[发明专利]一种基于模式识别的家用电器智能集总检测系统及其工作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于模式识别的家用电器智能集总检测系统及其工作方法，属于模式识 别技术应用的技术领域。

背景技术：

随着科学技术的迅猛发展，家用电器的种类和功能越来越多，家用电器正极大地改变着 现代人的生活。毫无疑问，家电对家庭生活的重要性越来越高，而技术复杂度也变得越来越 高，造成普通消费者对家电的技术原理了解越来越少，由此对不同种类的家用电器运行状态 的监控、分析以及故障诊断预测变得越来越重要。

现有技术中，市电经过用户进线开关进入，并连接n个家用电器(DQ₁～DQ_n)，主流的家用 电器监控系统(如图1所示)通过在每个家用电器都内嵌或外置一个监控模块(PM₁～PM_n)， 监控模块负责对应家用电器的监控，并通过物联网将对应家用电器的运行状态上传到高级处 理单元CM，由CM进行数据存储与进一步数据分析。

这种通过给每一个家用电器配置一个监控模块，并通过物联网组成的分布式家电智能监 控系统可靠性差、结构复杂；目前这种系统中各家电大多无内置监控模块(即使有，通讯协 议也往往互不兼容)，且生产厂家提供的内置监控模块提供的数据往往标准、格式不统一，准 确性也无法保证，难以让人信服；如果统一外置监控模块会显著增加系统成本，尤其在每个 低成本、低功耗的小家用电器上配置一个监控模块，显然也是不现实和不科学的。

对分布式家电智能监控系统更详细论述见硕士论文《智能家居控制系统的设计与实现》 (唐荣霞山东大学2009)。

模式识别(英语：PatternRecognition)，是通过计算机用数学技术方法来研究模式的 自动处理和判读。我们把环境与客体统称为“模式”。模式识别是人类的一项基本智能，在日 常生活中，人们经常在进行“模式识别”。随着计算机的出现以及人工智能的兴起，人们当然 也希望能用计算机来代替或扩展人类的部分脑力劳动。(计算机)模式识别在20世纪60年代初 迅速发展并成为一门新学科。模式识别是指对表征事物或现象的各种形式的(数值的、文字的 和逻辑关系的)信息进行处理和分析，以对事物或现象进行描述、辨认、分类和解释的过程， 是信息科学和人工智能的重要组成部分。

边沿检测和时域分析技术是数字信号处理技术的重要分支。

时域分析是指控制系统在一定的输入下，根据输出量的时域表达式，分析系统的稳定性、 瞬态和稳态性能。由于时域分析是直接在时间域中对系统进行分析的方法，所以时域分析具 有直观和准确的优点。

测试信号的频域分析是把信号的幅值、相位或能量变换以频率坐标轴表示，进而分析其 频率特性的一种分析方法，又称为频谱分析。对信号进行频谱分析可以获得更多有用信息， 如求得动态信号中的各个频率成分和频率分布范围，求出各个频率成分的幅值分布和能量分 布，从而得到主要幅度和能量分布的频率值。

中国专利CN100495918公开了一种同步信号检测装置，该装置根据从所述脉冲信号检测单 元所输出的信号选择性输出所述边沿检测单元产生的脉冲信号或所述时钟发生器产生的内部 时钟信号。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于模式识别的家用电器智能集总检测系统。

本发明还提供一种上述家用电器智能集总检测系统的工作方法。

发明概述：

本发明所述基于模式识别的家用电器智能集总检测系统通过对家庭用户进线电压/电流 进行采样、计算和分析，实现对不同种类家用电器集总智能识别、运行状态分析及故障诊断 与预测。该系统通过对进户线电流和电压进行采样，并通过计算采样信号的有效值、有功/ 无功功率、功率因数、谐波等电量信息，以及电器启动、停止等事件信息，然后采用模式识 别算法智能识别用户在用电器的类别/型号、数量、功率、及运行状态、运行规律等参数，并 预估设备存在的潜在风险与故障。

本发明的技术方案如下：