CN106642727A - 一种电热水器预加热方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电热水器预加热方法及装置，所述电热水器预加热方法包括：步骤1，对电热水器的历史使用状态数据进行统计分析，得到分时段的热水使用状态数据；步骤2，对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析，确定所述电热水器的主要热水使用时段；步骤3，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。本发明提供的电热水器预加热方法及装置基于聚类器对电热水器用户的热水使用时段进行分析，识别其主要热水用水时段，并结合用户前期的设置温度确定预加热的时间及温度而进行加热命令下发，从而为用户及时用水预加热，提升用户体验，并达到节能效果。

Description

一种电热水器预加热方法及装置

技术领域

本发明涉及家电控制技术领域，尤其涉及一种电热水器预加热方法及装置。

背景技术

电热水器属于常用家电的一种，具有寿命较长、高效节能、安全、环保等优点，还可隐藏在壁柜中、阳台上，不外露、不占地；其不足之处是使用前需预热，不仅影响用户使用效率，而且若预加热时间过长会导致能源的浪费，还会影响电热水器的使用寿命。因此，在电热水器中植入预加热模式是提高用户体验和节约能源的重要手段。

现在采用的预加热方式需要记录使用者在很长一段时间内的多次用水习惯，形成具有使用者洗澡时多次用水的取样空间，并根据取样空间内的数据进行统计分析。这种方式获得的取样空间内的数据有限，当记录数据有误时，取样空间内的数据就不能完全体现用户使用习惯，而且数据的实时性有待提高，需要人工确定主要用水时间的判断逻辑(指标)。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的电热水器预加热方法及装置。具体地，本发明提供能够自动识别电热水器用户主要用水时段、并提前开启加热的方法及装置。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种电热水器预加热方法，包括：步骤1，对电热水器的历史使用状态数据进行统计分析，得到分时段的热水使用状态数据，所述分时段的热水使用状态数据包括分时段的热水用水量，或者包括分时段的热水用水量和分时段的热水用水与否计数值，或者包括分时段的热水用水量、分时段的热水用水与否计数值和日均热水使用时段数；

步骤2，对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析，确定所述电热水器的主要热水使用时段；

步骤3，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

其中，所述步骤1中还包括：根据所述电热水器的历史使用状态数据判断所述电热水器是否为每日使用热水设备；

所述步骤3中，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发生加热命令包括：针对每日使用热水设备，每日在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

其中，所述方法还包括：针对非每日使用热水设备，根据所述电热水器的历史使用状态数据分析用水周期和初始用水日，根据所述用水周期和初始用水日判断当前日期是用水日时，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

其中，所述步骤3具体包括：判断所述主要热水使用时段的前一个时段没有热水使用记录时，才在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述热水器发送加热命令。

其中，所述步骤2中，对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析包括使用聚类器对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析；所述聚类器为自组织竞争型神经网络；

使用自组织竞争型神经网络进行聚类分析的收敛条件为以下条件中的至少一个：本次迭代结果和上次迭代结果的聚类中心的误差小于预设误差容忍值，达到预设的迭代次数，自组织竞争型神经网络的轮廓系数大于预设值。

其中，所述时段热水用水数据中时段的时长为X分钟，其中X为能整除1440的整数。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种电热水器预加热装置，应用于控制终端，包括：

统计模块，用于对电热水器的历史使用状态数据进行统计分析，得出分时段的热水使用状态数据，所述分时段的热水使用状态数据包括分时段的热水用水量，或者包括分时段的热水用水量和分时段的热水用水与否计数值，或者包括分时段的热水用水量、分时段的热水用水与否计数值和日均热水使用时段数；

聚类器，用于对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析，确定所述电热水器的主要热水使用时段；

控制模块，用于在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

其中，所述统计模块，还用于根据所述电热水器的历史使用状态数据判断所述电热水器是否为每日使用热水设备；

所述控制模块还用于，针对每日使用热水设备，每日在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

其中，针对非每日使用热水设备：

所述统计模块，还用于根据所述电热水器的历史使用状态数据分析用水周期和初始用水日；

所述控制模块，还用于根据所述用水周期和初始用水日判断当前日期是用水日时，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

