CN112631140B - 家居用电管理控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能家居管理系统技术领域，为了解决现有的智能家居中，由于忘记关闭室内设备而出现电能浪费的问题，提供了一种家居用电管理控制系统，包括通信模块，用于接收控制信息；控制模块，用于控制电器运行；存储模块，存储有平均用电阈值范围；采集模块，用于获取实际用电量；比较模块，用于比较实际用电量和平均用电阈值范围，在实际用电量超出平均用电阈值范围时，采集模块还采集电器图像；处理模块，用于对电器图像进行处理得到电器状态图像；存储模块还预设有电器运行状态图像；识别模块，用于对电器状态图像进行识别；标记模块，用于在识别到电器状态图像与电器运行图像相符时标记电器，通信模块还用于推送标记得到的电器名单。

Description

家居用电管理控制系统
技术领域
本发明涉及智能家居管理系统技术领域，具体为一种家居用电管理控制系统。
背景技术
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等)连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。
虽然智能家居的应用使得电器的控制更加智能化，如用户通过一个移动终端即可进行对大多数电器的控制，如电视、空调和照明灯等，而不用分别采用各自的控制终端进行控制。但是，不论是传统的控制方式还是现有的智能控制方式，都是基于用户操作控制终端实现的。因此一旦出现用户忘记关闭室内设备的情况，则将导致大量电能的浪费。虽然在用户想起之后通过远程操控的方式关闭室内设备，但是从用户出门到用户远程关闭室内设备的时间内，忘记关闭的室内设备也还是会造成电能的浪费。
发明内容
本发明意在提供一种家居用电管理控制系统，以解决现有的智能家居中，由于用户忘记操控室内设备关闭而出现电能浪费的问题。
本发明提供基础方案是：家居用电管理控制系统，包括通信模块，用于接收用户终端发送的控制信息；
控制模块，用于根据接收到的控制信息控制相应的电器运行；
存储模块，存储有平均用电阈值范围；
采集模块，用于获取实际用电量；
比较模块，用于将实际用电量和平均用电阈值范围进行比较，在比较出实际用电量超出平均用电阈值范围时，采集模块还用于采集室内的环境图像，环境图像包括电器图像；
处理模块，用于对环境图像进行处理得到电器状态图像；
存储模块还预设有电器运行状态图像；
识别模块，用于根据电器运行状态图像对电器状态图像进行识别；
标记模块，用于在识别到对应的电器状态图像与电器运行图像相符时对相应电器进行标记，通信模块还用于将标记得到的电器名单推送给用户终端。
基础方案的原理及有益效果是：本方案中，利用通信模块与控制模块配合对电器启闭的自动控制；考虑到用户每天固定时间里使用的电器通常而言都是相同的，因此在各个电器正常运行的时候，每天的用电量应该就是相同处于同一范围内的，因此本方案中，设置存储模块存储有平均用电阈值范围，然后由采集模块采集实际用电量，比较模块对实际用电量和平均用电阈值范围进行比较，若各个电器属于正常运行，则比较的结果应该是实际用电量在平均用电阈值范围内，而若是比较出实际用电量超出平均用电阈值范围时，则可能是因为有部分电器处于非正常使用状态，如在用户外出时，应该处于待机状态的电视机处于开机状态，则会导致实际用电量大于平均用电阈值范围，出现电能浪费，又比如应该处于工作状态的冰箱处于停机状态，则会导致实际用电量小于平均用电阈值范围，虽然节约了电能，但是冰箱停机后也就不能继续对食物进行冷藏或冷冻，可能会导致食物变质等，因此在比较出实际用电量超出平均用电阈值范围时，还利用采集模块采集室内的环境图像，处理模块对环境图像进行处理后得到的电器状态图像后，识别模块还根据电器运行状态图像对电器状态图像进行识别，若识别到电器状态图像与相应的电器运行图像相符，则便是该电器是处于工作状态的，此时标记模块对其进行标记后，通信模块将标记出来的电器名单推送给用户终端，用户通过推送来的电器名单也就可判断出工作异常的电器，也就能够通过操控用户终端及时对工作异常的电器进行状态调整，从而能够因为电器工作异常导致的电能浪费或其他问题。
