CN113625047B - 一种具有冻结功能的智能电能表系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有冻结功能的智能电能表系统，属于电能表技术领域，包括断电数据记录模块、冻结模块、客户端、储存模块和服务器；所述客户端用于用户安装在手机中，包括分析单元和显示单元；所述储存模块设置在客户端内，用于储存信息；所述断电数据记录模块用于当电能表断电时进行数据记录；因为电能表内的储存空间小，不能储存过多的数据，通过将储存模块设置在客户端内，使得储存模块可以使用较大的内存，储存更多的数据；通过断电数据记录模块的设置，使得当电能表断电时还可以进行数据记录，记录不同情况对应的时间，为日历时钟的数据恢复提供一定的数据支持；通过将数据发送给储存模块，避免占用电能表的储存。

Description

一种具有冻结功能的智能电能表系统

技术领域

本发明属于电能表技术领域；具体是一种具有冻结功能的智能电能表系统。

背景技术

日历时钟是智能电能表的重要部件，多费率计费、结算日抄表数据、线损分析等等，都依赖准确的日历时钟。但是，日历时钟要电来维持，尤其是在停电的时候，靠电池维持，而电池又是不可做容量全检的产品，有的电池可能在现场运行中很快就没有电了，而不能维持时钟的运行，停电后再上电就会发生时钟异常，而且一旦发生日历时钟异常，就必须重新校时，从异常到校时这个期间的数据记录就是混乱的，比如结算日冻结数据，可能没有冻结上，或者在不该冻结的时间给冻结了，造成收费问题；因此需要确定日历时钟的混乱时长，为日历时钟的数据恢复提供依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有冻结功能的智能电能表系统，解决上述问题。因为电能表内的储存空间小，不能储存过多的数据，通过将储存模块设置在客户端内，使得储存模块可以使用较大的内存，储存更多的数据；通过断电数据记录模块的设置，使得当电能表断电时还可以进行数据记录，记录不同情况对应的时间，为日历时钟的数据恢复提供一定的数据支持。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种具有冻结功能的智能电能表系统，包括断电数据记录模块、冻结模块、客户端、储存模块和服务器；

所述客户端用于用户安装在手机中，包括分析单元和显示单元；

所述储存模块设置在客户端内，用于储存信息；

所述断电数据记录模块用于当电能表断电时进行数据记录，具体方法包括：

实时获取电能表的供电状态，供电状态包括日常供电和备用供电；

当获取到的供电状态为日常供电时，不进行操作；当获取到的供电状态为备用供电时，记录备用供电时的起始时间；

当在备用供电期间恢复正常供电时，记录恢复正常供电的起始时间，获得备用供电时长；

当在备用供电期间没有恢复正常供电时，记录备用电源断电时间和对应时间的日历时钟数据，当恢复供电时，记录恢复供电时间，获得无序时长；

将无序时长和备用供电时长发送到储存模块，用于之后的数据恢复；

所述冻结模块用于当用电异常时进行用电冻结。

进一步地，当用电异常时进行用电冻结的方法包括：

步骤SA1：获取用户家中电器种类、型号和使用年限，将电器种类、型号和使用年限标记为输入数据，获取用电模型，将输入数据输入至用电模型获取输出结果并标记为标准电器用电量，将标准电器用电量发送至储存模块；

步骤SA2：实时获取用户家中单位时间内的用电总量，将获取到的用电总量发送到分析单元，进行用电分析；

步骤SA3：接收由分析单元发送的用电分析结果；当接收到的是异常用电报警信号和异常电器信息时，冻结对应的插座供电，生成维修信号，将维修信号发送到服务器，派遣维修人员进行检修；

当接收到的是用电正常信号时，不进行操作。

进一步地，步骤SA2中将获取到的用电总量发送到分析单元，进行用电分析的方法包括：

步骤SAA1：分析单元接收用电总量，从储存模块内获取标准电器用电量，确定用户家中标准用电总量区间；

步骤SAA2：将接收的用电总量与标准用电总量区间进行匹配，当接收的用电总量不在标准用电总量区间内时，生成异常用电报警信号，获取用户家中电路排线图和家电摆放位置，将用电总量、电路排线图、家电摆放位置和天气温度整合为第二输入数据；