其中，所述控制模块，还用于判断所述主要热水使用时段的前一个时段没有热水使用记录时，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述热水器发送加热命令。

本发明提供的电热水器预加热方法及装置基于聚类器对电热水器用户的热水使用时段进行分析，识别其主要热水用水时段，并结合用户前期的设置温度确定预加热的时间及温度而进行加热命令下发，从而为用户及时用水预加热，提升用户体验，并达到节能效果。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的电热水器预加热方法的流程图；

图2示例性地示出了本发明的电热水器预加热装置的模块示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明对一定时期内电热水器的每日热水使用状态数据进行统计，生成每日热水使用状态数据记录表，判断该电热水器是否每日使用热水，并转化为时段热水用水数据；通过聚类器对时段热水用水数据进行聚类分析得出主要热水使用时段；结合用户的前期设置温度，确定预加热时间，依据主要热水使用时段控制电热水器进行预加热。

下面结合附图，对根据本发明所提供的电热水器预加热方法进行详细说明。

图1示出了本发明的电热水器预加热方法的一种实施例的流程示意图，参照图1所示，该电热水器预加热方法包括：

步骤1，对电热水器的历史使用状态数据进行统计分析，得出分时段的热水使用状态数据；例如，可以选择电热水器连续25天或30天的热水使用状态数据进行统计分析；该分时段的热水使用状态数据包括分时段的热水用水量，或者包括分时段的热水用水量和分时段的热水用水与否计数值，或者包括分时段的热水用水量、分时段的热水用水与否计数值和日均热水使用时段数；

步骤2，对上述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析，确定该电热水器的主要热水使用时段；

步骤3，在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向电热水器发送加热命令。例如，可以根据用户的设置的加热目标温度设定该预定时长为15分钟～35分钟。

上述描述中，分时段的热水用水量是指在所述预设时长内，每个一定时长的时间段内的热水用水量；分时段的热水用水与否计数值是指在所述预设时长内，每个一定时长的时间段内是否用过热水的次数计数值；日均热水使用时段数是指在所述预设时长内，每日平均使用过热水的一定时长的时间段的数量。

具体地，步骤1还包括：根据电热水器的历史使用状态数据判断电热水器是否为每日使用热水设备，然后针对每日使用热水设备和非每日使用热水设备分情况进行预加热控制。例如，在步骤3中，在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向电热水器发生加热命令包括：针对每日使用热水设备，每日在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向电热水器发送加热命令。

在一个具体的实施例中：针对非每日使用热水设备，根据电热水器的历史使用状态数据分析用水周期和初始用水日，根据用水周期和初始用水日判断当前日期是否为用水日，再视情况不同而进行控制。在根据用水周期和初始用水日判断当前日期是用水日时，在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向电热水器发送加热命令；而当判断当前日期不是用水日时，可以对当前日期现有热水使用记录进行判断，当判断在当前日期的先于主要热水使用时段的时段有热水使用记录时，则可以在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向电热水器发送加热命令。

另外，在本发明提供的电热水器预加热方法中，其步骤3具体包括：判断在主要热水使用时段的前一个时段没有热水使用记录时，才在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向热水器发送加热命令。即，判断得知在主要热水使用时段的前一个时段有热水使用记录时，说明在前一时段对热水进行过加热操作，因此，此时段可以不再进行预加热，故不需再发送加热命令。

在步骤2中，对分时段的热水使用状态数据进行聚类分析包括使用聚类器对该分时段的热水使用状态数据进行聚类分析。在一个典型的实施例中，聚类器选择为自组织竞争型神经网络，例如，可以选用Kohonen神经网络进行数据聚类分析。具体地，在步骤2中，使用自组织竞争型神经网络进行聚类分析的收敛条件为以下条件中的至少一个：本次迭代结果和上次迭代结果的聚类中心的误差小于预设误差容忍值，达到预设的迭代次数，自组织竞争型神经网络的轮廓系数大于预设值。

