CN117631552A - 一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及人工智能领域，且公开了一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，系统包括摄像头图像采集模块、厨房数据采集模块、厨房数据智能处理模块、厨房数据分析模块、智能控制优化模块及用户反馈预警模块，通过对厨房电器进行图像采集来收集信息，由传感器对厨房数据进行采集，通过对厨房数据进行处理，增加了厨房数据监控的准确性和可靠性，通过进行分析，得到能源优化指数，并通过对电器用能情况进行控制和优化，再将监测的数据信息向用户端进行反馈，并对所发生的异常情况发出预警信息，提供节能建议，从而对耗能情况进行及时优化控制，并通过对厨房用电器的使用情况和能源消耗进行智能化调节，降低了厨房用电的成本。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域，更具体地涉及一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统。
背景技术
随着家庭用电器的不断增加，能源消耗问题日益严重。厨房电器作为家庭用电的重要组成部分，其能耗问题受到了广泛关注对厨房电器进行运行调控，有助于降低能耗实现绿色环保；通过对厨房电器进行调控，可以避免电器长时间过度运行，从而延长电器的使用寿命，并且厨房电器的运行调控可以帮助家庭控制用电费用，尤其是用电高峰期，合理调控厨房电器的运行，可以降低家庭用电负担。厨房环境特殊，湿度较大，若电器运行失控，可能导致火灾等安全事故。通过对厨房电器进行运行调控，可以降低安全风险。；
然而上述过程仍然具备以下缺点：
其一、现有对厨房电器的智能化调控不够完善，仅仅是对数据的监控，因此在监控的过程中常常会出现误差，对出现电器异常问题无法及时向用户进行反馈；
其二、并且缺少对厨房电器数据的具体分析，进而对能源进行优化控制，会造成无法及时控制的结果，同时缺乏智能节能功能，无法根据使用情况自动调节能源消耗。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明提供如下技术方案：一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，包括：
摄像头图像采集模块：用于采用摄像头对厨房电器进行图像采集来收集信息，实时监测厨房中各种电器的使用情况和工作状态，同时识别厨房用电器的能耗行为；
厨房数据采集模块：用于将传感器与网络通信相连接，对厨房数据进行采集，并对厨房环境和用电器的运行状态进行实时监测，同时将采集的厨房数据传输至厨房数据智能处理模块；
厨房数据智能处理模块：基于对采集的厨房数据进行处理，得到对厨房电器进行能源优化的相关特征数据，将相关特征数据传输至厨房数据分析模块，包括电器使用频率、电器耗电量、室温变化、湿度以及用水量；
厨房数据分析模块：基于对相关特征数据进行分析，得到电器耗能系数、环境系数以及负载均衡系数；
智能控制优化模块：用于对分析出的相关特征数据进行推导，得出能源优化指数，通过能源优化指数对电器用能情况进行控制和优化，识别厨房电器的使用模式和习惯，自动调整电器的运行方式；
用户反馈预警模块：基于将厨房数据监测的数据信息向用户端进行反馈，对厨房电器使用时所发生的异常情况发出预警信息通知用户，并向用户提供使用电器的节能建议。
优选的，所述摄像头图像采集模块通过分析电器的工作指示灯和显示屏上的信息，了解电器的工作模式和设置，监测电器是否正常工作，包括检测烤箱是否预热到设定温度，检测冰箱是否关闭，并判断厨房中所使用的电器种类和品牌，同时根据电器的外观特征来判断其可能的功能和使用方式。
优选的，所述厨房数据采集模块是通过传感器将采集到的数据发送到网络中，再将采集到的数据通过网络通信传输到指定的目标位置，在目标位置接收到数据后，进行数据存储，并根据采集的厨房数据对厨房电器的能耗进行实时监测和记录；
所述传感器是根据需求选择适合厨房数据采集的传感器，主要包括温度传感器、湿度传感器以及气体传感器。
优选的，所述厨房数据智能处理模块是通过对数据进行清洗、去除异常值、填补缺失值及解决数据不一致性；
所述相关特征数据是根据厨房数据的特点和分析目的，选择最能反映数据特征的变量；
