CN109270849B - 一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法，包括以下步骤：步骤一：建筑电器安装，安全预警系统建立：所述建筑电器为安装于建筑上的电器设备；步骤二：功率波动特征的数据库获取、其他参数等级区间的设定、许可人脸录入；步骤三：状态矩阵的建立；步骤四：数据实时获取及处理、状态矩阵更新；步骤五：结合状态矩阵，进行安全性预警。本发明能够通过协同控制下的建筑电器网络系统，实现安全性预警。本发明通过电器状态、环境状态、管路状态、监控状态的获得，构建状态矩阵，结合该状态矩阵的变化，即可对应实现预警。本发明的设备控制均可由用户端的应用界面进行交互，预警亦可显示于应用界面上。

Description

一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法

【技术领域】

本发明涉及物联网的技术领域，特别是建筑电器协同控制下的安全性预警方法的技术领域。

【背景技术】

目前，物联网的建设和运行建设如火如荼，但实际上离这个理想的“网络”效益差距很远，根本原因在于目前的物联网建设包含感知系统建设、网络传输互通以及用户体验，而现有建设总有偏跛。同时，建筑安全是最为重要的。为此，需要协同控制管理下的建筑电器系统，能实现安全管理。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法，能够通过协同控制下的建筑电器网络系统，实现安全性预警。本发明通过电器状态、环境状态、管路状态、监控状态的获得，构建状态矩阵，结合该状态矩阵的变化，即可对应实现预警。本发明的设备控制均可由用户端的应用界面进行交互，预警亦可显示于应用界面上。

为实现上述目的，本发明提出了一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法，包括以下步骤：

步骤一：建筑电器安装，安全预警系统建立：所述建筑电器为安装于建筑上的电器设备；于建筑物内安装各类具有网络通讯功能的电器、监控摄像头、环境检测设备、功率采集设备、报警器，于各个管路上安装具有网络通讯功能的压力表、温度表，将上述设备通过网络均连接至中央处理器，中央处理器通过网络连接云服务平台，云服务平台通过网络连接用户端；所述功率采集设备连接建筑物总电源空开；

步骤二：功率波动特征的数据库获取、其他参数等级区间的设定、许可人脸录入：功率波动特征包括各个电器打开、运行、关闭的功率波动特征的获取；环境检测设备的环境数据以及各个管路上的压力表、温度表的数据划分等级区间，0-3，0为无危险，1为轻度危险、2为中度危险、3为重度危险；将许可进入的人的人脸录入监控摄像头；

步骤三：状态矩阵的建立：状态矩阵S＝[0 … 3 0]，状态矩阵依次由电器状态、环境状态、管路状态、监控状态构成；所述电器状态为0或1,0为特征正常，1为特征异常；所述环境状态、管路状态为0、1、2、3中的一种，0、1、2、3对应无危险、轻度危险、中度危险、重度危险；所述监控状态为0或1,0为未出现非许可的人，1为出现非许可的人；

步骤四：数据实时获取及处理、状态矩阵更新：安全预警系统运行过程中，功率数据、环境数据、管路压力及温度数据、监控数据实时获取；所述功率数据分段处理以获得功率波动特征，通过比对数据库数据，判断电器状态为0或1，并将电器状态更新入状态矩阵；所述环境数据、管路压力及温度数据结合等级区间进行分级处理，以获得环境状态、管路状态，并将环境状态、管路状态更新入状态矩阵；所述监控数据通过处理比对许可进入的人的人脸，获得监控状态，并将监控状态更新入状态矩阵；

步骤五：结合状态矩阵，进行安全性预警：预警信息显示于用户端，中央处理器控制报警器报警；当状态矩阵内对应的电器状态出现1，进行电器运行异常预警；当状态矩阵内对应的环境状态出现1、2或3，进行环境异常轻度预警、中度预警或重度预警；当状态矩阵内对应的管路状态出现1、2或3，进行管路异常轻度预警、中度预警或重度预警；当状态矩阵内对应的监控状态出现1，进行人员入侵预警。

作为优选，所述步骤一中的用户端为具有网络通信功能的手机或电脑，用户端上设有应用界面，应用界面包括立体平面图、虚拟控件、状态界面，立体平面图通过三维建模软件建立，虚拟控件结合设备的位置进行设立，虚拟控件与设备通过程序代码相关联；所述步骤一中的中央处理器内载入控制程序；所述步骤一中的报警器为蜂鸣报警器，报警器用于声音报警。

