TWI393894B - 識別迴路上電器用電行為的方法、系統與電腦程式產品 - Google Patents

Description

識別迴路上電器用電行為的方法、系統與電腦程式產品

本發明是有關於一種取得用電資訊的方法，且特別是有關於一種以迴路為單位辨識電器用電行為的方法、系統及電腦程式產品。

隨著石油、電力與其他自然資源的日漸短缺，環境保護與節約能源的觀念也逐漸受到重視。據統計，約有百分之三十九左右的能源是使用在人類的居住環境上，因此，越來越多的建築物開始使用具備能源計算管控能力的智慧型電表(Smart Meter)，以即時提供使用者居住環境中的各項用電資訊。

一般來說，為了解建築物中各種電器或設備的耗電情況，最直接的方式便是在每個電器設備上裝設如小型電表般的量測裝置。另外，倘若需要搜集各電器的用電狀況並加以分析，則需要在電器或小型電表上安裝無線電射頻(Radio Frequency，RF)通訊元件或電力線通訊(Power Line Communication，PLC)元件，以透過通訊元件將用電資訊傳回後端平台進行分析。但不難想見的是，當需要量測的電器數量過多時，在每個電器上安裝量測裝置與通訊元件不僅需要耗費相當多的人力，也需要十分昂貴的成本。

從另一方面來看，對於市面上部份內建有電力計量裝置的電器，雖然可取得本身的用電資訊，但價格昂貴會造成置換成本過高。況且除非將環境中的電器作全面性的更換，否則對於舊有的電器仍必須透過外掛量測裝置及通訊元件的方式來取得其用電資訊。

本發明提供一種識別迴路上電器用電行為的方法，能以迴路為單位辨識電器的用電行為。

本發明提供一種識別迴路上電器用電行為的系統，根據單一種耗電資訊來建立特徵值，據以識別迴路上電器的用電行為。

本發明提供一種電腦程式產品，所儲存的程式指令在載入電腦系統後，便可透過偵測與分析迴路耗電資訊的特徵，進而判斷迴路上電器的用電行為。

本發明提出一種識別迴路上電器用電行為的方法，此方法當迴路之單一種耗電資訊的變化量大於門檻值時，以耗電資訊的當前數值作為迴路的迴路主特徵值，並判斷在行為特徵對應表中是否存在接近迴路主特徵值的近似組合特徵值。若否，則依據迴路上耗電資訊之數值的變化取得對應於新用電行為的迴路主特徵值，並利用取得之新用電行為的迴路主特徵值重建行為特徵對應表，並記錄所產生的至少一組合特徵值與相對應的至少一用電行為組合於行為特徵對應表。接著自上述組合特徵值中取得接近迴路之迴路主特徵值的近似組合特徵值，以依據近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷迴路之目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，其中在判斷行為特徵對應表中是否存在近似組合特徵值的步驟之後，若存在近似組合特徵值，則依據近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷迴路之目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，其中判斷在行為特徵對應表中是否存在近似組合特徵值的步驟，包括當行為特徵對應表有記錄與迴路之迴路主特徵值的差距在一特定範圍內的組合特徵值時，判定近似組合特徵值存在。

在本發明之一實施例中，其中依據耗電資訊之數值的變化取得新用電行為之迴路主特徵值的步驟包括依據耗電資訊之數值的變化，取得連續出現且兩兩間的差異在一穩定範圍內的多個數值。統計上述數值以獲得穩態統計值，並相減穩態統計值與迴路上耗電資訊的先前數值，以產生新用電行為的迴路主特徵值。

在本發明之一實施例中，其中利用新用電行為的迴路主特徵值重建行為特徵對應表，並記錄上述組合特徵值與相對應的上述用電行為組合於行為特徵對應表的步驟包括：定義新用電行為的行為種類。若行為特徵對應表記錄有至少一現有用電行為組合，則排列組合新用電行為與上述現有用電行為組合，以產生新的用電行為組合。針對上述用電行為組合中的每一個，以其中用電行為所對應之迴路主特徵值的總和作為對應的組合特徵值。