所述电器使用频率D是通过衡量电器运行时每秒钟的电流变化次数，从而确定电器的运行速度和性能，计算公式为U表示用电器的电压，I通过用电器的电流，/>表示电压的相位差，/>表示电流的相位差，n、r分别表示电压、电流最大谐波次数，k表示电压的下界，j表示电流的下界；
所述电器耗电量Q，通过比较不同电器的耗电量，确定哪些电器消耗更多的电力，若发现某些电器的耗电量过高，通过考虑更换能效更高的电器或调整使用时间来节省能源，计算公式为P总表示厨房电器的总功率，t表示电器的使用时间；
所述室温变化W是指在烹饪过程中，电器设备所产生的热量使食物或水温度上升的过程，计算公式为W＝R×(T2-T1)，R表示热容量，T1，T2分别表示初始温度和终止温度。
优选的，所述厨房数据分析模块是通过对厨房电器进行能源优化的相关特征数据进行分析，并对其进行计算；
所述电器耗能系数f是用于判断厨房电器在使用过程中的耗能情况，对耗能异常的电器进行检测，通过电器使用频率D，电器耗电量Q，电器的使用时间t，进行分析计算，得出
所述环境系数的计算公式为W表示室温变化，C表示厨房室内温度，A表示光线色温，B表示噪音大小，h1，h2，h3，h4表示权重系数，m表示所参与计算参数的个数；
所述负载均衡系数的计算公式为Z＝N×ln(Qt+D)，N表示电器的使用个数，t表示电器的使用时间，Q表示电器耗电量，D表示电器使用频率。
优选的，所述智能控制优化模块是通过能源优化指数预测厨房电器未来的能源需求，并进行合理的调度，同时通过识别厨房电器的使用模式和习惯，自动调整电器的运行方式；
所述能源优化指数是通过电器耗能系数f，环境系数x，负载均衡系数Z，计算得出
优选的，所述用户反馈预警模块是通过对电器的能源消耗情况进行实时监测，并对能源消耗的异常行为进行相应的调整，当发现异常时发送警报信息通知用户，并结合用户的生活习惯和用电需求，在用户经常使用电器的时间段提供节能建议，同时根据实时用能情况自动调整电器的功率。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过设有摄像头图像采集模块对厨房电器进行图像采集来收集信息，厨房数据采集模块将传感器与网络通信相连接，对厨房数据进行采集，通过厨房数据智能处理模块处理得到对厨房电器进行能源优化的相关特征数据，有利于对厨房电器的运行状态和使用情况进行实时监控，增加了厨房数据监控的准确性和可靠性；厨房数据分析模块分析计算出电器耗能系数、环境系数、负载均衡系数，智能控制优化模块计算出能源优化指数，并通过能源优化指数对电器用能情况进行控制和优化，通过用户反馈预警模块将厨房数据监测的数据信息向用户端进行反馈，对厨房电器使用时所发生的异常情况发出预警信息通知用户，并向用户提供使用电器的节能建议，通过对厨房数据的具体分析，从而对耗能情况进行及时优化控制，并通过对厨房用电器的使用情况和能源消耗进行智能化调节，降低了厨房用电的成本。
附图说明
图1为本发明的一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，包括：
摄像头图像采集模块：用于采用摄像头对厨房电器进行图像采集来收集信息，实时监测厨房中各种电器的使用情况和工作状态，同时识别厨房用电器的能耗行为。
本实施例中，所述摄像头图像采集模块通过分析电器的工作指示灯和显示屏上的信息，了解电器的工作模式和设置，监测电器是否正常工作，包括检测烤箱是否预热到设定温度，检测冰箱是否关闭，并判断厨房中所使用的电器种类和品牌，同时根据电器的外观特征来判断其可能的功能和使用方式。
需要具体说明的是，摄像头可以判断厨房中所使用的电器种类和品牌，并根据电器的外观特征来判断其可能的功能和使用方式，并分析电器的工作指示灯和显示屏上的信息，来了解电器的工作模式和设置，还可以监测电器是否正常工作，从而使监测的厨房用电器的工作情况更加准确和可靠。
厨房数据采集模块：用于将传感器与网络通信相连接，对厨房数据进行采集，并对厨房环境和用电器的运行状态进行实时监测，同时将采集的厨房数据传输至厨房数据智能处理模块。
本实施例中，所述厨房数据采集模块是通过传感器将采集到的数据发送到网络中，再将采集到的数据通过网络通信传输到指定的目标位置，在目标位置接收到数据后，进行数据存储，并根据采集的厨房数据对厨房电器的能耗进行实时监测和记录；
所述传感器是根据需求选择适合厨房数据采集的传感器，主要包括温度传感器、湿度传感器以及气体传感器。
需要具体说明的是，通过传感器采集厨房数据，可以进行数据分析，了解厨房的使用情况和效率，优化厨房的布局、设备和工作流程，提高厨房的运营效率和服务质量，同时能够很好的监测厨房的火源、气体浓度等安全隐患，及时发出警报，防止火灾、气体泄漏等事故的发生。