与现有的智能家居控制系统相比，本方案中通过采集模块与比较模块的配合识别出用电异常的情况，再通过采集模块、处理模块、识别模块和标记模块的配合将用电异常情况下处于工作的电器进行标记后，由通行模块向用户终端推送电器名单，从而辅助用户及时对工作异常的电器进行调整，保证正常用电。
优选方案一：作为基础方案的优选，还包括振动传感器，用于检测电器是否振动，在检测出电器处于振动状态时，标记模块对相应电器进行标记。有益效果：考虑到部分电器是否处于工作状态并不能通过外部的图像识别出来，如冰箱的指示灯安装在内部，从外表面则无法知晓工作状态，因此本方案中，还设置有振动传感器检测电器的振动，若检测到电器处于振动状态，则表示该电器处于工作状态，此时标记模块也对其进行标记，从而提高了标记出的电器名单的准确性。
优选方案二：作为基础方案或优选方案一的优选，通信模块还用于接收用户终端的反馈信息，控制模块根据反馈信息控制相应电器的开启或关闭。有益效果：考虑到在向用户终端推送电器名单后，用户也就能够推定出哪些电器处于异常工作状态，本方案中，通信模块还接收用户终端发送的反馈信息，并根据反馈信息对相应电器的开启或关闭，及时对工作异常的电器进行调整，从而减少用电的异常情况。
优选方案三：作为基础方案的优选，存储模块还包括电器常用状态表和时间阈值；还包括计算模块，用于在通信模块向用户终端推送电器名单后开始计时并得到推送时间；比较模块比较推送时间和时间阈值，在推送时间大于时间阈值时，控制模块根据电器常用状态表控制相对电器的启动或关闭。有益效果：考虑到在向用户推送电器名单后，用户可能不会及时发现推送的电器名单，也就无法及时对工作异常的电器进行调整，因此本方案中，还设置存储模块预存有电器常用状态表，在推送时间超出时间阈值后，即比较出推送时间大于时间阈值时，此时由控制模块根据预设的电器常用状态表对电器进行控制，通过将电器调整为常用状态，从而减少电器工作异常的情况。
优选方案四：作为优选方案三的优选，在推送时间大于时间阈值时，识别模块还识别环境图像内是否有人，在识别到环境图像内没有人时，控制模块才根据电器常用状态表控制相对电器的启动或关闭。有益效果：考虑到当用户在家时，用户没有发送反馈信息也可能是因为用户自己手动对相应电器进行了调整，而且存储模块存储的电器常用状态表毕竟也只是表示电器通常情况下的工作状态，在一些特殊情况下，电器常用状态表也可能会与实际情况不符，因此本方案中，在推送时间大于时间阈值时，还利用识别模块对环境图像内是否有人进行识别，只有在识别到环境图像内有人，表示用户外出，此时才设置控制模块根据电器常用状态表对相应电器进行控制，从而能够减小对电器出现误操作的情况。
优选方案五：作为优选方案二的优选，识别模块还用于对反馈信息进行识别得出异常电器；存储模块还预设有统计阈值；还包括统计模块，用于对识别出异常电器的相同次数进行统计得到统计值，在比较出统计值大于统计阈值时，标记模块对异常电器进行标记，通信模块向用户终端推送异常电器名单。有益效果：考虑到如果电器总是异常停止工作或自动启动，那么应该考虑该电器是否出现故障，因此本方案中，还利用识别模块对反馈信息进行识别得到异常电器，然后利用统计模块对同一异常电器出现的次数进行统计，得出的统计值则表示相应的异常电器出现异常的次数，在统计值大于统计阈值时，还由标记模块对其进行标记，并通过通信模块向用户终端推送异常电器名单，以提醒用户及时对相应电器进行检修。
附图说明
图1为本发明家居用电管理控制系统实施例一的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
基本如附图1所示：家居用电管理控制系统，包括通信模块，用于接收用户终端发送的控制信息，控制信息包括要控制的对应电器名称和控制状态，如控制电视开启，或控制电视待机。
控制模块，用于根据接收到的控制信息控制相应的电器运行。
存储模块，存储有平均用电阈值范围和电器运行状态图像；平均用电阈值范围包括平均用电低值和平均用电高值，平均用电阈值可以根据预先采集的多次用电值得到用电平均值后，对计算得到的用电平均值进行一定范围内的上下浮动，如计算得出用电平均值为X，设定浮动的范围为10％，则平均用电阈值
