CN112750276A - 一种基于用电设备识别的独居老人看护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于用电设备识别的独居老人看护方法及系统，包括以下步骤：初始化l＝0，智能用电采集终端持续采集用电特征并根据用电特征确定用电设备类型的启停事件；步骤2：s＝mod(l，4)，l＝l+1；步骤3：判断第s个对齐时间段内是否有对应的固定时间段启停类电器的启停事件发生，若是，返回步骤2，否则执行步骤4；步骤4：判断当前时间与上个随机单次启停类电器的启停事件的时间间隔是否大于预设阈值，若是，则执行步骤5，否则返回步骤2；步骤5：智能用电采集终端发送告警通知到监护人的移动终端；本发明通过分析独居老人的电器使用情况判断独居老人是否存在摔倒晕倒等意外情况，实时性较高、对房屋的用电情况进行全局判断，覆盖较全面且能保护个人隐私。

Description

一种基于用电设备识别的独居老人看护方法及系统

技术领域

本发明属于独居老人的看护领域，具体来说涉及一种基于用电设备识别的独居老人看护方法及系统。

背景技术

独居老人看护已逐渐成为备受社会关注的问题。目前针对独居老人看护，已经有一些解决方案，例如智能水表监测用水情况、视频捕捉老人活动状况、穿戴式设备监测老人心率步态特征等方案。

但现有的解决方案都各有缺点，例如智能水表的监测，可能会延迟12小时，实时性较差，并且如果出现老人在沐浴时摔倒等情况就无法解决了；视频方案又涉及隐私和覆盖不全的问题(如卫生间)；穿戴式设备给老人带来额外的穿戴负担，还会面临需要定期充电等问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，以解决背景技术中现有的独居老人看护方案实时性较差、涉及隐私、覆盖不完全等问题。

本发明的目的之二在于提供一种基于用电设备识别的独居老人看护系统，以解决背景技术中现有的独居老人看护系统在家中仍需要穿戴从而形成额外的负担且需要定期充电的问题。

为实现上述目的，本发明提供技术方案如下：

一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，所述独居老人看护方法包括以下步骤：

步骤1：初始化l＝0，智能用电采集终端持续采集用电特征并根据用电特征确定用电设备类型的启停事件，所述用电设备类型为随机单次启停类电器、周期性启停类电器或者固定时间段启停类电器；

步骤2：s＝mod(l，4)+1，l＝l+1；

步骤3：智能用电采集终端判断第s个对齐时间段内是否有对应的固定时间段启停类电器的启停事件发生，若是，返回步骤2，否则执行步骤4；

步骤4：判断当前时间与上个随机单次启停类电器的启停事件的时间间隔是否大于预设阈值，若是，则执行步骤5，否则返回步骤2；

步骤5：智能用电采集终端发送告警通知到监护人的移动终端。

如权利要求1所述的一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：建立电器用电特征数据库；

步骤1.2：智能用电采集终端判断用电总功率的功率增量是否大于预设功率阈值，若是，执行步骤1.3，否则重复步骤1.2；

步骤1.3：智能用电采集终端采集用电特征并通过电器用电特征数据库进行用电特征的相似性比对，确定并记录用电设备类型的启停事件。

优选地，所述步骤1.1为记录独居老人家庭主要用电设备的用电特征，形成私有电器特征用电特征数据库。

优选地，所述用电特征包括瞬时电流特征和稳态电流特征。

优选地，所述对齐时间段包括4个区间段，分别为[Tm_start，Tm_end]、[Tn_start，Tn_end]、[Ta_start，Tn_end]、[Te_start，Te_end]，任一对齐时间段对应若干固定时间段启停类电器。

优选地，执行步骤5之后，若监护人确定智能用电采集终端发送的告警通知为误判，则通过移动终端设置智能用电采集终端的报警屏蔽时间。

优选地，所述预设阈值为分段阈值，当当前时间在第一预设时段内，则预设阈值为5小时，当当前时间在第二预设时段内，则预设阈值为10小时。

优选地，所述预设功率阈值为50w。

应用基于用电设备识别的独居老人看护方法的系统，所述系统包括智能用电采集终端，所述智能用电采集终端包括数据采集提取模块、处理模块、无线通讯模块、数据存储模块，所述数据采集提取模块、数据存储模块分别与处理模块连接，所述处理模块通过无线通讯模块与移动终端进行数据交互；

