一种基于电力载波与红外线遥控的非侵入式负载监控系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于电力载波与红外线遥控的非侵入式负载监控系统，包括负载监测设备和可见光通信设备；所述可见光通信设备能够接收红外遥控器发射的控制命令，并与所述负载监测设备通过电力线连接，从而将所述控制命令通过电力载波信号发送给所述负载监测设备；所述负载监测设备通过电力线分别与所述可见光通信设备和被监控的用电器连接，从而读取所述控制命令并识别所述用电器的用电特征，将所述用电特征与特征模型进行对比，判断所述用电特征与所述用电器需要设定的工作状态是否一致。本发明专利技术通过电力线实现多种设备互联，无需另外架设通信线路，不需要升级传统家电，并且能够形成用电器闭环反馈机制，实现对用电器的精准调节。

A non-invasive load monitoring system based on power carrier and infrared remote control

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力载波与红外线遥控的非侵入式负载监控系统
本专利技术涉及一种基于电力载波通信与红外线遥控的智能家电控制系统，属于智能家居管理系统

技术介绍
非侵入式负载识别技术(Non-IntrusiveLoadMonitoring),又称非介入式负荷监测技术(NILM技术)，是对用电器能耗信息进行分析识别的一种技术，其原理是基于用电器电力线能耗数据的波动规律，识别出下游用电器能耗的时空分布状况。现有技术的非侵入式负载识别系统主要有两类。一类是通过物联网的形式，对家电进行远程控制。该类技术在解决将家电的控制信息进行联网的问题上，事实上对家电的类型和分布进行了人为的信息标定。然而，这类控制存在一个非常大的问题，即控制信号发送之后，是否获得相应家电的响应，是无从知道的。这更像一种广播系统，信息的传递是单向的，而未获得双向反馈确认。现有技术中的另一类则是专注在利用识别总线路上的电压电流的波动特征，来识别起停用电器的类型和能耗大小(统称为NILM技术)。这类技术利用各种手段采集线路上的电流电压信号，进行信号处理分析，基于各类型监督学习的机器学习算法，进行用电器特征识别。然而，这类算法的部署需要用户主动输入，或者由开发人员进行特征库标定，无法做到自动批量标注，因此其应用受到了极大的限制。与此同时，该类应用，只能做到识别，无法做到管控。因此在应用中，属于被动接受信息的一个环节。由此可见，现有技术只能被动地对用电器状态变化所产生的信号波动进行识别，准确度往往无法得到保障。更重要的是，基于机器学习算法的监控设备，通常只能做到对用电行为的诊断，而无法根据识别结果对用电器进行控制，致NILM技术无法与用电器无法形成闭环控制，不能发挥出NILM技术及用电器的最大价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以方便快捷且准确的非侵入式负载监控系统，能够识别用电器用电参数，实现闭环控制。本专利技术的技术方案如下。本专利技术第一方面提供了一种基于电力载波通信(PLC)与红外线遥控的非侵入式负载监控系统，包括负载监测设备和可见光通信设备；所述可见光通信设备能够接收红外遥控器发射的控制命令，并与所述负载监测设备通过电力线连接，从而将所述控制命令通过电力载波信号发送给所述负载监测设备；所述负载监测设备通过电力线分别与所述可见光通信设备和被监控的用电器连接，从而读取所述控制命令并识别所述用电器的用电特征，将所述用电特征与特征模型进行对比，判断所述用电特征与所述用电器需要设定的工作状态是否一致。优选地，当所述用电特征与所述用电器需要设定的工作状态不一致，所述负载监测设备通过电力载波信号将所述控制命令重新传输到所述可见光通信设备。优选地，所述负载监测设备包括电能采样功能单元、识别与控制单元、第一PLC通信模块和电源；所述电能采样功能单元分别与所述电力线和所述识别与控制单元连接，用于对所述用电器的用电参数进行检测，并将检测到的用电参数发送到所述识别与控制单元；所述识别与控制单元分别与第一PLC通信模块和所述电能采样功能单元连接，用于接收所述可见光通信设备发来的控制命令，以及接收所述电能采样功能单元发来的用电参数并识别所述用电器的用电特征。