CN110146740A - 一种家庭电器能耗计算系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种家庭电器能耗计算系统，包括：分别设于插座端的能耗计算单元，所述能耗计算单元用于计算对应插座端所连接的家用电器的工作能耗以及待机能耗；服务器，用于接收各能耗计算单元上传的工作能耗数据以及待机能耗数据，并对上传的能耗数据进行处理；客户端，用于向服务器发送能耗查询指令，并接收服务器根据能耗查询指令返回的数据信息。本发明能够让用户更直观的了解工作能耗数据以及待机能耗数据，从而起到警示作用。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种家庭电器能耗计算系统。
背景技术
家庭电器待机能耗是日用家电产品在待机功能状态下的电能消耗。中国节能认证中心在调查后发现，待机能耗占中国家庭电力消耗的10％左右，也就是说我国家庭的平均待机能耗相当于这些家庭每天都在使用着一盏15瓦到30瓦的的长明灯，待机能耗就像吸血虫一样吸食着电费和能源，同时也制造着巨大的环保压力，造成了大量的能源浪费。
有关专家指出，降低待机能耗应该由电器制造商负起责任，改进技术提高标准，以促使制造商向用户提供更多的节能电器。同时还指出，在制造商尚未提供有效的节能电器之前，作为居民用电的主要供应商-电力公司，应该肩负起提醒广大居民认识到家庭电器待机能耗的危害性，有责任、有义务提醒用户及时拔掉电器插头，以降低待机能耗。而现有的电能表仅仅显示总的能耗，并不能显示其中多少能耗是家用电器在待机情况下产生的，因此不具备对用户起到警示的作用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种家庭电器能耗计算系统，能够计算家用电器待机情况下产生的能耗。
一种家庭电器能耗计算系统，包括：
分别设于插座端的能耗计算单元，所述能耗计算单元用于计算对应插座端所连接的家用电器的工作能耗以及待机能耗；
服务器，用于接收各能耗计算单元上传的工作能耗数据以及待机能耗数据，并对上传的能耗数据进行处理；
客户端，用于向服务器发送能耗查询指令，并接收服务器根据能耗查询指令返回的数据信息。
优选地，所述能耗计算单元测量各家用电器的电流、电压、功率参数，并根据电流、电压、功率参数的大小判断家用电器处于工作状态还是待机状态，并根据各家用电器的状态计算得到对应的工作能耗以及待机能耗。
优选地，所述对上传的能耗数据进行处理包括：根据各能耗计算单元上传的待机能耗数据，计算得到所有家用电器的总待机能耗。
优选地，所述对上传的能耗数据进行处理还包括：根据各能耗计算单元上传的待机能耗数据以及所有家用电器的总待机能耗，计算得到各家用电器的待机能耗所占总待机能耗的比例。
优选地，所述对上传的能耗数据进行处理包括：根据各能耗计算单元上传的工作能耗数据以及待机能耗数据，计算得到所有家用电器的总待机能耗以及总工作能耗，根据总待机能耗以及总工作能耗计算得到所有家用电器的总能耗，根据所有家用电器的总能耗计算得到各家用电器的总待机能耗所占所有家用电器的总能耗的比例。
优选地，所述服务器获取多个周期内各家用电器的工作能耗数据以及待机能耗数据，利用MapReduce技术的模糊C均值聚类并行算法，建立用户用电分析模型；通过用户用电分析模型对下一周期的各家用电器的工作能耗以及待机能耗进行预测。
优选地，所述能耗查询指令包括所有家用电器的总待机能耗的查询指令、各家用电器的待机能耗所占总待机能耗的比例的查询指令、各家用电器的总待机能耗所占所有家用电器的总能耗的比例的查询指令、各家用电器的工作能耗以及待机能耗预测指令。
本发明的有益效果：通过能耗计算单元计算对应插座端所连接的家用电器的工作能耗以及待机能耗，通过服务器对上传的能耗数据进行处理，通过客户端，接收服务器根据能耗查询指令返回的数据信息，实现待机能耗数据多种形式的展示，并能够对下一周期的工作能耗数据以及待机能耗数据进行预测，能够让用户更直观的了解工作能耗数据以及待机能耗数据，从而起到警示作用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的基本思想是通过能耗计算单元计算对应插座端所连接的家用电器的工作能耗以及待机能耗，通过服务器对上传的能耗数据进行处理，通过客户端，接收服务器根据能耗查询指令返回的数据信息，实现待机能耗数据多种形式的展示，并能够对下一周期的工作能耗数据以及待机能耗数据进行预测，能够让用户更直观的了解工作能耗数据以及待机能耗数据。
如图1所示，本发明实施例提供一种家庭电器能耗计算系统，包括依次连接的能耗计算单元、服务器以及客户端。
每个独立的插座都设有一个独立的能耗计算单元，每个具有待机状态的大型的家用电器都具有一个独立的插座。能耗计算单元用于计算对应插座端所连接的家用电器的工作能耗以及待机能耗。
具体的，各能耗计算单元测量各家用电器的电流、电压、功率参数，并根据电流、电压、功率参数的大小判断家用电器处于工作状态还是待机状态，并根据各家用电器的状态计算得到对应的工作能耗以及待机能耗。在家用电器处于工作状态时，插座端所输出的电流、电压以及功率等参数与处于工作状态时是不同的。当电流、电压、功率大于电流、电压、功率设定阈值时，则判断该家用电器处于工作状态，当电流、电压、功率小于电流、电压、功率设定阈值时，则判断该家用电器处于待机状态。通过电流、电压、功率进行能耗的计算，从而计算得到对应的工作能耗以及待机能耗。