在本發明之一實施例中，此識別迴路上電器用電行為的方法更包括在行為特徵對應表未記錄任何現有用電行為組合時，將新用電行為新增為行為特徵對應表中的第一筆用電行為組合，並以新用電行為所對應的迴路主特徵值作為該用電行為組合的組合特徵值。

在本發明之一實施例中，其中當迴路之耗電資訊的變化量大於門檻值時，以耗電資訊的當前數值作為迴路之迴路主特徵值的步驟更包括取得迴路上耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為迴路的迴路輔特徵值。而依據迴路上耗電資訊之數值的變化取得新用電行為之迴路主特徵值的步驟更包括取得迴路上耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為新用電行為的迴路輔特徵值。

在本發明之一實施例中，其中利用新用電行為的迴路主特徵值重建行為特徵對應表的步驟更包括在一時間特徵對應表中記錄新用電行為與新用電行為之迴路輔特徵值的對應關係。

在本發明之一實施例中，其中依據近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷迴路之目前電器用電行為的步驟包括判斷近似組合特徵值是否唯一。若是，則判定目前電器用電行為符合近似組合特徵值所對應的用電行為組合。

在本發明之一實施例中，若近似組合特徵值不唯一，則比較迴路的前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，以判定目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，其中若近似組合特徵值不唯一，則比較迴路的前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，或再比對迴路輔特徵值與時間特徵對應表，以判定目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，此識別迴路上電器用電行為的方法更包括針對迴路上多個現有電器之多種用電行為的每一個，收集現有電器在用電行為下耗電資訊之數值的變化，以取得用電行為所對應的迴路主特徵值與迴路輔特徵值。排列組合各現有電器之各用電行為，以產生多個現有用電行為組合。針對上述現有用電行為組合中的每一個，加總其中各用電行為所對應的迴路主特徵值，以作為現有用電行為組合所對應的現有組合特徵值。記錄上述現有用電行為組合與個別對應的現有組合特徵值於行為特徵對應表。並且在時間特徵對應表中記錄各現有電器之各用電行為與其所對應的迴路輔特徵值。

在本發明之一實施例中，其中耗電資訊包括功率、伏特安培、伏特、瓦時、用電度數、虛功率，以及電流其中之一。

從另一觀點來看，本發明提出一種識別迴路上電器用電行為的系統，包括耗電資訊感測器、行為特徵對應表建立模組，以及識別模組。耗電資訊感測器用以偵測迴路之單一種耗電資訊的數值。行為特徵對應表建立模組用以提供行為特徵對應表。識別模組耦接耗電資訊感測器及行為特徵對應表建立模組，當迴路之耗電資訊的變化量大於門檻值時，識別模組以耗電資訊的當前數值作為迴路的迴路主特徵值，並判斷在行為特徵對應表中是否存在接近上述迴路主特徵值的近似組合特徵值。若否，則識別模組依據迴路上耗電資訊之數值的變化取得對應新用電行為的迴路主特徵值，並通知行為特徵對應表建立模組利用新用電行為的迴路主特徵值重建行為特徵對應表，以及記錄所產生的至少一組合特徵值與相對應的至少一用電行為組合於行為特徵對應表。識別模組自上述組合特徵值中取得接近迴路之迴路主特徵值的近似組合特徵值，並依據近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷迴路之目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，其中若在行為特徵對應表中存在接近迴路之迴路主特徵值的近似組合特徵值，識別模組依據近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷迴路之目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，其中識別模組在行為特徵對應表有記錄與迴路之迴路主特徵值的差距在一特定範圍內的組合特徵值時，判定近似組合特徵值存在。

在本發明之一實施例中，其中識別模組依據耗電資訊之數值的變化，取得連續出現且兩兩間的差異在一穩定範圍內的多個數值，統計上述數值以獲得穩態統計值，並相減穩態統計值與迴路上耗電資訊的先前數值來作為新用電行為的迴路主特徵值。