Figure BDA0002837213550000041
电器运行状态图像则为能够表明电器处于使用状态的图像，如有指示灯的电器的电器运行状态图像能够表示电器运行的图像，如电视机则是显示屏显示有画面的图像，电灯则是点亮时的图像，若电器有指示灯，则为包括指示灯在内且指示灯为启动状态的电器的图像。
采集模块，用于获取实际用电量；本实施例中，采集模块包括安装在电表处的摄像头，在获取某一时间段的实际用电量时，由采集模块分别采集开始时刻和结尾时刻的电表图像并识别出读数，两个读数之差即为这一时间段的实际用电量X0。
比较模块，用于将实际用电量和平均用电阈值范围进行比较，在比较出实际用电量超出平均用电阈值范围时，即
Figure BDA0002837213550000051
时，采集模块还包括安装在室内的室内摄像头，采集室内的环境图像，环境图像包括电器图像；
处理模块，用于对环境图像进行处理得到电器状态图像，具体的，电器状态图像包括电器指示灯状态图像，处理时，根据电器所在环境图像的位置将环境图像分割为多个电器状态图像，每个电器状态图像只包括一个电器；
识别模块，用于根据电器运行状态图像对电器状态图像进行识别；
振动传感器，用于检测电器是否振动；本实施例中，振动传感器检测冰箱是否振动，考虑到冰箱的指示灯是安装在冰箱内的，因此无法通过图像识别对冰箱是否工作进行识别，而当冰箱工作时，由于冰箱的内部零件较多，结构也相对复杂，压缩机、蒸发器等在一定情况下都会发出细微的震动，因此本实施例设置振动传感器对冰箱的振动进行检测。
标记模块，用于在识别到对应的电器状态图像与电器运行图像相符时对相应电器进行标记，还在检测出电器处于振动状态时对相应电器进行标记，通信模块还用于将标记得到的电器名单推送给用户终端，电器名单则表示当前处于工作状态的电器的名单；
通信模块还用于接收用户终端的反馈信息，控制模块根据反馈信息控制相应电器的开启或关闭。
识别模块还用于对反馈信息进行识别得出异常电器；存储模块还预设有统计阈值；
统计模块，用于对识别出异常电器的相同次数进行统计得到统计值，在比较出统计值大于统计阈值时，标记模块对异常电器进行标记，通信模块向用户终端推送异常电器名单。
具体实施过程如下：使用时，用户可以通过用户终端发送控制信息，如“启动电视机”，控制模块在接收到控制信息后，控制对应的电器启动，即控制电视开启。
存储模块预设存储平均用电阈值范围
Figure BDA0002837213550000052
本实施例中，以上午九点到上午十二点为例。然后由采集模块获取上午九点到上午十二点的实际用电量，具体的，在上午九点的时候获取电表图像并识别出读数X0-1，在上午十二点的时候再次获取电表图像并识别出读数X0-2，则X0＝X0-2-X0-1。
识别模块将实际用电量与平均用电阈值范围进行比较，在比较出实际用电量超出平均用电阈值范围时，设定
Figure BDA0002837213550000053
则在X0＜0.9X或X0＞1.1X，在X0＜0.9X时，说明当前的实际用电量是低于平均用电低值的，则说明可能是有电器异常停止了工作，而若X0＞1.1X，说明当前的实际用电量高于平均用短高值，说明可能是有电器异常启动或忘记关闭了，此时采集模块还采集室内的环境图像。
在采集到环境图像后，处理模块对环境图像进行处理，得到电器状态图，如环境图像内包括五件电器，则处理后得到五份电器状态图，然后识别模块根据电器运行状态图对电器状态图进行识别。在识别到对应的电器状态图像与电器运行图像相符时，标记相应电器。
同时振动传感器也检测电器是否振动，在检测出电器振动时，标记电器。
通信模块则将标记得到的电器名单推送给用户终端；用户通过推送来的电器名单在可以知道当前情况下有哪些电器是异常运行的。如推送的电器名单中有电视，则表示此时电视处于工作状态，而正常情况下，此时的电视应该是处于待机状态的，因此通信模块还用于接收用户终端的反馈信息，控制模块根据反馈信息控制相应电器的开启或关闭，如用户此时通过用户终端发送“电视待机”的反馈信息，控制模块则控制电视机进入待机状态。
实施例二
与实施例一相比，本实施例中，存储模块还包括电器常用状态表和时间阈值；具体的，电器常用状态表包括电器名、时间段和电器的工作状态，如表一所示。