作为优选，所述步骤一中的功率采集设备包括电压传感器、电流传感器、采集板卡、采集底座，电压传感器、电流传感器与总电源空开电线连接；所述电压传感器、电流传感器与采集板卡电线连接，采集板卡通过采集底座外接中央处理器，中央处理器将电压、电流数据相乘以获得功率数据。

作为优选，所述步骤二中的功率波动特征的获取方法为：步骤21，单独打开待测电器，获得打开期间的功率数据构成该电器打开的功率波动特征，所述功率数据包括周期、持续时间、幅值、均值、积分能耗值；步骤22，依电器功能运行半小时，获得运行期间的功率数据构成该电器运行的功率波动特征；步骤23，关闭该待测电器，获得关闭期间的功率数据构成该电器关闭的功率波动特征；步骤24，重复步骤21、22、23以获得其余电器的打开、运行、关闭的功率波动特征。

作为优选，所述步骤四中的监控数据为监控视频，监控数据的依次进行如下处理：视频截图、图片模糊处理、人像边缘识别、人像特征提取、人像特征对比。

本发明的有益效果：本发明能够通过协同控制下的建筑电器网络系统，实现安全性预警。本发明通过电器状态、环境状态、管路状态、监控状态的获得，构建状态矩阵，结合该状态矩阵的变化，即可对应实现预警。本发明的设备控制均可由用户端的应用界面进行交互，预警亦可显示于应用界面上。

本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。

【具体实施方式】

本发明，包括以下步骤：

步骤一：建筑电器安装，安全预警系统建立：所述建筑电器为安装于建筑上的电器设备；于建筑物内安装各类具有网络通讯功能的电器、监控摄像头、环境检测设备、功率采集设备、报警器，于各个管路上安装具有网络通讯功能的压力表、温度表，将上述设备通过网络均连接至中央处理器，中央处理器通过网络连接云服务平台，云服务平台通过网络连接用户端；所述功率采集设备连接建筑物总电源空开；

步骤二：功率波动特征的数据库获取、其他参数等级区间的设定、许可人脸录入：功率波动特征包括各个电器打开、运行、关闭的功率波动特征的获取；环境检测设备的环境数据以及各个管路上的压力表、温度表的数据划分等级区间，0-3，0为无危险，1为轻度危险、2为中度危险、3为重度危险；将许可进入的人的人脸录入监控摄像头；

步骤三：状态矩阵的建立：状态矩阵S＝[0 … 3 0]，状态矩阵依次由电器状态、环境状态、管路状态、监控状态构成；所述电器状态为0或1,0为特征正常，1为特征异常；所述环境状态、管路状态为0、1、2、3中的一种，0、1、2、3对应无危险、轻度危险、中度危险、重度危险；所述监控状态为0或1,0为未出现非许可的人，1为出现非许可的人；

步骤四：数据实时获取及处理、状态矩阵更新：安全预警系统运行过程中，功率数据、环境数据、管路压力及温度数据、监控数据实时获取；所述功率数据分段处理以获得功率波动特征，通过比对数据库数据，判断电器状态为0或1，并将电器状态更新入状态矩阵；所述环境数据、管路压力及温度数据结合等级区间进行分级处理，以获得环境状态、管路状态，并将环境状态、管路状态更新入状态矩阵；所述监控数据通过处理比对许可进入的人的人脸，获得监控状态，并将监控状态更新入状态矩阵；

步骤五：结合状态矩阵，进行安全性预警：预警信息显示于用户端，中央处理器控制报警器报警；当状态矩阵内对应的电器状态出现1，进行电器运行异常预警；当状态矩阵内对应的环境状态出现1、2或3，进行环境异常轻度预警、中度预警或重度预警；当状态矩阵内对应的管路状态出现1、2或3，进行管路异常轻度预警、中度预警或重度预警；当状态矩阵内对应的监控状态出现1，进行人员入侵预警。