需要指出的是，本发明的电热水器预加热方法中，时段热水用水数据中时段的时长为X分钟，其中，X为能整除1440的整数。例如，X可以设置为30、45、60或120等。

在实施例中利用Hadoop框架下的分布式文件系统对电热水器的每日热水使用状态数据进行统计，生成每日热水使用状态数据记录表，并转化为时段用水数据，通过Kohonen网络聚类算法进行聚类分析得出主要热水使用时段；结合用户的前期设置温度，确定预加热时间，依据主要热水使用时段控制电热水器进行预加热

具体实施例

分时段的热水使用状态数据中的时段的时长设定为60分钟，即1小时，则每天分为24时段。若选取一台电热水器25天的热水使用状态数据作为样本，经过统计，不仅可以判断该电热水器是否为每日使用热水设备，还能够得出：分时段的热水用水量包括每个时段的热水用水量，为24个数据；分时段的热水用水与否计数值包括每个时段内使用热水次数的计数值，为24个数据；日均热水使用时段数为25天内平均每天使用过热水的时段的数量，为1个数据。若分时段的热水使用状态数据包括分时段的热水用水量、分时段的热水用水与否计数值和日均热水使用时段数，则该分时段的热水使用状态数据的向量维数为三者之和，即49维向量。

该49维时段热水使用数据作为Kohonen神经网络的输入样本，对该台电热水器的热水用水时段进行聚类迭代分析，当本次迭代结果和上次迭代结果的聚类中心的误差小于预设误差容忍值、或者达到预设的迭代次数(例如25次)、或者自组织竞争型神经网络的轮廓系数大于预设值(例如0.85)，迭代结束，得出本台电热水器的主要热水用水时段，例如主要热水用水时段为21点至22点的时段。

若经统计判断出该电热水器为每日使用热水设备：判断当前日期的先于主要热水用水时段的时段没有热水使用记录时，在每天先于21点之前的30分钟的时间点(即20点30分时)向电热水器发送加热命令；若该先于21点至22点的一个时段即20点至21点内有热水使用记录，则本次不发送加热命令。

若经统计判断出该电热水器不是每日使用热水设备，则针对其在此25天内的热水使用状态数据统计分析出其用水周期和初始用水日，然后判断当前日期是否为用水周期内的用水日：若是用水日，则与每日使用热水设备的预加热方法相同，在先于21点之前的30分钟的时间点(即20点30分时)向电热水器发送加热命令；若不是用水日，则根据当前日期的热水使用状态数据判断当前日期的21点至22点的时段之前的时段(即当前日期的21点之前的所有时段内)是否有热水使用记录，若无记录则不发送加热命令，若有热水使用记录，则在先于21点之前的30分钟的时间点向电热水器发送加热命令。

相适应于上述电热水器预加热方法，本发明还提供了一种电热水器预加热装置，应用于控制终端。图2示出了该电热水器预加热装置的模块示意图，参照图2所示，该电热水器预加热装置主要包括：

统计模块，用于根据电热水器在预设时长内的热水使用状态数据统计时段热水用水数据，该时段热水用水数据包括时段热水用水量，或者包括时段热水用水量和时段热水用水与否计数值，或者包括时段热水用水量、时段热水用水与否计数值和日均热水使用时段数；

聚类器，用于对分时段的热水使用状态数据进行聚类分析，确定电热水器的主要热水使用时段；

控制模块，用于在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向电热水器发送加热命令。

其中，预设时长可以是7天、10天、20天、30天等，而预定时长可以根据用户需要加热的目标温度而设定，例如，可以设置为10～40分钟。

另外，统计模块还用于根据电热水器的历史使用状态数据判断该电热水器是否为每日使用热水设备。针对每日使用热水设备，控制模块还用于每日在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向电热水器发送加热命令。

