CN111179548A - 一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法及系统，通过用户输入预设用电习惯，建立基础用电模型，以采样单元采集用电信息，当与基础用电模型不一致时，确认是否存在异常使用信息，排除的情况下基于采集的用电信息调整基础用电模型，达到训练时限后输出用电模型，随后应用，采集用电信息，若与用电模型存在偏离，则提取特征值，基于特征值补充用电模型或告警。本发明采用电流指纹技术，根据接入电器的电流特征变化，分析接入的用电器类型，从而建立更加精准的用电模型，能到达分析更准确、更智能的效果。本发明将更加准确的监测、预警独居人员的电器使用情况，提前发现意外情况，保障独居人员的人身安全。

Description

一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法及系统

技术领域

本发明涉及计算；推算；计数的技术领域，特别涉及一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法及系统。

背景技术

独居人员，一般指独居老人，也可以应用于指代单独居住的人群；对于有完全行为能力的成年人来说，独居相对安全，只需要对其日常行为进行有限监控即可，而由于家庭养老的功能日益削弱，原来由家庭承担的老人赡养功能转向社会养老服务，独居老人逐渐成为了一类社会问题，这些老人独自在家时，考虑到其行为能力已不如普通成年人，需要对他们的危险行为进行监控，保证其独居的安全性。

对于这些独居人员（老人）来说，对于其行为的监控可以通过安装摄像头、监视器解决，而对于用电安全来说，确实监控摄像无法处理的。

现有技术中，关于独居人员（老人）安全监测的一个研究方向就是通过AI分析独居人员用电量的变化情况，建立对应的用电习惯模型，一旦有所偏离，就及时预警给相关人员；然而，这个方法只能根据用电功率的变化进行建模分析，分析用户的用电习惯，因其分析的内容仅仅是用电功能，元素较为简单，不知道用户实际使用的用电电器类型，所建立的模型也比较粗糙，将导致预警不及时或者错误预警的情况，对于使用这些产品的独居老人来说是存在巨大的安全隐患的。

发明内容

本发明解决了现有技术中，只能根据用电功率的变化进行建模分析，分析用户的用电习惯，不知道用户实际使用的用电电器类型，所建立的模型也比较粗糙，将导致预警不及时或者错误预警的情况，对于使用这些产品的独居老人来说是存在巨大的安全隐患的的问题，提供了一种优化的基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法及系统。

本发明所采用的技术方案是，一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：用户输入预设用电习惯，建立基础用电模型；

步骤2：采集用电信息，若与基础用电模型一致，则进行步骤4，否则，进行下一步；

步骤3：确认是否存在异常使用信息，若是，则告警，退出或等待下一次采集后返回步骤2，否则，基于采集的用电信息调整基础用电模型；

步骤4：是否达到训练时限，若是，则输出用电模型，进行下一步，否则，返回步骤2；

步骤5：采集用电信息，若与用电模型存在偏离，则提取特征值，基于特征值补充用电模型或告警。

优选地，所述步骤1中，用电习惯包括用电时间、用电项目，采集用电项目对应的用电器，获得用电器的用电特征。

优选地，所述用电特征包括功率信息、定时信息及电流变化特征；所述电流变化特征为任一用电器在插拔过程中电流的特征；以用电特征建立任一用电器的电流指纹。

优选地，所述步骤2中，采集用电信息，若用电项目对应的用电器与基础用电模型的功率信息一致，则进行步骤4。

优选地，所述步骤3中，异常使用信息包括用电器的功率信息及最大定时信息与基础用电模型不符。

优选地，所述步骤3中，异常使用信息还包括用电器的电流指纹与基础用电模型不符。

优选地，所述训练时限为1周或多周。

优选地，所述步骤5中，采集用电信息；若任一时刻出现未在用电模型中记录的用电行为，则基于当前用电器在插入过程中产生的电流变化特征，在用电模型中搜寻对应的用电器；若无法找到对应的用电器，则告警，否则，监控用电时间；若实际用电时间未超过用电模型中当前用电器对应的用电时间，则补充用电模型，否则，断电并告警。

优选地，所述步骤5中，采集用电信息；若任一时刻的用电总功率较用电模型产生正偏离，则基于当前的电流变化特征分离得到若干使用中的用电器；保留当前时刻用电模型中预设的用电器继续工作，在用电模型中搜寻其余用电器信息；对无法找到对应的用电器的使用行为进行告警并切断，对于存在用电模型中的对应的用电器进行使用确认；若用户确认，则补充用电模型，否则，断电并告警。