具体的，所述步骤一中的用户端为具有网络通信功能的手机或电脑，用户端上设有应用界面，应用界面包括立体平面图、虚拟控件、状态界面，立体平面图通过三维建模软件建立，虚拟控件结合设备的位置进行设立，虚拟控件与设备通过程序代码相关联；所述步骤一中的中央处理器内载入控制程序；所述步骤一中的报警器为蜂鸣报警器，报警器用于声音报警。

具体的，所述步骤一中的功率采集设备包括电压传感器、电流传感器、采集板卡、采集底座，电压传感器、电流传感器与总电源空开电线连接；所述电压传感器、电流传感器与采集板卡电线连接，采集板卡通过采集底座外接中央处理器，中央处理器将电压、电流数据相乘以获得功率数据。

具体的，所述步骤二中的功率波动特征的获取方法为：步骤21，单独打开待测电器，获得打开期间的功率数据构成该电器打开的功率波动特征，所述功率数据包括周期、持续时间、幅值、均值、积分能耗值；步骤22，依电器功能运行半小时，获得运行期间的功率数据构成该电器运行的功率波动特征；步骤23，关闭该待测电器，获得关闭期间的功率数据构成该电器关闭的功率波动特征；步骤24，重复步骤21、22、23以获得其余电器的打开、运行、关闭的功率波动特征。

具体的，所述步骤四中的监控数据为监控视频，监控数据的依次进行如下处理：视频截图、图片模糊处理、人像边缘识别、人像特征提取、人像特征对比。

本发明工作过程：

本发明一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法在工作过程中，按照上述步骤进行安全性预警，具体如下。

步骤一，如上述相同，先建立安全预警系统，包括有建筑物内所需的智能设备，于建筑物内安装各类具有网络通讯功能的冰箱、洗衣机、空调、热水器、智能门、电动窗帘、监控摄像头、氧浓度传感器、功率采集设备、报警器，于水管、煤气管、暖气管上安装具有网络通讯功能的压力表、温度表，将上述设备通过网络均连接至中央处理器，中央处理器通过网络连接云服务平台，云服务平台通过网络连接用户端；所述功率采集设备连接建筑物总电源空开；

步骤二，功率波动特征的数据库获取、其他参数等级区间的设定、许可人脸录入：功率波动特征包括各个电器打开、运行、关闭的功率波动特征的获取，如针对冰箱，需要获取打开期间的特征，运行期间需调整制冷量，从而更为全面得获得运行过程的特征，还需获得关闭期间的特征；氧浓度传感器的氧气浓度表征了环境对人的友好性，根据危险程度分为0-3这样四个等级，水管、煤气管、暖气管上的压力表、温度表获得的压力数据、温度数据表征了管路的安全性，同样根据危险程度分为0-3这样四个等级；将许可进入的人的人脸录入监控摄像头；

步骤三，状态矩阵的建立：状态矩阵S＝[0 … 3 0]，状态矩阵依次由电器状态、环境状态、管路状态、监控状态构成；所述电器状态为0或1,0为特征正常，1为特征异常；所述环境状态、管路状态为0、1、2、3中的一种，0、1、2、3对应无危险、轻度危险、中度危险、重度危险；所述监控状态为0或1,0为未出现非许可的人，1为出现非许可的人；本实施例中的状态数量为电器状态6个、环境状态1个、管路状态6个、监控状态1个，初始安全状态下的状态矩阵为S＝[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]；

步骤四：数据实时获取及处理、状态矩阵更新：如洗衣机的电机坏了，卡住了，这时的电压、电流与正常工作时候的曲线不同，反应到功率上，同样不同，因而会使得该过程的特征无法找到匹配的，即洗衣机的状态变为1；

步骤五：结合状态矩阵，进行安全性预警：洗衣机的状态为1，即进行洗衣机运行异常预警。

需说明的是，电器状态的获取，依赖于功率采集设备的采样精度以及功率波动特征的建立，也就是说，功率采集设备的采样精度足够高、功率波动特征所用的数据越多(周期、持续时间、幅值、均值、积分能耗值，且可以用上述数值之外的数值去表征)、功率波动特征所实验获得的数据库越丰富，电器状态的获取越准确。