在本發明之一實施例中，其中行為特徵對應表建立模組取得因應新用電行為而定義的行為種類。若行為特徵對應表記錄有至少一現有用電行為組合，則行為特徵對應表建立模組排列組合新用電行為與上述現有用電行為組合，以產生新的用電行為組合。並針對上述用電行為組合中的每一個，以其中用電行為所對應之迴路主特徵值的總和作為對應的組合特徵值。

在本發明之一實施例中，其中行為特徵對應表建立模組在行為特徵對應表未記錄任何現有用電行為組合時，將新用電行為新增為行為特徵對應表中的第一筆用電行為組合，並以新用電行為所對應的迴路主特徵值作為用電行為組合的組合特徵值。

在本發明之一實施例中，其中當迴路之耗電資訊的變化量大於門檻值時，識別模組取得迴路上耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為迴路的迴路輔特徵值。而在依據迴路上耗電資訊之數值的變化取得新用電行為的迴路主特徵值時，識別模組另取得迴路上耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為新用電行為的迴路輔特徵值。

在本發明之一實施例中，識別迴路上電器用電行為的系統更包括耦接識別模組的時間特徵對應表建立模組。時間特徵對應表建立模組將新用電行為與其迴路輔特徵值的對應關係記錄於時間特徵對應表。

在本發明之一實施例中，其中識別模組判斷近似組合特徵值是否唯一。若是，則判定目前電器用電行為符合近似組合特徵值所對應的用電行為組合。

在本發明之一實施例中，識別模組在判斷近似組合特徵值不唯一時，比較迴路的前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，以判定目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，其中識別模組在判斷近似組合特徵值不唯一時，比較迴路的前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，或再比對迴路之迴路輔特徵值與時間特徵對應表，以判定目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，其中行為特徵對應表建立模組針對迴路上多個現有電器之多種用電行為的每一個，收集依據現有電器在用電行為下耗電資訊之數值的變化而取得的新用電行為的迴路主特徵值。排列組合各現有電器之各用電行為以產生多個現有用電行為組合，並針對上述現有用電行為組合中的每一個，加總其中各用電行為所對應的迴路主特徵值，以作為現有用電行為組合所對應的現有組合特徵值，並將上述現有用電行為組合與個別對應的現有組合特徵值記錄於行為特徵對應表。

在本發明之一實施例中，其中時間特徵對應表建立模組針對上述現有電器之上述用電行為的每一個，收集依據現有電器在用電行為下耗電資訊之數值的變化而取得的新用電行為的迴路輔特徵值，並在時間特徵對應表中記錄各現有電器之各用電行為與其對應的迴路輔特徵值。

在本發明之一實施例中，識別迴路上電器用電行為的系統更包括耦接識別模組結果輸出裝置，用以顯示目前電器用電行為。

在本發明之一實施例中，其中耗電資訊包括功率、伏特安培、伏特、瓦時、用電度數、虛功率，以及電流其中之一。

在本發明之一實施例中，其中耗電資訊感測器包括電表、電力計、瓦時計，及功率量測計其中之一。

從又一觀點來看，本發明提出一種電腦程式產品，所包括的至少一程式指令在載入電腦系統並執行後，可執行上述識別迴路上電器用電行為的方法。

基於上述，本發明是根據單一種耗電資訊之數值的變化來設定各種電器用電行為的特徵，進而定義多種用電行為組合的特徵值。據此，在依據迴路目前耗電資訊的數值變化來取得迴路特徵值後，只需將迴路特徵值與先前定義的用電行為組合特徵值進行比對，便能判斷出迴路上各電器的用電行為。在不需額外在每個電器上增設量測裝置的前提下，能大幅降低辨識電器用電行為的成本。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明之一實施例所繪示之識別迴路上電器用電行為的系統之方塊圖。請參閱圖1，用電行為識別系統100包括耗電資訊感測器110、行為特徵對應表建立模組120、時間特徵對應表建立模組130、識別模組140，以及結果輸出裝置150。

耗電資訊感測器110用以偵測迴路之單一種耗電資訊的數值。亦即，耗電資訊感測器110僅需具備偵測一種耗電資訊的能力。耗電資訊感測器110可以是電表、電力計、瓦時計，或功率量測計等等。而耗電資訊則例如是功率、伏特安培、伏特、瓦時、用電度數、虛功率，或電流等。耗電資訊感測器110係放置在能取得整個迴路的耗電資訊數值之處。好比說，在需要偵測居家環境的電器用電行為時，便可將耗電資訊感測器110放置在住家的電力盤。