获取查找模型，将第二输入数据输入到查找模型中，获取对应的输出结果，并标记为异常电器；将异常用电报警信号和异常电器信息发送给冻结模块；

当接收的用电总量在标准用电总量区间内时，生成用电正常信号，将用电正常信号发送到冻结模块。

进一步地，所述显示单元用于显示用户家中各个插座的用电信息，具体方法包括：

获取用户家中电路排线图，为每个插座进行编号；设置耗电统计图，获取单位时间内的总耗电量和各个插座单位时间内的耗电量，将各插座耗电占比输入到耗电统计图中；

点击耗电统计图将会显示对应插座的预测信息，预测信息包括用电是否正常、用电异常原因和推荐方案。

本发明的有益效果：因为电能表内的储存空间小，不能储存过多的数据，通过将储存模块设置在客户端内，使得储存模块可以使用较大的内存，储存更多的数据；通过断电数据记录模块的设置，使得当电能表断电时还可以进行数据记录，记录不同情况对应的时间，为日历时钟的数据恢复提供一定的数据支持；获取用户家中电器种类、型号和使用年限，将电器种类、型号和使用年限标记为输入数据，获取用电模型，将输入数据输入至用电模型获取输出结果并标记为标准电器用电量，将标准电器用电量发送至储存模块，通过将数据发送给储存模块，避免占用电能表的储存，因为电能表内的储存空间小，不能储存过多的数据；

实时获取用户家中单位时间内的用电总量，将获取到的用电总量发送到分析单元，进行用电分析；接收由分析单元发送的用电分析结果；当接收到的是异常用电报警信号和异常电器信息时，冻结对应的插座供电，生成维修信号，将维修信号发送到服务器，派遣维修人员进行检修；通过将数据发送给客户端中的分析单元进行分析，再接收由分析单元发送的用电分析结果，避免了由冻结模块自己的数据分析，因为冻结模块是设置在电能表内，由冻结模块自己进行分析的话，将会影响电能表的使用，由分析单元进行分析就可以解决这个问题了，只要接收分析单元发送的分析结果就可以进行后续步骤了。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

如图1所示，一种具有冻结功能的智能电能表系统，包括断电数据记录模块、冻结模块、客户端、储存模块和服务器；

客户端用于用户安装在手机中，便于用户了解电能表信息；包括分析单元和显示单元；

储存模块设置在客户端内，用于储存信息，因为电能表内的储存空间小，不能储存过多的数据；

断电数据记录模块用于当电能表断电时进行数据记录，具体方法包括：

实时获取电能表的供电状态，供电状态包括日常供电和备用供电，日常供电就是没有停电时对电能表的供电，备用供电就是停电时使用备用电源供电，

当获取到的供电状态为日常供电时，不进行操作；当获取到的供电状态为备用供电时，记录备用供电时的起始时间；

当在备用供电期间恢复正常供电时，就是来电了，不使用备用电源供电了，记录恢复正常供电的起始时间，获得备用供电时长；

当在备用供电期间没有恢复正常供电时，就是还没有恢复供电备用电源没电了，记录备用电源断电时间和对应时间的日历时钟数据，当恢复供电时，记录恢复供电时间，获得无序时长，无序时长就是从备用电源断电到恢复正常供电之间的时长；

将无序时长和备用供电时长发送到储存模块，用于之后的数据恢复；

冻结模块用于当用电异常时进行用电冻结，禁止用电，具体方法包括：

步骤SA1：获取用户家中电器种类、型号和使用年限，使用年限就是使用这台电器多少年了，将电器种类、型号和使用年限标记为输入数据，获取用电模型，将输入数据输入至用电模型获取输出结果并标记为标准电器用电量，输出结果就是对应电器单位时间内的耗电量，单位时间可以是每小时或者每天；将标准电器用电量发送至储存模块；

步骤SA2：实时获取用户家中单位时间内的用电总量，将获取到的用电总量发送到分析单元，进行用电分析；

步骤SA3：接收由分析单元发送的用电分析结果；当接收到的是异常用电报警信号和异常电器信息时，冻结对应的插座供电，生成维修信号，将维修信号发送到服务器，派遣维修人员进行检修；