而针对非每日使用热水设备，统计模块还可以用于针对非每日使用热水设备根据电热水器的历史使用状态数据分析用水周期和初始用水日；控制模块则用于根据用水周期和初始用水日判断当前日期是否为用手日，判断当前日期是用水日时，在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向电热水器发送加热命令；若判断结果为当前日期不是用水日，则控制模块判断当前日期在先于主要热水使用时段之前的某几个时段内是否有用水记录，当判断结果为是时，在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向热水器发送加热命令。

在本发明的电热水器预加热装置中，针对每日用水设备，其控制模块还用于判断主要热水使用时段的前一个时段没有热水使用记录时，在先于主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向热水器发送加热命令。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电热水器预加热方法，其特征在于，包括：

步骤1，对电热水器的历史使用状态数据进行统计分析，得到分时段的热水使用状态数据，所述分时段的热水使用状态数据包括分时段的热水用水量，或者包括分时段的热水用水量和分时段的热水用水与否计数值，或者包括分时段的热水用水量、分时段的热水用水与否计数值和日均热水使用时段数；

步骤2，对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析，确定所述电热水器的主要热水使用时段；

步骤3，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

2.如权利要求1所述的电热水器预加热方法，其特征在于，

所述步骤1中还包括：根据所述电热水器的历史使用状态数据判断所述电热水器是否为每日使用热水设备；

所述步骤3中，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发生加热命令包括：针对每日使用热水设备，每日在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

3.如权利要求2所述的电热水器预加热方法，其特征在于，

所述方法还包括：针对非每日使用热水设备，根据所述电热水器的历史使用状态数据分析用水周期和初始用水日，根据所述用水周期和初始用水日判断当前日期是用水日时，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

4.如权利要求1所述的电热水器预加热方法，其特征在于，

所述步骤3具体包括：判断所述主要热水使用时段的前一个时段没有热水使用记录时，才在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述热水器发送加热命令。

5.如权利要求1所述的电热水器预加热方法，其特征在于，

所述步骤2中，对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析包括使用聚类器对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析；

所述聚类器为自组织竞争型神经网络；

使用自组织竞争型神经网络进行聚类分析的收敛条件为以下条件中的至少一个：本次迭代结果和上次迭代结果的聚类中心的误差小于预设误差容忍值，达到预设的迭代次数，自组织竞争型神经网络的轮廓系数大于预设值。

6.如权利要求1所述的电热水器预加热方法，其特征在于，

所述时段热水用水数据中时段的时长为X分钟，其中X为能整除1440的整数。

7.一种电热水器预加热装置，应用于控制终端，其特征在于，包括：

统计模块，用于对电热水器的历史使用状态数据进行统计分析，得出分时段的热水使用状态数据，所述分时段的热水使用状态数据包括分时段的热水用水量，或者包括分时段的热水用水量和分时段的热水用水与否计数值，或者包括分时段的热水用水量、分时段的热水用水与否计数值和日均热水使用时段数；

聚类器，用于对所述分时段的热水使用状态数据进行聚类分析，确定所述电热水器的主要热水使用时段；

控制模块，用于在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

8.如权利要求7所述的电热水器预加热装置，其特征在于，

所述统计模块，还用于根据所述电热水器的历史使用状态数据判断所述电热水器是否为每日使用热水设备；

所述控制模块还用于，针对每日使用热水设备，每日在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

9.如权利要求8所述的电热水器预加热装置，其特征在于，针对非每日使用热水设备：

所述统计模块，还用于根据所述电热水器的历史使用状态数据分析用水周期和初始用水日；

所述控制模块，还用于根据所述用水周期和初始用水日判断当前日期是用水日时，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述电热水器发送加热命令。

10.如权利要求7所述的电热水器预加热装置，其特征在于，

所述控制模块，还用于判断所述主要热水使用时段的前一个时段没有热水使用记录时，在先于所述主要热水使用时段的开始时间之前的预定时长的时间点向所述热水器发送加热命令。