优选地，所述可见光通信设备包括电源电路、主控单元、第二PLC通信模块、红外通信电路，以及照明电路；所述电源电路与所述第二PLC通信模块分别与所述电力线连接；所述第二PLC通信模块能够通过所述电力线接收所述第一PLC通信模块发送的载波信号，并解析为控制指令，发送给所述主控单元；所述红外通信电路与所述能够接收经调制的红外信号，并解析成数字信号发送给所述主控单元，还能够接收所述主控单元发送的控制命令，并转换为红外信号。优选地，所述第二PLC通信模块包括电力线耦合电路、滤波电路、解调电路、PLC微控制器、调制电路、功率放大电路；所述电力线耦合电路与所述电力线和所述滤波电路、功率放大电路连接，用于将所述电力线上的载波信号耦合到所述滤波电路；所述滤波电路与所述电力线耦合电路和解调电路连接，用于将所述载波信号滤波后送至所述解调电路；所述解调电路与所述滤波电路和所述PLC微控制器连接，用于将所述载波信号解调出数字信号，并发送给所述PLC微控制器；所述PLC微控制器与所述调制电路、解调电路连接及主控单元连接，用于将所述数字信号进行处理后送至所述主控单元，以及从所述主控单元接收需要发送的数据，处理后发送到所述调制电路；所述调制电路与所述功率放大电路和PLC微控制器连接，用于将所述PLC微控制器发来的数据调制成载波信号，并发送至所述功率放大电路；所述功率放大电路与所述调制电路和所述电力线耦合电路连接，用于将所述载波信号功率放大后送至所述电力线耦合电路发送到所述电力线。优选地，所述红外通信电路包括红外发送模块、红外接收模块；所述红外接收模块与所述主控单元连接，用于接收遥控器发出的经调制的红外信号，解调成数字信号传送给主控单元解析处理；所述红外发送模块与所述主控单元连接，用于接收由主控单元输出的经调整的远红外信号，经红外驱动电路驱动后由红外发射管发送。本专利技术第二方面提供了一种用于非侵入式负载监控的可见光通信设备，包括电源电路、主控单元、PLC通信模块、红外通信电路，以及照明电路；所述电源电路与所述PLC通信模块分别与电力线连接；所述红外通信电路与所述主控单元连接，用于接收经调制的红外信号，并解调成数字信号发送给所述主控单元从而解析成控制命令，以及接收所述主控单元发送的控制命令，并转换为红外信号；所述PLC通信模块与所述电力线和所述主控单元连接，用于接收主控单元解析处理出的所述控制命令并通过电力线的载波信号发送，以及通过所述电力线接收载波信号，并解析为控制指令，发送给所述主控单元。优选地，所述红外通信电路包括红外发送模块、红外接收模块；所述红外接收模块与所述主控单元连接，用于接收遥控器发出的经调制的红外信号，解调成数字信号传送给主控单元解析处理；所述红外发送模块与所述主控单元连接，包括红外驱动电路和红外发射管；用于接收由主控单元输出的经调整的远红外信号，经红外驱动电路驱动后由红外发射管发送。优选地，所述照明电路以发光二极管(LED)作为光源。优选地，所述可见光通信设备为照明灯具。本专利技术第三方面提供了一种非侵入式负载监测设备，包括电能采样功能单元、识别与控制单元，以及PLC通信模块和电源；所述非侵入式负载监测设备与被监测的用电器连接在同一电力线；所述电能采样功能单元分别与所述电力线和所述识别与控制单元连接，用于对所述用电器的用电参数进行检测，并将检测到的用电参数发送到所述识别与控制单元；所述识别与控制单元分别与所述PLC通信模块和所述电能采样功能单元连接，用于接收用户对所述用电器的控制命令，以及接收所述电能采样功能单元发来的用电参数并识别所述用电器的用电特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电力载波通信(PLC)与红外线遥控的非侵入式负载监控系统，包括负载监测设备和可见光通信设备；/n所述可见光通信设备能够接收红外遥控器发射的控制命令，并与所述负载监测设备通过电力线连接，从而将所述控制命令通过电力载波信号发送给所述负载监测设备；/n所述负载监测设备通过电力线分别与所述可见光通信设备和被监控的用电器连接，从而读取所述控制命令并识别所述用电器的用电特征，将所述用电特征与特征模型进行对比，判断所述用电特征与所述用电器需要设定的工作状态是否一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电力载波通信(PLC)与红外线遥控的非侵入式负载监控系统，包括负载监测设备和可见光通信设备；
所述可见光通信设备能够接收红外遥控器发射的控制命令，并与所述负载监测设备通过电力线连接，从而将所述控制命令通过电力载波信号发送给所述负载监测设备；
所述负载监测设备通过电力线分别与所述可见光通信设备和被监控的用电器连接，从而读取所述控制命令并识别所述用电器的用电特征，将所述用电特征与特征模型进行对比，判断所述用电特征与所述用电器需要设定的工作状态是否一致。