本发明，能够通过协同控制下的建筑电器网络系统，实现安全性预警。本发明通过电器状态、环境状态、管路状态、监控状态的获得，构建状态矩阵，结合该状态矩阵的变化，即可对应实现预警。本发明的设备控制均可由用户端的应用界面进行交互，预警亦可显示于应用界面上。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：建筑电器安装，安全预警系统建立：所述建筑电器为安装于建筑上的电器设备；于建筑物内安装各类具有网络通讯功能的电器、监控摄像头、环境检测设备、功率采集设备、报警器，于各个管路上安装具有网络通讯功能的压力表、温度表，将上述网络通讯功能的电器、监控摄像头、环境检测设备、功率采集设备、报警器以及具有网络通讯功能的压力表、温度表均通过网络均连接至中央处理器，中央处理器通过网络连接云服务平台，云服务平台通过网络连接用户端；所述功率采集设备连接建筑物总电源空开；

步骤二：功率波动特征的数据库获取、其他参数等级区间的设定、许可人脸录入：功率波动特征包括各个电器打开、运行、关闭的功率波动特征的获取；环境检测设备的环境数据以及各个管路上的压力表、温度表的数据划分等级区间，0-3，0为无危险，1为轻度危险、2为中度危险、3为重度危险；将许可进入的人的人脸录入监控摄像头；

步骤三：状态矩阵的建立：状态矩阵S，状态矩阵依次由电器状态、环境状态、管路状态、监控状态构成；所述电器状态为0或1,0为特征正常，1为特征异常；所述环境状态、管路状态为0、1、2、3中的一种，0、1、2、3对应无危险、轻度危险、中度危险、重度危险；所述监控状态为0或1,0为未出现非许可的人，1为出现非许可的人；

步骤四：数据实时获取及处理、状态矩阵更新：安全预警系统运行过程中，功率数据、环境数据、管路压力及温度数据、监控数据实时获取；所述功率数据分段处理以获得功率波动特征，通过比对数据库数据，判断电器状态为0或1，并将电器状态更新入状态矩阵；所述环境数据、管路压力及温度数据结合等级区间进行分级处理，以获得环境状态、管路状态，并将环境状态、管路状态更新入状态矩阵；所述监控数据通过处理比对许可进入的人的人脸，获得监控状态，并将监控状态更新入状态矩阵；

步骤五：结合状态矩阵，进行安全性预警：预警信息显示于用户端，中央处理器控制报警器报警；当状态矩阵内对应的电器状态出现1，进行电器运行异常预警；当状态矩阵内对应的环境状态出现1、2或3，进行环境异常轻度预警、中度预警或重度预警；当状态矩阵内对应的管路状态出现1、2或3，进行管路异常轻度预警、中度预警或重度预警；当状态矩阵内对应的监控状态出现1，进行人员入侵预警。

2.如权利要求1所述的一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法，其特征在于：所述步骤一中的用户端为具有网络通信功能的手机或电脑，用户端上设有应用界面，应用界面包括立体平面图、虚拟控件、状态界面，立体平面图通过三维建模软件建立，虚拟控件结合设备的位置进行设立，虚拟控件与设备通过程序代码相关联；所述步骤一中的中央处理器内载入控制程序；所述步骤一中的报警器为蜂鸣报警器，报警器用于声音报警。

3.如权利要求1所述的一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法，其特征在于：所述步骤一中的功率采集设备包括电压传感器、电流传感器、采集板卡、采集底座，电压传感器、电流传感器与总电源空开电线连接；所述电压传感器、电流传感器与采集板卡电线连接，采集板卡通过采集底座外接中央处理器，中央处理器将电压、电流数据相乘以获得功率数据。

4.如权利要求1所述的一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法，其特征在于：所述步骤二中的功率波动特征的获取方法为：步骤21，单独打开待测电器，获得打开期间的功率数据构成该电器打开的功率波动特征，所述功率数据包括周期、持续时间、幅值、均值、积分能耗值；步骤22，依电器功能运行半小时，获得运行期间的功率数据构成该电器运行的功率波动特征；步骤23，关闭该待测电器，获得关闭期间的功率数据构成该电器关闭的功率波动特征；步骤24，重复步骤21、22、23以获得其余电器的打开、运行、关闭的功率波动特征。

5.如权利要求1所述的一种建筑电器协同控制下的安全性预警方法，其特征在于：所述步骤四中的监控数据为监控视频，监控数据的依次进行如下处理：视频截图、图片模糊处理、人像边缘识别、人像特征提取、人像特征对比。