家电工作状态监测系统及监测方法.pdf

本发明涉及一种家电工作状态监测系统及监测方法。其中，家电工作状态监测系统，包括电力计量器和位于云端的存储器和能源分析模块。电力计量器与多个被监测的家电连接，用于采集多个家电的电波形；存储器用于存储多个被监测的家电的开机及关机时的电波形；能源分析模块，用于比较波形采集模块采集的电波形与存储器中存储的电波形，从而判断每个家电的工作状态。采用本发明的家电工作状态监测系统及监测方法，可以通过分析电波形获知各被监测家电的工作状态。

1.  一种家电工作状态监测系统，其特征在于，包括电力计量器和位 于云端的存储器和能源分析模块，其中：
电力计量器与多个被监测的家电连接，用于采集多个所述家电的电波 形；
存储器，用于存储多个被监测的家电的开机及关机时的电波形；
以及，
能源分析模块，用于比较所述波形采集模块采集的电波形与所述存储 器中存储的电波形，从而判断每个所述家电的工作状态。

2.  根据权利要求1所述的家电工作状态监测系统，其特征在于：
所述电力计量器将采集到的电波形通过网络传输至所述能源分析模 块。

3.  根据权利要求1或2所述的家电工作状态监测系统，其特征在于：
所述能源分析模块包括叠加组合模块、比较模块和拆分模块；
所述叠加组合模块用于将所述存储器中存储的一个或多个被监测的 家电的电波形进行叠加组合形成多个组合电波形；
所述比较模块用于比较所述电力计量器采集的电波形与所述组合电 波形，并将匹配成功的波形发送至所述拆分模块；
所述拆分模块将所述匹配成功的波形进行拆分，并得到代表每个所述 被监测的家电的工作状态的电波形。

4.  根据权利要求1或2所述的家电工作状态监测系统，其特征在于， 还包括便携终端；
所述便携终端用于通过无线网络访问所述能源分析模块以获取每个 所述被监测的家电的工作状态。

5.  根据权利要求4所述的家电工作状态监测系统，其特征在于：
所述便携终端包括用于显示所述被监测的家电的工作状态的显示屏。

6.  根据权利要求5所述的家电工作状态监测系统，其特征在于，还 包括位于云端的报警模块；
所述报警模块用于在所述比较模块未成功匹配所述电力计量器采集 的电波形与所述组合波形时，发出报警信号。

7.  一种家电工作状态监测方法，其特征在于，包括：
采集多个家电的电波形；
存储多个被监测的家电的开机及关机时的电波形；
比较采集的电波形与存储的电波形，从而判断每个所述家电的工作状 态。

8.  根据权利要求7所述的家电工作状态监测方法，其特征在于，所 述“比较采集的电波形与存储的电波形，从而判断每个所述家电的工作状 态”包括：
将存储的一个或多个被监测的家电的电波形进行叠加组合形成多个 组合电波形；
比较采集的电波形与所述组合电波形；
将所述匹配成功的电波形进行拆分，并得到代表每个所述被监测的家 电的工作状态的电波形。

