基于物联网的能耗地图构建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于物联网的能耗地图构建方法及系统，属于物联网技术领域，要解决的技术问题为如何基于无线设备信号实现室内耗电设备的定位。包括如下步骤：将室内空间划分为多个三维的空间区块，将所述空间区块对应的信号特征矩阵和空间坐标作为信号指纹，基于所有空间区块对应的信号指纹构建信号基准库；对于室内空间内的每个耗能设备，基于所述耗能设备对应的信号特征和高度、从所述信号基准库中匹配对应的空间坐标作为耗能设备的位置坐标；通过配置于所述耗能设备上的电量计量模块采集所述耗能设备的电能数据；基于每个耗能设备的位置坐标以及电能数据构建能耗地图。位置坐标以及电能数据构建能耗地图。位置坐标以及电能数据构建能耗地图。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的能耗地图构建方法及系统


[0001]本专利技术涉及物联网
，具体地说是基于物联网的能耗地图构建方法及系统。

技术介绍

[0002]科学技术的发展推动着定位技术的不断进步，节能减排思想的进步与人们对高精度能耗监测及节能的需求紧密相连。如何快速监测一片地区耗能设备并把它们的能耗简单直观的表达出来是一个亟待解决的问题。目前能耗监测已经可以实现一栋楼或者一片地区的整体检测，但是对于想要更加精细化的能耗监测目前做的还不够完善，为此本专利技术提出一种基于物联网的能耗地图构建装置、方法及存储介质。在不增加成本的情况下实现室内定位与能耗监测的统一管理监测。室外定位技术一般都使用全球卫星导航系统，现有的广泛使用的定位系统大多是GNSS定位方法，在室内定位精度并不高。对于没有卫星导航信号的复杂室内场所，获取一些设备的位置相对复杂，目前的室内定位技术大多需要增加基站或者其他硬件设备来支持。
[0003]如何基于无线设备信号实现室内耗电设备的定位，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术任务是针对以上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的能耗地图构建方法，其特征在于，通过配置有多种物联网协议的物联网通信模块采集信号特征，基于信号特征对室内空间内的耗能设备进行定位，所述信号特征包括信号强度、信达状态信息和到达角，所述方法包括如下步骤：将室内空间划分为多个三维的空间区块，对于每个空间区块，通过物联网通信模块采集所述空间区块内每种信号的信号特征，基于所有信号的信号特征构建信号特征矩阵，将所述空间区块对应的信号特征矩阵作为信号指纹，基于所有空间区块空间坐标以及与其对应的信号指纹构建信号基准库；对于室内空间内的每个耗能设备，通过配置于所述耗能设备上的物联网通信采集所述耗能设备所处位置处每种信号的信号特征，通过配置于所述耗能设备上的气压计模块采集所述耗能设备的高度；对于室内空间内的每个耗能设备，基于所述耗能设备对应的信号特征和高度、从所述信号基准库中匹配与相关性最为接近的三维空间区块，并以所述三维空间区块对应的空间坐标作为所述耗能设备的位置坐标；对于确定位置坐标的耗能设备，通过配置于所述耗能设备上的电量计量模块采集所述耗能设备的电能数据；对于室内空间内的所有耗能设备，基于每个耗能设备的位置坐标以及电能数据构建能耗地图，所述能耗地图用于以地图的形式展示室内空间中每个耗能设备的位置坐标以及电能数据。2.根据权利要求1所述的基于物联网的能耗地图构建方法，其特征在于，所述物联网协议包括WIFI、BLE、ZigBee以及LoRa。3.根据权利要求1所述的基于物联网的能耗地图构建方法，其特征在于，对于每个空间区块，通过物联网通信模块采集所述空间区块内每种信号的信号特征，包括如下步骤：对于所述空间区块，将所述空间区块划分为多个符合预定精度阈值的三维小块，沿着直线在三维小块之间匀速移动，每移动到一个标注所述三维小块的空间坐标(x
i
,y
i
,z
i
)，移动时通过物联网通信设备采集的所述三维小块内每种信号的信号特征；对于所述空间区块内的每种信号，通过正态分布拟合法对所述信号的信号特征进行数处理，并对信号特征进行数据预处理，去除信号强度、信道状态信息以及到达角中的异常值，得到处理后信号特征；对于所述空间区块内的每种信号，基于处理后信号特征，选取所述空间区块中心处空间坐标作为所述空间区块的三维坐标，并选取中心处对应的处理后信号特征作为所述空间区块的信号特征；对于所述空间区块，基于所述空间区块内所有信号的信号特征构建信号特征矩阵B。4.根据权利要求1所述的基于物联网的能耗地图构建方法，其特征在于，对于室内空间内的每个耗能设备，基于所述耗能设备对应的信号特征和高度从所述信号基准库中匹配对应的空间坐标作为所述耗能设备的位置坐标，包括如下步骤：对于每个耗能设备，基于所述耗能设备的信号强度、信道状态信息以及达到角，构建信号基准库，并将每一个空间块数据作为目标聚类；对于每个耗能设备，基于耗能设备的信号强度以及高度，通过最近邻算法从目标聚类中选取与所述耗能设备匹配的信号指纹作为目标信号指纹，将所述目标信号指纹对应的空
间坐标作为所述耗能设备的位置坐标。5.根据权利要求4所述的基于物联网的能耗地图构建方法，其特征在于，基于所述耗能设备的信号强度、通过K均值聚类算法选取与所述耗能设备的信号指纹匹配的聚类，包括如下步骤：L1、设定聚类数据K；L2、将信号基准库中所有信号指纹对应的信号强度、信道状态信息以及到达角作为样本集，从初样本集中选取K个样本作为聚类中心；L3、对于信号基准库中每个信号，基于信号强度将信号基准库中每个信号指纹聚类到其与距离最近聚类中心对应的聚类；L4、计算每个聚类的均值；L5、将耗能设备的信号强度、信道状态信息以及到达角作为新样本更新样本集，对于更新后的样本集，以聚类的均值是否变小为依据，循环执行步骤L1
‑
L4，直至聚类的均值不再变小，确定耗能设备对应的聚类。6.一种基于物联网的能耗地图构建系统，其特征在于，用于执行如权利要求1
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5任一项所述的一种基于物联网的能耗地图构建方法，所述系统包括：设备检测终端，每个耗能设备上配置有所述设备检测终端，所述设备检测终端包括处理模块以及与处理模块电连接的物联网通信模块、电源模块、气压计模块以及电量计量模块，所述物联网通信模块配置有多种物联网协议、用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳，朱翔宇，金长新，胡雷钧，
申请(专利权)人：山东浪潮科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：