表一
Figure BDA0002837213550000061
如表一所示，电器A1在7:01-8:30时，通常情况下是处于开启状态。
还包括计算模块，用于在通信模块向用户终端推送电器名单后开始计时并得到推送时间；
比较模块比较推送时间和时间阈值，在推送时间大于时间阈值时，设定阈值为T，得到的推送时间为T0，则在T0＞T时，识别模块还识别环境图像内是否有人，在识别到环境图像内没有人时，控制模块才根据电器常用状态表控制相对电器的启动或关闭。
如表一所示，电器A1在7:01-8:30时，通常情况下是处于开启状态。而在这个时间段内，向用户终端推送的电器名单内有电器A1，说明此时电器A1是关闭的，则当推送时间T0超过时间阈值T时，由于通信模块还没有接收到用户终端的反馈信息，则控制模块根据电器常用状态表控制电器A1开启。
实施例三
与实施例一和实施例二相比，本实施例中，通信模块还接收用户终端反馈的确认无误信息；
还包括报警模块，用于在比较模块比较出实际用电量超出平均用电阈值范围时且通信模块接收到确认无误信息时，生成线路状态检查信息，通信模块向用户终端发送线路状态检查信息。
考虑到用电异常除了电器工作异常导致，还有可能是因为线路异常导致，如出现漏电，因此本方案中，在通信模块接收到确认无误信息时，表明虽然此时用电异常，但是电器工作处于正常状态，则可能考虑是因为线路漏电导致，此时报警模块生成线路状态检查信息，通信模块还向线路状态检查信息推送给用户终端，以提醒用户对线路进行检查，避免及时对线路异常的状态进行检修。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.家居用电管理控制系统，包括通信模块，用于接收用户终端发送的控制信息；
控制模块，用于根据接收到的控制信息控制相应的电器运行；
其特征在于：还包括存储模块，存储有平均用电阈值范围；
采集模块，用于获取实际用电量；
比较模块，用于将实际用电量和平均用电阈值范围进行比较，在比较出所述实际用电量超出所述平均用电阈值范围时，所述采集模块还用于采集室内的环境图像，所述环境图像包括电器图像；
处理模块，用于对所述环境图像进行处理得到电器状态图像；电器运行状态图像则为能够表明电器处于使用状态的图像；
所述存储模块还预设有电器运行状态图像；电器状态图像包括电器指示灯状态图像；
识别模块，用于根据所述电器运行状态图像对所述电器状态图像进行识别；
标记模块，用于在识别到对应的所述电器状态图像与所述电器运行图像相符时对相应电器进行标记，所述通信模块还用于将标记得到的电器名单推送给用户终端。
2.根据权利要求1所述的家居用电管理控制系统，其特征在于：还包括振动传感器，用于检测电器是否振动，在检测出电器处于振动状态时，所述标记模块对相应电器进行标记。
3.根据权利要求1或2任一所述的家居用电管理控制系统，其特征在于：所述通信模块还用于接收用户终端的反馈信息，所述控制模块根据所述反馈信息控制相应电器的开启或关闭。
4.根据权利要求1所述的家居用电管理控制系统，其特征在于：所述存储模块还包括电器常用状态表和时间阈值；还包括计算模块，用于在所述通信模块向用户终端推送电器名单后开始计时并得到推送时间；
所述比较模块比较所述推送时间和时间阈值，在所述推送时间大于所述时间阈值时，所述控制模块根据所述电器常用状态表控制相对电器的启动或关闭。
5.根据权利要求4所述的家居用电管理控制系统，其特征在于：在所述推送时间大于所述时间阈值时，所述识别模块还识别所述环境图像内是否有人，在识别到环境图像内没有人时，所述控制模块才根据所述电器常用状态表控制相对电器的启动或关闭。
6.根据权利要求3所述的家居用电管理控制系统，其特征在于：所述识别模块还用于对所述反馈信息进行识别得出异常电器；所述存储模块还预设有统计阈值；
还包括统计模块，用于对识别出异常电器的相同次数进行统计得到统计值，在比较出统计值大于统计阈值时，所述标记模块对异常电器进行标记，所述通信模块向用户终端推送异常电器名单。
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