9.  根据权利要求7或8所述的家电工作状态监测方法，其特征在于， 还包括：
通过无线网络获取每个被监测的家电的工作状态。

10.  根据权利要求8所述的家电工作状态监测方法，其特征在于，还 包括：
当所述采集的电波形与所述组合电波形未能成功匹配时，发出报警信 号。

家电工作状态监测系统及监测方法
技术领域
本发明涉及一种家电工作状态监测技术，特别是一种家电工作状态监 测系统及监测方法。
背景技术
随着网络技术的发展，许多家电现在都已经能够进行远程控制，例如， 用户可以在远程利用便携设备操作家里的各家电开启或关闭。
因此，在远程对家电的工作状态进行监测，逐渐成为了物联网必要且 重要的一项任务。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方 面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它 并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范 围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详 细描述的前序。
每个家电在开动和停止时都会对电网有一定的冲击，反应到电力计量 器就是电流及其它参数的变化（其它参数例如可以为电压、频率、功率因 数、有效功率、视在功率、瞬时千瓦时以及瞬时无功电能等）。本发明的 一个主要目的在于利用家电开动和停止时会对电网造成冲击这一特点，根 据测得的电波形，来判断家电当前的工作状态。
根据本发明的一方面，一种家电工作状态监测系统，包括电力计量器 和位于云端的存储器和能源分析模块，其中：
电力计量器与多个被监测的家电分别连接，用于采集多个所述家电的 电波形；
存储器，用于存储多个被监测的家电的开机及关机时的电波形；
以及，
能源分析模块，用于比较所述波形采集模块采集的电波形与所述存储 器中存储的电波形，从而判断每个所述家电的工作状态。
根据本发明的第二方面，一种家电工作状态监测方法，包括：
采集多个家电的电波形；
存储多个被监测的家电的开机及关机时的电波形；
以及，
比较采集的电波形与存储的电波形，从而判断每个所述家电的工作状 态。
采用本发明的家电工作状态监测系统及监测方法，可以通过分析电波 形获知各被监测家电的工作状态。
附图说明
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明 的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原 理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图 标记来表示。
图1为本发明的家电工作状态监测系统的一种实施方式的结构图；
图2为本发明的家电工作状态监测方法的一种实施方式的流程图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实 施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中 示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省 略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描 述。
参见图1所示，为图1为本发明的家电工作状态监测系统的一种实施 方式的结构图。
在本实施方式中，家电工作状态监测系统包括电力计量器10和位于 云端的存储器30和能源分析模块20。其中，电力计量器10与多个被监 测的家电40连接，用于采集多个家电的电波形，例如，电力计量器10 可以位于主电力线上，并与电表串联，通过电表间接采集多个被监测的家 电的电波形，例如采集每个被监测的家电的电压波形。存储器30用于存 储多个被监测的家电的开机及关机时的电波形。能源分析模块20用于比 较波形采集模块20采集的电波形与存储器30中存储的电波形，从而判断 每个家电的工作状态。
例如，被监测的家电为空调和洗衣机，而空调开机和关机时的电压波 形分别为幅值相同、相位相反的方波脉冲，而洗衣机开机和关机时的电压 波形分别为幅值相同、相位相反的三角波脉冲。那么，存储器30中存储 有该四个脉冲，并且分别对应空调开、空调关、洗衣机开和洗衣机关。
如果当前电力计量器10采集到一个正的方波脉冲，电力计量器10 将采集到的该波形发送至云端的能源分析模块20，例如，电力计量器10 可以通过有线或者无线网络将该波形发送至云端的能源分析模块20。能 源分析模块20通过比对电力计量器10采集到的波形和存储器30中存储 的波形，可以判断出，当前空调的工作状态为开机状态，而当前洗衣机的 工作状态为关机状态。
然而，在实际使用过程中，多个家电有可能同时开机或关机，也即是 说，电力计量器10采集到的电波形并不对应于某一个家电，而是几个家 电的电波形的叠加组合。
因此，作为一种优选方案，能源分析模块20可以进一步的包括叠加 组合模块、比较模块和拆分模块。叠加组合模块用于将存储器30中存储 的一个或多个被监测的家电的电波形进行叠加组合形成多个组合电波形。 比较模块用于比较电力计量器采集的电波形与组合电波形，并将匹配成功 的波形发送至拆分模块。拆分模块将匹配成功的波形进行拆分，并得到代 表每个被监测的家电的工作状态的电波形。
例如，家电工作状态监测系统需要对一台空调和一台洗衣机进行监 测。假设空调开和空调关的电压波形分别为波形1和波形2，洗衣机开和 洗衣机关的波形分别为波形3和波形4。那么，存储器30中存储了以上 1-4种波形。而叠加组合模块将1-4种波形中的一个或多个进行叠加组合。 也就是说，叠加组合模块可以叠加波形1、波形3（对应空调开的同时洗 衣机开）形成第一组合波形，叠加波形1、波形4（对应空调开的同时洗 衣机关）形成第二组合波形，叠加波形2、波形3（对应空调关的同时洗 衣机开）形成第三组合波形，以及叠加波形2和波形4（对应空调关的同 时洗衣机关）形成第四组合波形，叠加组合模块中还存储有波形1、波形 2、波形3和波形4。
比较模块比较电力计量器10采集到的电波形与叠加组合模块中生成 的四种组合波形。假设电力计量器10采集到的电波形与第二组合波形相 匹配，那么，比较模块将第二组合波形发送至拆分模块。
拆分模块的功能可以视为叠加组合模块的逆向。例如，拆分模块可以 参照叠加组合模块的叠加过程进行反演，从而将第二组合波形拆分为波形 1和波形4。
由于波形1对应空调开，波形4对应洗衣机关，因此当前空调和洗衣 机的工作状态分别为开和关。
优选的，家电工作状态监测系统还可以包括便携终端。便携终端可通 过无线网络访问能源分析模块20，以获取每个被监测的家电的工作状态。
便携终端可包括用于显示被监测的家电的工作状态的显示屏。
例如，便携终端可以是手机、平板电脑等。
作为一种优选方案，家电工作状态监测系统还可以包括位于云端的报 警模块（图中未示出）。
报警模块用于在比较模块未成功匹配电力计量器采集的电波形与组 合波形时，发出报警信号。
如果比较模块匹配电力计量器采集的电波形与组合波形未成功，代表 此时电力计量器采集信号有误，这说明此时有可能存在处于故障状态的家 电，或者电力计量器本身出现了故障。报警模块可以在此时通过发出报警 信号来提示使用者检查家电和/或电力计量器，查找故障点。
在一种实施方式中，报警模块发出的报警信号可以通过无线网络发送 至使用者使用的便携终端中。
参见图2所示，为本发明的家电工作状态监测方法的一种实施方式的 流程图。
在本实施方式中，家电工作状态监测方法包括：
S10:采集多个家电的电波形；
S20:存储多个被监测的家电的开机及关机时的电波形；
S30:比较采集的电波形与存储的电波形，从而判断每个家电的工作状 态。
优选地，步骤S30可以具体包括：
S31:将存储的一个或多个被监测的家电的电波形进行叠加组合形成 多个组合电波形；
S32:比较采集的电波形与所述组合电波形；
S33:将匹配成功的电波形进行拆分，并得到代表每个被监测的家电的 工作状态的电波形。
作为一种实施方式，家电工作状态监测方法还可以包括：
S40:通过无线网络获取每个被监测的家电的工作状态。
作为一种实施方式，家电工作状态监测方法还可以包括：
S50:当采集的电波形与组合电波形未能成功匹配时，发出报警信号。
采用本发明的家电工作状态监测系统及监测方法，可以通过分析电波 形获知各被监测家电的工作状态。
上面对本发明的一些实施方式进行了详细的描述。如本领域的普通技 术人员所能理解的，本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件， 可以在任何计算设备（包括处理器、存储介质等）或者计算设备的网络中， 以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员 在了解本发明的内容的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的，因此 不需在此具体说明。
在本发明的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合 和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方 案。还需要指出的是，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺 序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以 并行或彼此独立地执行。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针 对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或 更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其 它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或 组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存 在或附加。
虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附 的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替 代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手 段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开 内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本 相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过 程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范 围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。