厨房数据智能处理模块：基于对采集的厨房数据进行处理，得到对厨房电器进行能源优化的相关特征数据，将相关特征数据传输至厨房数据分析模块，包括电器使用频率、电器耗电量、室温变化、湿度以及用水量。
本实施例中，所述厨房数据智能处理模块是通过对数据进行清洗、去除异常值、填补缺失值及解决数据不一致性；
所述相关特征数据是根据厨房数据的特点和分析目的，选择最能反映数据特征的变量；
所述电器使用频率D是通过衡量电器运行时每秒钟的电流变化次数，从而确定电器的运行速度和性能，计算公式为U表示用电器的电压，I通过用电器的电流，/>表示电压的相位差，/>表示电流的相位差，n、r分别表示电压、电流最大谐波次数，k表示电压的下界，j表示电流的下界；
所述电器耗电量Q，通过比较不同电器的耗电量，确定哪些电器消耗更多的电力，若发现某些电器的耗电量过高，通过考虑更换能效更高的电器或调整使用时间来节省能源，计算公式为P总表示厨房电器的总功率，t表示电器的使用时间；
所述室温变化W是指在烹饪过程中，电器设备所产生的热量使食物或水温度上升的过程，计算公式为W＝R×(T2-T1)，R表示热容量，T1，T2分别表示初始温度和终止温度。
需要具体说明的是，通过对厨房数据进行处理，厨房电器可以提供能源消耗的详细报告和建议，帮助用户合理使用能源并降低能源消耗成本。用户可以根据这些数据做出相应的调整。
厨房数据分析模块：基于对相关特征数据进行分析，得到电器耗能系数、环境系数以及负载均衡系数。
本实施例中，所述厨房数据分析模块是通过对厨房电器进行能源优化的相关特征数据进行分析，并对其进行计算；
所述电器耗能系数f是用于判断厨房电器在使用过程中的耗能情况，对耗能异常的电器进行检测，通过电器使用频率D，电器耗电量Q，电器的使用时间t，进行分析计算，得出
所述环境系数的计算公式为W表示室温变化，C表示厨房室内温度，A表示光线色温，B表示噪音大小，h1，h2，h3，h4表示权重系数，m表示所参与计算参数的个数；
所述负载均衡系数的计算公式为Z＝N×ln(Qt+D)，N表示电器的使用个数，t表示电器的使用时间，Q表示电器耗电量，D表示电器使用频率。
需要具体说明的是，通过对厨房数据进行分析可以帮助厨房电器优化能源利用效率提高能源利用效率。通过对电器的能耗情况进行监测和分析，可以及时发现电器的能源浪费问题，并采取相应的措施进行改进；
所述光线色温A对厨房数据的影响主要体现在视觉效果、作业效率、食品安全、节能环保和居住者心情，根据实际情况和个人需求进行综合考虑，计算公式为I表示相关色温。
智能控制优化模块：用于对分析出的相关特征数据进行推导，得出能源优化指数，通过能源优化指数对电器用能情况进行控制和优化，识别厨房电器的使用模式和习惯，自动调整电器的运行方式。
本实施例中，所述智能控制优化模块是通过能源优化指数预测厨房电器未来的能源需求，并进行合理的调度，同时通过识别厨房电器的使用模式和习惯，自动调整电器的运行方式；
所述能源优化指数是通过电器耗能系数f，环境系数x，负载均衡系数Z，计算得出
需要具体说明的是，通过智能控制优化对厨房电器进行预测和优化，可以预测未来的厨房数据趋势，检测厨房电器的工作状态，若发现异常情况，则将自动停止电器的运行，提高厨房数据的效率和性能。
用户反馈预警模块：基于将厨房数据监测的数据信息向用户端进行反馈，对厨房电器使用时所发生的异常情况发出预警信息通知用户，并向用户提供使用电器的节能建议。
本实施例中，所述用户反馈预警模块是通过对电器的能源消耗情况进行实时监测，并对能源消耗的异常行为进行相应的调整，当发现异常时发送警报信息通知用户，并结合用户的生活习惯和用电需求，在用户经常使用电器的时间段提供节能建议，同时根据实时用能情况自动调整电器的功率。
需要具体说明的是，用户反馈预警模块实现对电器的远程监控与控制，用户可以通过手机或电脑等设备，实时监测电器的能源消耗情况，并进行相应的调整，有效地提高厨房电器的能源利用效率，降低能源消耗。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，其特征在于：包括：
摄像头图像采集模块：用于采用摄像头对厨房电器进行图像采集来收集信息，实时监测厨房中各种电器的使用情况和工作状态，同时识别厨房用电器的能耗行为；
厨房数据采集模块：用于将传感器与网络通信相连接，对厨房数据进行采集，并对厨房环境和用电器的运行状态进行实时监测，同时将采集的厨房数据传输至厨房数据智能处理模块；