所述数据采集提取模块用于获取用电特征和用电总功率；所述数据存储模块用于存储私有电器用电特征数据库；所述处理模块用于根据用电特征确定用电设备类型的启停事件、执行判断操作以及发送告警通知至监护人移动终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的方法通过分析独居老人的电器使用情况判断独居老人是否存在摔倒晕倒等意外情况，实时性较高、对房屋的用电情况进行全局判断，覆盖较全面且能保护个人隐私；本发明的系统与家用空气开关的总开或电表的出线侧配合设置，不额外增加老人的负担且不需要进行充电。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的连接关系图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

参照图1-2，一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，所述独居老人看护方法包括以下步骤：

步骤1：初始化l＝0，智能用电采集终端持续采集用电特征并根据用电特征确定用电设备类型的启停事件，所述用电设备类型为随机单次启停类电器、周期性启停类电器或者固定时间段启停类电器；

本发明将每种电气进行分类，举例来说，如烧水壶、电视机、吸尘器、燃气热水器等由于其使用时间不确定且多是单次使用，因此被分为随机单次启停类电器，而电冰箱、常开状态的电热水器等则作为周期性启停类电器，电饭煲、微波炉、洗衣机、电吹风、电磁炉、抽油烟机等由于其通常在固定的时间段内使用，如电饭煲通常在三餐的时间段运行，因此归为固定时间段启停类电器。

本实施例中，智能用电采集终端可支持12.8k/s的采样速率。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：记录独居老人家庭主要用电设备的用电特征，形成私有电器用电特征数据库；

步骤1.2：智能用电采集终端判断用电总功率的功率增量是否大于预设功率阈值，若是，执行步骤1.3，否则重复步骤1.2；

步骤1.3：智能用电采集终端采集用电特征并通过私有电器用电特征数据库进行用电特征的相似性比对，确定并记录用电设备类型的启停事件。

本发明中，智能用电采集终端在安装后的一段时间内，首先记录对应的独居老人家庭的主要用电设备的用电特征，形成私有电器用电特征数据库；在形成私有电器用电特征数据库之后，智能用电采集终端通过判断用电总功率来确定是否有电器启动或停止，这里的预设功率阈值为50w，当有电器启停时，则通过采集的用电特征并对用电特征与私有电器用电特征数据库中的用电特征进行对比，判断属于哪种用电设备类型的启停。本发明中，私有电器用电特征数据库为用电设备类型判断的前期准备工作，对不同独居老人家庭的主要用电设备建立各自独立的数据库，使得判断合理化，提高判定的准确性。

本发明中，用电特征包括瞬时电流特征和稳态电流特征。瞬时电流特征包括冲击电流或峰值电流以及上升率等，稳态电流特征包括电流有效值、有功功率、无功功率、功率因素、电流曲线的斜率均方根、电流畸形率等。

本实施例步骤1.3中，特征相似性对比为：通过式(1)-(4)计算待识别负荷的用电特征y_j与私有电器用电特征数据库中的任一电器的用电特征y_i间的相似系数δ(y_i，y_j)，选择相似系数最大的电器名作为待识别负荷的电器名，确定待识别负荷的所属用电设备类型；

以上的特征相似性对比仅作为本发明的其中一实施方式，特征相似性对比的方法为本领域的公知常识，本领域技术人员可根据实际情况自行设置。

步骤2：s＝mod(l，4)+1，l＝l+1；

步骤3：智能用电采集终端判断第s个对齐时间段内是否有固定时间段启停类电器的启停事件发生，若是，返回步骤2，否则执行步骤4；

本发明中，对齐时间段包括4个区间段，分别为[Tm_start，Tm_end]、[Tn_start，Tn_end]、[Ta_start，Tn_end]、[Te_start，Te_end]，一般为早上、中午、下午、晚上，任一对齐时间段对应若干固定时间段启停类电器。这里需要注意的是，4个区间段合计24个小时。

本发明中，由于通常独居老人对固定时间段启停类电器的使用，都会有相对规律的用电行为，例如电饭煲通常在三餐的时间段内运行，因此将电饭煲归为第一、第二及第四个对齐时间段内。

步骤4：判断当前时间与上个随机单次启停类电器的启停事件的时间间隔是否大于预设阈值T，若是，则执行步骤5，否则返回步骤2：

本发明中，由于白天为人的正常活动期间，电器的使用率会相对比较频繁，而晚上为人的睡眠休息时间，电器的使用率则没有白天频繁，因此将预设阈值T为分段阈值，当当前时间在早上6点至晚上8点这一第一预设时段内，则预设阈值为5小时，当当前时间在晚上8点至第次日早上6点这一第二预设时段内，则预设阈值为10小时。