2.根据权利要求1所述的非侵入式负载监控系统，其特征在于，当所述用电特征与所述用电器需要设定的工作状态不一致，所述负载监测设备通过电力载波信号将所述控制命令重新传输到所述可见光通信设备，以重新向用电器发送。


3.根据权利要求2所述的非侵入式负载监控系统，其特征在于，所述负载监测设备包括电能采样功能单元、识别与控制单元、第一PLC通信模块和电源；
所述电能采样功能单元分别与所述电力线和所述识别与控制单元连接，用于对所述用电器的用电参数进行检测，并将检测到的用电参数发送到所述识别与控制单元；
所述识别与控制单元分别与第一PLC通信模块和所述电能采样功能单元连接，用于接收所述可见光通信设备发来的控制命令，以及接收所述电能采样功能单元发来的用电参数并识别所述用电器的用电特征。


4.根据权利要求3所述的非侵入式负载监控系统，其特征在于，所述可见光通信设备包括电源电路、主控单元、第二PLC通信模块、红外通信电路，以及照明电路；
所述电源电路与所述第二PLC通信模块分别与所述电力线连接；
所述红外通信电路与所述主控单元连接，用于接收经调制的红外信号，并解调成数字信号发送给所述主控单元从而解析成控制命令，以及接收所述主控单元发送的控制命令，并转换为红外信号；
所述第二PLC通信模块与所述电力线和所述主控单元连接，用于接收主控单元解析处理出的所述控制命令并通过电力线的载波信号发送，以及通过所述电力线接收载波信号，并解析为控制指令，发送给所述主控单元。


5.根据权利要求4所述的非侵入式负载监控系统，其特征在于，所述第二PLC通信模块包括电力线耦合电路、滤波电路、解调电路、PLC微控制器、调制电路、功率放大电路；
所述电力线耦合电路与所述电力线和所述滤波电路、功率放大电路连接，用于将所述电力线上的载波信号耦合到所述滤波电路；
所述滤波电路与所述电力线耦合电路和解调电路连接，用于将所述载波信号滤波后送至所述解调电路；
所述解调电路与所述滤波电路和所述PLC微控制器连接，用于将所述载波信号解调出数字信号，并发送给所述PLC微控制器；
所述PLC微控制器与所述调制电路、解调电路连接及主控单元连接，用于将所述数字信号进行处理后送至所述主控单元，以及从所述主控单元接收需要发送的数据，处理后发送到所述调制电路；
所述调制电路与所述功率放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：段志轩，欧阳为，邹春，董宗宇，
申请(专利权)人：深圳行知聚能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44