当接收到的是用电正常信号时，不进行操作；

步骤SA1中获取用电模型的方法包括：获取电器用电历史数据；电器用电历史数据包括电器种类、型号和使用年限；为电器用电历史数据设置输出结果；构建人工智能模型；人工智能模型包括误差逆向传播神经网络、RBF神经网络和深度卷积神经网络；将电器用电历史数据和对应的状态标签按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集；设定比例包括3：1：1、4：2：1和6：3：1；通过训练集、测试集和校验集对人工智能模型进行训练、测试和校验；将训练完成的人工智能模型标记为用电模型；

步骤SA2中将获取到的用电总量发送到分析单元，进行用电分析的方法包括：

步骤SAA1：分析单元接收用电总量，从储存模块内获取标准电器用电量，确定用户家中标准用电总量区间；标准用电总量区间是由正在使用的电器的标准电器用电量统计的；因为家用电器除了大型电器(冰箱、空调等)，其他电器用电较少，对统计的影响不大；

步骤SAA2：将接收的用电总量与标准用电总量区间进行匹配，当接收的用电总量不在标准用电总量区间内时，生成异常用电报警信号，获取用户家中电路排线图和家电摆放位置，将用电总量、电路排线图、家电摆放位置和天气温度整合为第二输入数据，获取查找模型，将第二输入数据输入到查找模型中，获取对应的输出结果，对应的输出结果为具体位置的家用电器，就是什么电器用电异常，并标记为异常电器；将异常用电报警信号和异常电器信息发送给冻结模块；异常电器信息包括异常电器和对应接入的电路插座；

当接收的用电总量在标准用电总量区间内时，生成用电正常信号，将用电正常信号发送到冻结模块；

步骤SAA2中获取查找模型的方法包括：获取异常用电历史数据；异常用电历史数据包括用电总量、电路排线图、家电摆放位置和天气温度；为电器用电历史数据设置对应的输出结果；构建人工智能模型；人工智能模型包括误差逆向传播神经网络、RBF神经网络和深度卷积神经网络；将异常用电历史数据和对应的状态标签按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集；设定比例包括3：1：1、4：2：1和6：3：1；通过训练集、测试集和校验集对人工智能模型进行训练、测试和校验；将训练完成的人工智能模型标记为查找模型；

步骤SA3中将维修信号发送到服务器，派遣维修人员进行检修的方法包括：

步骤SAC1：获取维修人员个人信息，个人信息包括年龄、性别、联系方式和维修工龄，将维修人员标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；

步骤SAC3：将维修人员的维修工龄标记为Pi；

步骤SAC4：获取维修人员的工作状态，工作状态包括空闲状态和忙碌状态，将维修人员的工作状态标记为Li；

步骤SAC5：获取维修人员与用户家之间的距离，并将维修人员与用户家之间的距离标记为Ki；将维修人员、维修人员的维修工龄、维修人员的工作状态和维修人员与用户家之间的距离进行去除量纲取其数值计算；

步骤SAC6：根据公式Qi＝λ*(b1*Pi*b2*Li)/(b3*Ki+1)获取得到优先值Qi，其中，b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0≤b2≤1，0<b3≤1，λ为修正因子，取值范围为0<λ≤1，当维修人员的工作状态是忙碌状态时，Li＝0，当维修人员的工作状态是空闲状态时，Li＝1；

步骤SAC7：将优先值Qi按照由大到小的顺序进行排列，并派遣优先值Qi排列第一的维修人员进行维修；

显示单元用于显示用户家中各个插座的用电信息，具体方法包括：

获取用户家中电路排线图，为每个插座进行编号；设置耗电统计图，获取单位时间内的总耗电量和各个插座单位时间内的耗电量，将各插座耗电占比输入到耗电统计图中；

点击耗电统计图将会显示对应插座的预测信息，预测信息包括用电是否正常、用电异常原因和推荐方案。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况设定。