步骤5：智能用电采集终端发送告警通知到监护人的移动终端。

执行步骤5之后，若监护人确定智能用电采集终端发送的告警通知为误判，则通过移动终端设置智能用电采集终端的报警屏蔽时间。

本发明中，智能用电采集终端可通过语音方式、信息方式或者其他方式向监护人发送告警通知。当监护人认为此告警通知为误判时，可以设置报警屏蔽时间，例如独居老人出门拜访亲友或出游，可以对应设置报警屏蔽数日，期间不会发出告警通知。

一种基于用电设备识别的独居老人看护方法的系统，所述系统包括智能用电采集终端，所述智能用电采集终端包括数据采集提取模块、处理模块、无线通讯模块、数据存储模块，所述数据采集提取模块、数据存储模块分别与处理模块连接，所述处理模块通过无线通讯模块与移动终端进行数据交互；

所述数据采集提取模块用于获取用电特征和用电总功率；所述数据存储模块用于存储私有电器用电特征数据库和记录主要用电设备的启停事件；所述处理模块用于根据用电特征确定用电设备类型的启停事件、执行判断操作以及发送告警通知至监护人移动终端。

本发明中，智能用电采集终端的安装位置：家用空气开关的总开或电表的出线测，此为本领域公知常识，本领域技术人员可根据实际情况自行设置。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，所述独居老人看护方法包括以下步骤：

步骤1：初始化l＝0，智能用电采集终端持续采集用电特征并根据用电特征确定用电设备类型的启停事件，所述用电设备类型为随机单次启停类电器、周期性启停类电器或者固定时间段启停类电器；

步骤2：s＝mod(l，4)，l＝l+1；

步骤3：智能用电采集终端判断第s个对齐时间段内是否有对应的固定时间段启停类电器的启停事件发生，若是，返回步骤2，否则执行步骤4；

步骤4：判断当前时间与上个随机单次启停类电器的启停事件的时间间隔是否大于预设阈值，若是，则执行步骤5，否则返回步骤2；

步骤5：智能用电采集终端发送告警通知到监护人的移动终端。

2.如权利要求1所述的一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：建立电器用电特征数据库；

步骤1.2：智能用电采集终端判断用电总功率的功率增量是否大于预设功率阈值，若是，执行步骤1.3，否则重复步骤1.2；

步骤1.3：智能用电采集终端采集用电特征并通过电器用电特征数据库进行用电特征的相似性比对，确定并记录用电设备类型的启停事件。

3.如权利要求2所述的一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，所述步骤1.1为记录独居老人家庭主要用电设备的用电特征，形成私有电器特征用电特征数据库。

4.如权利要求3任一项所述的一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，所述用电特征包括瞬时电流特征和稳态电流特征。

5.如权利要求1所述的一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，所述对齐时间段包括4个区间段，分别为[Tm_start，Tm_end]、[Tn_start，Tn_end]、[Ta_start，Tn_end]、[Te_start，Te_end]，任一对齐时间段对应若干固定时间段启停类电器。

6.如权利要求1所述的一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，执行步骤5之后，若监护人确定智能用电采集终端发送的告警通知为误判，则通过移动终端设置智能用电采集终端的报警屏蔽时间。

7.如权利要求1所述的一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，所述预设阈值为分段阈值，当当前时间在第一预设时段内，则预设阈值为5小时，当当前时间在第二预设时段内，则预设阈值为10小时。

8.如权利要求1所述的一种基于用电设备识别的独居老人看护方法，其特征在于，所述预设功率阈值为50w。

9.应用权利要求1-8任一项所述的基于用电设备识别的独居老人看护方法的系统，其特征在于，所述系统包括智能用电采集终端，所述智能用电采集终端包括数据采集提取模块、处理模块、无线通讯模块、数据存储模块，所述数据采集提取模块、数据存储模块分别与处理模块连接，所述处理模块通过无线通讯模块与移动终端进行数据交互；

所述数据采集提取模块用于获取用电特征和用电总功率；所述数据存储模块用于存储私有电器用电特征数据库；所述处理模块用于根据用电特征确定用电设备类型的启停事件、执行判断操作以及发送告警通知至监护人移动终端。

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