服务器接收各能耗计算单元上传的工作能耗数据以及待机能耗数据，并对上传的能耗数据进行处理。服务器与各能耗计算单元以通讯方式连接，在本实施例中，服务器与各能耗计算单元以WLAN通讯方式连接，各能耗计算单元通过WLAN通讯方式上传工作能耗数据以及待机能耗数据。
服务器还对上传的能耗数据进行处理，具体包括以下几种处理：
根据各能耗计算单元上传的待机能耗数据，对各能耗计算单元上传的待机能耗数据进行求和计算得到所有家用电器的总待机能耗。
根据各能耗计算单元上传的待机能耗数据以及所有家用电器的总待机能耗，计算得到各家用电器的待机能耗所占总待机能耗的比例，具体可以通过扇形或者柱状图进行展示。
根据各能耗计算单元上传的工作能耗数据以及待机能耗数据，计算得到所有家用电器的总待机能耗以及总工作能耗，根据总待机能耗以及总工作能耗计算得到所有家用电器的总能耗，根据所有家用电器的总能耗计算得到各家用电器的总待机能耗所占所有家用电器的总能耗的比例，同样可以通过扇形或者柱状图进行展示。
根据多个周期内各家用电器的工作能耗数据以及待机能耗数据，利用MapReduce技术的模糊C均值聚类并行算法，建立用户用电分析模型；通过用户用电分析模型对下一周期的各家用电器的工作能耗以及待机能耗进行预测。
模糊C均值是一种重要的软聚类算法，针对模糊C均值的随着数据量的增加、时间复杂度过高的缺点，提出了一种基于MapReduce技术的模糊C均值聚类并行算法，该算法重新设计模糊C均值，使其符合MapReduce的基于key/value的编程模型，并行计算数据集中到中心点的隶属度，并重新计算出的聚类中心，提高了模糊C均值处于大容量数据的计算效率，基于MapReduce的并行模糊C均值算法具有较高的加速比和扩展性。利用MapReduce技术的模糊C均值聚类并行算法，建立用户用电分析模型。将下一周期的时间等数据输入到用户用电分析模型，该模块输出对下一周期的各家用电器的工作能耗以及待机能耗的预测数据。
客户端采用智能手机或电脑或IPAD等智能设备。客户端与服务器通讯连接，当客户端向服务器发送能耗查询指令后，服务器端接收能耗查询指令，并对接收的能耗查询指令进行解析，并返回该能耗查询指令所对应的数据信息。
具体的，能耗查询指令包括所有家用电器的总待机能耗的查询指令、各家用电器的待机能耗所占总待机能耗的比例的查询指令、各家用电器的总待机能耗所占所有家用电器的总能耗的比例的查询指令、各家用电器的工作能耗以及待机能耗预测指令。
客户端通过发送上述查询指令后，可以接收服务器端发送的相对应的数据信息。不同的数据信息可以在客户端进行展示，用户能够直观的了解到所有家用电器的总待机能耗、各家用电器的待机能耗所占总待机能耗的比例、各家用电器的总待机能耗所占所有家用电器的总能耗的比例、各家用电器的工作能耗以及待机能耗预测，能够有效的提醒用户在不使用相关家用电器时，及时拔掉插头，避免该家用电器处于待机状态，从而能够更好的节约电能。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种家庭电器能耗计算系统，其特征在于，包括：
分别设于插座端的能耗计算单元，所述能耗计算单元用于计算对应插座端所连接的家用电器的工作能耗以及待机能耗；
服务器，用于接收各能耗计算单元上传的工作能耗数据以及待机能耗数据，并对上传的能耗数据进行处理；
客户端，用于向服务器发送能耗查询指令，并接收服务器根据能耗查询指令返回的数据信息。
2.根据权利要求1所述的家庭电器能耗计算系统，其特征在于，所述能耗计算单元测量各家用电器的电流、电压、功率参数，并根据电流、电压、功率参数的大小判断家用电器处于工作状态还是待机状态，并根据各家用电器的状态计算得到对应的工作能耗以及待机能耗。
3.根据权利要求1所述的家庭电器能耗计算系统，其特征在于，所述对上传的能耗数据进行处理包括：根据各能耗计算单元上传的待机能耗数据，计算得到所有家用电器的总待机能耗。
4.根据权利要求3所述的家庭电器能耗计算系统，其特征在于，所述对上传的能耗数据进行处理还包括：根据各能耗计算单元上传的待机能耗数据以及所有家用电器的总待机能耗，计算得到各家用电器的待机能耗所占总待机能耗的比例。
5.根据权利要求1所述的家庭电器能耗计算系统，其特征在于，所述对上传的能耗数据进行处理包括：根据各能耗计算单元上传的工作能耗数据以及待机能耗数据，计算得到所有家用电器的总待机能耗以及总工作能耗，根据总待机能耗以及总工作能耗计算得到所有家用电器的总能耗，根据所有家用电器的总能耗计算得到各家用电器的总待机能耗所占所有家用电器的总能耗的比例。
6.根据权利要求1所述的家庭电器能耗计算系统，其特征在于，所述服务器获取多个周期内各家用电器的工作能耗数据以及待机能耗数据，利用MapReduce技术的模糊C均值聚类并行算法，建立用户用电分析模型；通过用户用电分析模型对下一周期的各家用电器的工作能耗以及待机能耗进行预测。
7.根据权利要求1～5任一项所述的家庭电器能耗计算系统，其特征在于，所述能耗查询指令包括所有家用电器的总待机能耗的查询指令、各家用电器的待机能耗所占总待机能耗的比例的查询指令、各家用电器的总待机能耗所占所有家用电器的总能耗的比例的查询指令、各家用电器的工作能耗以及待机能耗预测指令。
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