本发明在使用时，将客户端安装在手机中，实时获取电能表的供电状态，供电状态包括日常供电和备用供电，当获取到的供电状态为日常供电时，不进行操作；当获取到的供电状态为备用供电时，记录备用供电时的起始时间；当在备用供电期间恢复正常供电时，记录恢复正常供电的起始时间，获得备用供电时长；当在备用供电期间没有恢复正常供电时，记录备用电源断电时间和对应时间的日历时钟数据，当恢复供电时，记录恢复供电时间，获得无序时长，将无序时长和备用供电时长发送到储存模块，用于之后的数据恢复；

当用电异常时进行用电冻结，禁止用电，获取用户家中电器种类、型号和使用年限，将电器种类、型号和使用年限标记为输入数据，获取用电模型，将输入数据输入至用电模型获取输出结果并标记为标准电器用电量，将标准电器用电量发送至储存模块；实时获取用户家中单位时间内的用电总量，将获取到的用电总量发送到分析单元，进行用电分析；接收由分析单元发送的用电分析结果；当接收到的是异常用电报警信号和异常电器信息时，冻结对应的插座供电，生成维修信号，将维修信号发送到服务器，派遣维修人员进行检修；当接收到的是用电正常信号时，不进行操作；

获取电器用电历史数据；电器用电历史数据包括电器种类、型号和使用年限；为电器用电历史数据设置输出结果；构建人工智能模型；人工智能模型包括误差逆向传播神经网络、RBF神经网络和深度卷积神经网络；将电器用电历史数据和对应的状态标签按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集；设定比例包括3：1：1、4：2：1和6：3：1；通过训练集、测试集和校验集对人工智能模型进行训练、测试和校验；将训练完成的人工智能模型标记为用电模型；

分析单元接收用电总量，从储存模块内获取标准电器用电量，确定用户家中标准用电总量区间；将接收的用电总量与标准用电总量区间进行匹配，当接收的用电总量不在标准用电总量区间内时，生成异常用电报警信号，获取用户家中电路排线图和家电摆放位置，将用电总量、电路排线图、家电摆放位置和天气温度整合为第二输入数据，获取查找模型，将第二输入数据输入到查找模型中，获取对应的输出结果，并标记为异常电器；将异常用电报警信号和异常电器信息发送给冻结模块；当接收的用电总量在标准用电总量区间内时，生成用电正常信号，将用电正常信号发送到冻结模块；

需要进行检修时，派遣维修人员进行检修，获取维修人员个人信息，将维修人员的维修工龄标记为Pi；获取维修人员的工作状态，工作状态包括空闲状态和忙碌状态，将维修人员的工作状态标记为Li；获取维修人员与用户家之间的距离，并将维修人员与用户家之间的距离标记为Ki；根据公式Qi＝λ*(b1*Pi*b2*Li)/(b3*Ki+1)获取得到优先值Qi，将优先值Qi按照由大到小的顺序进行排列，并派遣优先值Qi排列第一的维修人员进行维修；显示用户家中各个插座的用电信息，获取用户家中电路排线图，为每个插座进行编号；设置耗电统计图，获取单位时间内的总耗电量和各个插座单位时间内的耗电量，将各插座耗电占比输入到耗电统计图中；点击耗电统计图将会显示对应插座的预测信息，预测信息包括用电是否正常、用电异常原因和推荐方案。

本发明的有益效果：因为电能表内的储存空间小，不能储存过多的数据，通过将储存模块设置在客户端内，使得储存模块可以使用较大的内存，储存更多的数据；通过断电数据记录模块的设置，使得当电能表断电时还可以进行数据记录，记录不同情况对应的时间，为日历时钟的数据恢复提供一定的数据支持；获取用户家中电器种类、型号和使用年限，将电器种类、型号和使用年限标记为输入数据，获取用电模型，将输入数据输入至用电模型获取输出结果并标记为标准电器用电量，将标准电器用电量发送至储存模块，通过将数据发送给储存模块，避免占用电能表的储存，因为电能表内的储存空间小，不能储存过多的数据。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员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，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种具有冻结功能的智能电能表系统，其特征在于，包括断电数据记录模块储存模块和服务器；

