[实用新型]基于物联网的智能家居监测控制系统

说明书

本实用新型公开了一种基于物联网的智能家居监测控制系统，本实用新型包括包括两个CPU模块电路、四个电流互感器、网卡模块电路、十个继电器、线温传感器、485通信电路、ZigBee通信电路和PM2.5模块；本实用新型能够综合采集室内用电器类型、电弧故障等用电信息和线温、PM2.5、噪声等环境信息，实时监控室内安全状况并进行报警或自动作出应急处理。使用户在任何地方，只要有网络，就可以通过电脑浏览器或者手机APP实时查看室内的用电器信息、环境信息及故障电弧信息，并且可通过网页或手机APP对线路的通断实施控制，从而及时的控制火灾的发生。

技术领域

本实用新型属于电子通信领域，具体涉及一种基于物联网的智能家居监测控制系统。

背景技术

智能家居作为一个新生产业，处于一个导入期与成长期的临界点，市场消费观念还未形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。正因为如此，国内优秀的智能家居生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。现阶段的智能家居存在的一个较为明显的缺陷是仅仅实现了对于家用电器的控制，而未关注到家用电器在日常生活中可能存在的隐患。近年来，随着全球气候的变暖，人们安装空调等大功率用电器的数量也在逐年增加，据统计，从1999年至2002年我国空调市场增长率均在30％以上，2015年1-9月我国家用空调产量同比增长0.95％。据统计，2016年全国电气类火灾发生31.2万余起，其中起火原因为电气的占30％，起火场所为住宅，宿舍等室内场所的占比近40％。因此，对于用电器行为的检测成为了人们热议的话题。如将用电安全监测控制集成至现有的智能家居方案中，对于人们日常生活的保障又提升了一个等级。

目前对于用电行为的监测还处于大多数智能家居产品的薄弱点，针对用电行为的研究，主要有小波分析，功率识别等几种方法，小波分析对于硬件的要求比较高，且其算法复杂度也较高。功率识别方法虽然对硬件要求比较低，算法也较为简单，但其识别的精度较低。针对由于用电器故障电弧所引发的火灾，其本质就是由于产生了故障电弧，而对于故障电弧的监测，利用弧光谱对电弧进行检测，但其对光线要求较高，受光线影响较大，其次，使用数学模型的方法，这种方法只适用于理论分析，运算复杂度较高，且使用时间较长，不利于降低事故发生几率。因此，社会和市场对一种性能好、安全性高的带有用电行为监控的智能家居产品的要求也越来越高。

发明内容

本实用新型针对现有产品和技术的不足，设计了一种基于物联网的智能家居监测控制系统，包括用电器用电行为监测、环境监测、智能家居家用电器的控制以及家用线路的故障电弧监测功能。本实用新型采用如下技术方案实现实用新型目的：

(1)智能家居控制技术

本实用新型能够实现多种家电的控制及监测技术，通过对ZigBee模块以及485模块的使用，拓展了家用控制面板的功能。减少了对传统智能家居依靠布线的方案实现控制家用电器的依赖。

(2)用电器智能识别技术

本实用新型基于负载线路上电流参数的快速傅里叶变化得出的值作为用电器识别的参数。本实用新型的识别功能除使用快速傅里叶变化作为参考值之外，用电器的功率及类型也作为识别的参考数据。分为三步进行识别，第一步将差分出的用电器电流波形进行快速傅里叶运算，得出匹配因子；第二步找出匹配库中匹配因子相同的用电器相关数据；第三步将所筛选出来的用电器数据，通过功率的进一步筛选，并得出识别结果。

(3)电弧检测技术

本实用新型的电弧检测方式采用电弧特征中的“平肩带”进行检测，在室内线路中，线路所引发的电弧均具有该特征，检测方法为将三相电上每条线路上一个周期所采集到的电流数据进行算法分析，计算结果在一定范围内的电流波形均为故障电弧波形，加之通过大量实验验证的故障电弧在一个周期内最少产生的个数，可将线路上的故障电弧的检测准确度大幅度提高。

(4)环境监测技术