显示模块提供12V直流电。


2.根据权利要求1所述的一种家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置，其特征在于，所述装置还包括主面板，所述主面板上设有显示模块、电源线连接器、电源按钮、连接口和保护框；
所述显示模块具有指引操作和结果显示功能；
所述电源按钮具有启动和关闭装置的功能；
所述连接口包括：具有数据传输功能的USB(通用串行总线)接口；满足PS/2通讯协议和结构，具有连接鼠标功能的接口；满足PS/2通讯协议和结构的，具有连接键盘功能的接口；
所述电源线连接器为家用电器供电。


3.根据权利要求1或2所述的一种家用电器用电状况的整体检测和个体识别装置，其特征在于，所述装置包括数据库建立、分类器模型建立、实时数据分析三个单元；
所述数据库建立单元调用频谱模块、数据存储模块和数据分析模块，确定采集的参数类型，所述参数类型包括但不限于起始频率、终止频率、参考电平、分辨率带宽、采集数据点数、采集仪器的名称型号，进行历史数据的采集，并显示采集历史数据波形；
所述分类器模型建立单元确定数据参数类型，参数类型包括但不限于起始频率、终止频率、数据点数、设备个数等，选择训练样本路径，对数据预处理后，提取样本特征，并建立分类器模型；
所述实时数据分析单元设置数据参数类型，参数类型包括但不限于起始频率、终止频率、参考电平、分辨率带宽、采集数据点数、采集仪器的名称型号，并对实时数据进行采集和频谱显示，实现家电工作状态辨识结果显示。


4.根据权利要求3所述的一种家用电器用电状况的整...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏东林，石倩，徐辉，王旺，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11