一种采用所述的基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法的安全预警方法系统，所述系统包括：

一采样单元，用于采集用电信息；

一控制单元，用于接收采样单元采集的信息并进行处理、触发预警单元或调整内置模型；

一预警单元，用于对存在异常情况的用电行为进行告警。

本发明涉及一种优化的基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法及系统，通过用户输入预设用电习惯，建立基础用电模型，以采样单元采集用电信息，当与基础用电模型不一致时，确认是否存在异常使用信息，排除的情况下基于采集的用电信息调整基础用电模型，达到训练时限后输出用电模型，随后应用，采集用电信息，若与用电模型存在偏离，则提取特征值，基于特征值补充用电模型或告警。

本发明采用电流指纹技术，根据接入电器的电流特征变化，分析接入的用电器类型，从而建立更加精准的用电模型，能到达分析更准确、更智能的效果。

本发明将更加准确的监测、预警独居人员的电器使用情况，提前发现意外情况，保障独居人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的结构示意图，其中，箭头为信息传输的方向。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明涉及一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，所述方法包括以下步骤。

步骤1：用户输入预设用电习惯，建立基础用电模型。

所述步骤1中，用电习惯包括用电时间、用电项目，采集用电项目对应的用电器，获得用电器的用电特征。

所述用电特征包括功率信息、定时信息及电流变化特征；所述电流变化特征为任一用电器在插拔过程中电流的特征；以用电特征建立任一用电器的电流指纹。

本发明中，建立基础用电模型时，主要还是根据用电器接入瞬间的电流变化特性，记录、分析接入（拔出）的用电器类型。

本发明中，对于独居人员，特别是独居老人来说，其用电习惯一般是比较固定的，故需要对用电时间和用电项目进行采集，为每个时间段的计划耗电进行预分配。

本发明中，部分电器为可定时，或是如电水壶会自动断开，这种情况下需要进一步标注，保证在瞬时耗电量超出预计且当前存在电水壶用电时，根据实际情况选择由控制单元控制其断开或等其主动断开。

步骤2：采集用电信息，若与基础用电模型一致，则进行步骤4，否则，进行下一步。

所述步骤2中，采集用电信息，若用电项目对应的用电器与基础用电模型的功率信息一致，则进行步骤4。

步骤3：确认是否存在异常使用信息，若是，则告警，退出或等待下一次采集后返回步骤2，否则，基于采集的用电信息调整基础用电模型。

所述步骤3中，异常使用信息包括用电器的功率信息及最大定时信息与基础用电模型不符。

所述步骤3中，异常使用信息还包括用电器的电流指纹与基础用电模型不符。

步骤4：是否达到训练时限，若是，则输出用电模型，进行下一步，否则，返回步骤2。

所述训练时限为1周或多周。

本发明中，步骤2-步骤4为训练时间，根据电器的接入拔出情况，利用行为事件分析模型对用户用电行为动作进行建模，并根据每日的用电情况进行自学习修正。

本发明中，训练以周为单位，一般为1-2周。

本发明中，训练过程中，当采集到的用电信息与模型一致时，可以对模型中当前时间段的当前用电行为进行加强或增加权重，在发生用电功率过高但不需报警的情况下时，优先保证其正常工作，对其他用电项目进行断开。

本发明中，简单来说，异常使用信息的两种情况是指：

（1）用电器实际功率过大、定时时间不准确，可能导致语法准确预警，需要重新处理；

（2）用电器发生了变动，与预录的信息不符，需要重新录入。

步骤5：采集用电信息，若与用电模型存在偏离，则提取特征值，基于特征值补充用电模型或告警。

所述步骤5中，采集用电信息；若任一时刻出现未在用电模型中记录的用电行为，则基于当前用电器在插入过程中产生的电流变化特征，在用电模型中搜寻对应的用电器；若无法找到对应的用电器，则告警，否则，监控用电时间；若实际用电时间未超过用电模型中当前用电器对应的用电时间，则补充用电模型，否则，断电并告警。

所述步骤5中，采集用电信息；若任一时刻的用电总功率较用电模型产生正偏离，则基于当前的电流变化特征分离得到若干使用中的用电器；保留当前时刻用电模型中预设的用电器继续工作，在用电模型中搜寻其余用电器信息；对无法找到对应的用电器的使用行为进行告警并切断，对于存在用电模型中的对应的用电器进行使用确认；若用户确认，则补充用电模型，否则，断电并告警。

本发明中，步骤5存在至少两种实施例。

实施例1

某个时刻，没有预计出现的用电行为出现了，则先寻找这个用电行为对应的用电器是否登记在当前用户的用电器表中，如果不是，则需要告警，如果是存在的，则可能是独居人员临时用电，故监控其用电时间，时间超过则强制断电并告警。