所述断电数据记录模块用于当电能表断电时进行数据记录，具体方法包括：

实时获取电能表的供电状态，供电状态包括日常供电和备用供电；

当获取到的供电状态为日常供电时，不进行操作；当获取到的供电状态为备用供电时，记录备用供电时的起始时间；

当在备用供电期间恢复正常供电时，记录恢复正常供电的起始时间，获得备用供电时长；

当在备用供电期间没有恢复正常供电时，记录备用电源断电时间和对应时间的日历时钟数据，当恢复供电时，记录恢复供电时间，获得无序时长；

将无序时长和备用供电时长发送到储存模块，用于之后的数据恢复；

还包括冻结模块和客户端；

所述冻结模块用于当用电异常时进行用电冻结；

当用电异常时进行用电冻结的方法包括：

步骤SA1：获取用户家中电器种类、型号和使用年限，将电器种类、型号和使用年限标记为输入数据，获取用电模型，将输入数据输入至用电模型获取输出结果并标记为标准电器用电量，将标准电器用电量发送至储存模块；

步骤SA2：实时获取用户家中单位时间内的用电总量，将获取到的用电总量发送到分析单元，进行用电分析；

步骤SA3：接收由分析单元发送的用电分析结果；当接收到的是异常用电报警信号和异常电器信息时，冻结对应的插座供电，生成维修信号，将维修信号发送到服务器，派遣维修人员进行检修；

当接收到的是用电正常信号时，不进行操作；

步骤SA2中将获取到的用电总量发送到分析单元，进行用电分析的方法包括：

步骤SAA1：分析单元接收用电总量，从储存模块内获取标准电器用电量，确定用户家中标准用电总量区间；

步骤SAA2：将接收的用电总量与标准用电总量区间进行匹配，当接收的用电总量不在标准用电总量区间内时，生成异常用电报警信号，获取用户家中电路排线图和家电摆放位置，将用电总量、电路排线图、家电摆放位置和天气温度整合为第二输入数据；

获取查找模型，将第二输入数据输入到查找模型中，获取对应的输出结果，并标记为异常电器；将异常用电报警信号和异常电器信息发送给冻结模块；

当接收的用电总量在标准用电总量区间内时，生成用电正常信号，将用电正常信号发送到冻结模块；

步骤SA3中将维修信号发送到服务器，派遣维修人员进行检修的方法包括：

步骤SAC1：获取维修人员个人信息，个人信息包括年龄、性别、联系方式和维修工龄，将维修人员标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；

步骤SAC3：将维修人员的维修工龄标记为Pi；

步骤SAC4：获取维修人员的工作状态，工作状态包括空闲状态和忙碌状态，将维修人员的工作状态标记为Li；

步骤SAC5：获取维修人员与用户家之间的距离，并将维修人员与用户家之间的距离标记为Ki；将维修人员、维修人员的维修工龄、维修人员的工作状态和维修人员与用户家之间的距离进行去除量纲取其数值计算；

步骤SAC6：根据公式Qi＝λ*(b1*Pi*b2*Li)/(b3*Ki+1)获取得到优先值Qi，其中，b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0≤b2≤1，0<b3≤1，λ为修正因子，取值范围为0<λ≤1，当维修人员的工作状态是忙碌状态时，Li＝0，当维修人员的工作状态是空闲状态时，Li＝1；

步骤SAC7：将优先值Qi按照由大到小的顺序进行排列，并派遣优先值Qi排列第一的维修人员进行维修。

2.根据权利要求1所述的一种具有冻结功能的智能电能表系统，其特征在于，所述客户端用于用户安装在手机中，包括显示单元。

3.根据权利要求1所述的一种具有冻结功能的智能电能表系统，其特征在于，所述储存模块设置在客户端内，用于储存信息。

4.根据权利要求2所述的一种具有冻结功能的智能电能表系统，其特征在于，所述显示单元用于显示用户家中各个插座的用电信息，具体方法包括：

获取用户家中电路排线图，为每个插座进行编号；设置耗电统计图，获取单位时间内的总耗电量和各个插座单位时间内的耗电量，将各插座耗电占比输入到耗电统计图中；

点击耗电统计图将会显示对应插座的预测信息，预测信息包括用电是否正常、用电异常原因和推荐方案。

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