厨房数据智能处理模块：基于对采集的厨房数据进行处理，得到对厨房电器进行能源优化的相关特征数据，将相关特征数据传输至厨房数据分析模块，包括电器使用频率、电器耗电量、室温变化、湿度以及用水量；
厨房数据分析模块：基于对相关特征数据进行分析，得到电器耗能系数、环境系数以及负载均衡系数；
智能控制优化模块：用于对分析出的相关特征数据进行推导，得出能源优化指数，通过能源优化指数对电器用能情况进行控制和优化，识别厨房电器的使用模式和习惯，自动调整电器的运行方式；
用户反馈预警模块：基于将厨房数据监测的数据信息向用户端进行反馈，对厨房电器使用时所发生的异常情况发出预警信息通知用户，并向用户提供使用电器的节能建议。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，其特征在于：所述摄像头图像采集模块通过分析电器的工作指示灯和显示屏上的信息，了解电器的工作模式和设置，监测电器是否正常工作，包括检测烤箱是否预热到设定温度，检测冰箱是否关闭，并判断厨房中所使用的电器种类和品牌，同时根据电器的外观特征来判断其可能的功能和使用方式。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，其特征在于：所述厨房数据采集模块是通过传感器将采集到的数据发送到网络中，再将采集到的数据通过网络通信传输到指定的目标位置，在目标位置接收到数据后，进行数据存储，并根据采集的厨房数据对厨房电器的能耗进行实时监测和记录；
所述传感器是根据需求选择适合厨房数据采集的传感器，主要包括温度传感器、湿度传感器以及气体传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，其特征在于：所述厨房数据智能处理模块是通过对数据进行清洗、去除异常值、填补缺失值及解决数据不一致性；
所述相关特征数据是根据厨房数据的特点和分析目的，选择最能反映数据特征的变量；
所述电器使用频率D是通过衡量电器运行时每秒钟的电流变化次数，从而确定电器的运行速度和性能，计算公式为U表示用电器的电压，I通过用电器的电流，/>表示电压的相位差，/>表示电流的相位差，n、r分别表示电压、电流最大谐波次数，k表示电压的下界，j表示电流的下界；
所述电器耗电量Q，通过比较不同电器的耗电量，确定哪些电器消耗更多的电力，若发现某些电器的耗电量过高，通过考虑更换能效更高的电器或调整使用时间来节省能源，计算公式为P总表示厨房电器的总功率，t表示电器的使用时间；
所述室温变化W是指在烹饪过程中，电器设备所产生的热量使食物或水温度上升的过程，计算公式为W＝R×(T2-T1)，R表示热容量，T1，T2分别表示初始温度和终止温度。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，其特征在于：所述厨房数据分析模块是通过对厨房电器进行能源优化的相关特征数据进行分析，并对其进行计算；
所述电器耗能系数f是用于判断厨房电器在使用过程中的耗能情况，对耗能异常的电器进行检测，通过电器使用频率D，电器耗电量Q，电器的使用时间t，进行分析计算，得出
所述环境系数的计算公式为W表示室温变化，C表示厨房室内温度，A表示光线色温，B表示噪音大小，h1，h2，h3，h4表示权重系数，m表示所参与计算参数的个数；
所述负载均衡系数的计算公式为Z＝N×ln(Qt+D)，N表示电器的使用个数，t表示电器的使用时间，Q表示电器耗电量，D表示电器使用频率。
6.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，其特征在于：所述智能控制优化模块是通过能源优化指数预测厨房电器未来的能源需求，并进行合理的调度，同时通过识别厨房电器的使用模式和习惯，自动调整电器的运行方式；
所述能源优化指数是通过电器耗能系数f，环境系数x，负载均衡系数Z，计算得出
7.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的厨房电器运行智能调控系统，其特征在于：所述用户反馈预警模块是通过对电器的能源消耗情况进行实时监测，并对能源消耗的异常行为进行相应的调整，当发现异常时发送警报信息通知用户，并结合用户的生活习惯和用电需求，在用户经常使用电器的时间段提供节能建议，同时根据实时用能情况自动调整电器的功率。
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