在满足用电器为备案用电器且用电时间也在范围内时，表示当前时刻用户确实可能产生此用电行为，故补充用电模型。

实施例2

某个时刻的用电总功率过大，确认当前在使用的用电器。

如果是当前时刻的用电模型中本身就有的，则这些用电器继续工作；

对于其余的用电器，首先确认他们处于预登记的用电器中，如果不是，则直接告警并切断，若存在的，则需要进行使用确认，一般需要发送至独居人员的紧急联络人或监护人，紧急联络人或监护人认为当前不应当出现此用电行为，则首先断电处理。

在用户确认的情况下，表示当前时刻用户确实可能产生此用电行为，故补充用电模型。

本发明还涉及一种采用所述的基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法的安全预警方法系统，所述系统包括：

一采样单元，用于采集用电信息；

一控制单元，用于接收采样单元采集的信息并进行处理、触发预警单元或调整内置模型；

一预警单元，用于对存在异常情况的用电行为进行告警。

本发明中，采集用电信息的采样单元可以采用电流互感器、电流表、集成芯片等仪器或检测设备，本领域技术人员可以依据需求自行设置。

本发明中，预警单元一般包括了声光报警设备，同时预警单元可以通过内置的通信模块与报警电话、报警网络连通，在发生异常情况且无法解决的情况下直接报警。

本发明通过用户输入预设用电习惯，建立基础用电模型，以采样单元采集用电信息，当与基础用电模型不一致时，确认是否存在异常使用信息，排除的情况下基于采集的用电信息调整基础用电模型，达到训练时限后输出用电模型，随后应用，采集用电信息，若与用电模型存在偏离，则提取特征值，基于特征值补充用电模型或告警。

本发明采用电流指纹技术，根据接入电器的电流特征变化，分析接入的用电器类型，从而建立更加精准的用电模型，能到达分析更准确、更智能的效果。

本发明将更加准确的监测、预警独居人员的电器使用情况，提前发现意外情况，保障独居人员的人身安全。

Claims (10)

1.一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：用户输入预设用电习惯，建立基础用电模型；

步骤2：采集用电信息，若与基础用电模型一致，则进行步骤4，否则，进行下一步；

步骤3：确认是否存在异常使用信息，若是，则告警，退出或等待下一次采集后返回步骤2，否则，基于采集的用电信息调整基础用电模型；

步骤4：是否达到训练时限，若是，则输出用电模型，进行下一步，否则，返回步骤2；

步骤5：采集用电信息，若与用电模型存在偏离，则提取特征值，基于特征值补充用电模型或告警。

2.根据权利要求1所述的一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述步骤1中，用电习惯包括用电时间、用电项目，采集用电项目对应的用电器，获得用电器的用电特征。

3.根据权利要求2所述的一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述用电特征包括功率信息、定时信息及电流变化特征；所述电流变化特征为任一用电器在插拔过程中电流的特征；以用电特征建立任一用电器的电流指纹。

4.根据权利要求2所述的一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述步骤2中，采集用电信息，若用电项目对应的用电器与基础用电模型的功率信息一致，则进行步骤4。

5.根据权利要求2所述的一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述步骤3中，异常使用信息包括用电器的功率信息及最大定时信息与基础用电模型不符。

6.根据权利要求2所述的一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述步骤3中，异常使用信息还包括用电器的电流指纹与基础用电模型不符。

7.根据权利要求1所述的一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述训练时限为1周或多周。

8.根据权利要求3所述的一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述步骤5中，采集用电信息；若任一时刻出现未在用电模型中记录的用电行为，则基于当前用电器在插入过程中产生的电流变化特征，在用电模型中搜寻对应的用电器；若无法找到对应的用电器，则告警，否则，监控用电时间；若实际用电时间未超过用电模型中当前用电器对应的用电时间，则补充用电模型，否则，断电并告警。

9.根据权利要求3所述的一种基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法，其特征在于：所述步骤5中，采集用电信息；若任一时刻的用电总功率较用电模型产生正偏离，则基于当前的电流变化特征分离得到若干使用中的用电器；保留当前时刻用电模型中预设的用电器继续工作，在用电模型中搜寻其余用电器信息；对无法找到对应的用电器的使用行为进行告警并切断，对于存在用电模型中的对应的用电器进行使用确认；若用户确认，则补充用电模型，否则，断电并告警。

10.一种采用权利要求1~9之一所述的基于电流指纹技术的独居人员安全预警方法的安全预警方法系统，其特征在于：所述系统包括：

一采样单元，用于采集用电信息；

一控制单元，用于接收采样单元采集的信息并进行处理、触发预警单元或调整内置模型；

一预警单元，用于对存在异常情况的用电行为进行告警。

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