行為特徵對應表建立模組120提供所建立的行為特徵對應表。行為特徵對應表是用來記錄用電行為組合與組合特徵值的對應關係。在用電行為識別系統100尚未開始運作之前，行為特徵對應表建立模組120便可先行產生行為特徵對應表的內容。詳細地說，行為特徵對應表建立模組120針對迴路上每個現有電器的每種用電行為，收集各現有電器在各用電行為下耗電資訊之數值的變化，而依據耗電資訊之數值的變化便能取得各現有電器之各用電行為所分別對應的迴路主特徵值。例如，耗電資訊之數值的變化能藉由各種統計方式而被分成數值穩定及不穩定兩部份。而本實施例中，各現有電器之各用電行為所分別對應的迴路主特徵值則是被歸類為穩定部份之所有數值的統計值，統計值可透過求取算術平均數、常態分配、或眾數等方式來獲得，在此並不加以限制。

接下來，在將所有現有電器之所有用電行為排列組合後，便可產生多個現有用電行為組合。而針對每個現有用電行為組合，行為特徵對應表建立模組120將加總其中各用電行為所對應的迴路主特徵值，據以產生各現有用電行為組合所對應的現有組合特徵值。最後，行為特徵對應表建立模組120將各個現有用電行為組合與個別對應的現有組合特徵值記錄在行為特徵對應表中。

假設迴路上有i個現有電器，那麼本實施例可以下列算式來表示所有用電行為組合的數量N，以及任一種用電行為組合X所對應的組合特徵值：

其中，S_i 表示現有電器i可能出現的用電行為，而P_i 則表示現有電器i在X這種用電行為組合所定義之用電行為下的迴路主特徵值。

必須特別說明的是，除了能在用電行為識別系統100開始運作之前先建立行為特徵對應表，當用電行為識別系統100處於運作狀態下，行為特徵對應表建立模組120也能即時地更新行為特徵對應表的內容，而詳細的更新方式容後再敘。

時間特徵對應表建立模組130可提供所建立的時間特徵對應表，用來記錄各種用電行為與一特徵值的對應關係。在用電行為識別系統100尚未開始運作之前，時間特徵對應表建立模組130可針對迴路上所有現有電器的各種用電行為，收集各現有電器在各用電行為下耗電資訊之數值的變化，據以取得各現有電器之各用電行為的所對應的迴路輔特徵值。在本實施例中，一現有電器在一用電行為下，其耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間便會被視為該用電行為的迴路輔特徵值。時間特徵對應表建立模組130將在時間特徵對應表中，記錄迴路上各現有電器之各個用電行為與其對應的迴路輔特徵值。同樣地，在用電行為識別系統100運作的過程中，時間特徵對應表建立模組130也可以即時地更新時間特徵對應表的內容，更新的時間點與方式容後再敘。

識別模組140耦接耗電資訊感測器110、行為特徵對應表建立模組120，以及時間特徵對應表建立模組130。在取得由耗電資訊感測器110所偵測到迴路之耗電資訊的數值後，根據行為特徵對應表建立模組120以及時間特徵對應表建立模組130所提供的兩個對應表，比對判斷迴路的目前電器用電行為。當對應表資訊不足而無法產生比對結果時，識別模組140亦會通知行為特徵對應表建立模組120及時間特徵對應表建立模組130更新對應表的內容，接著再做進一步的判斷。

結果輸出裝置150耦接識別模組140，用以顯示迴路之目前電器用電行為。舉例來說，輸出裝置150可以是電腦系統、伺服器、或資訊呈現面板，可透過有線或無線網路耦接至識別模組140，進而取得由識別模組140所辨識的目前電器用電行為，再將其顯示出來以供使用者檢視。

用電行為識別系統100是以迴路為單位進行判斷，不需在迴路的每個電器上額外裝設量測裝置。據此不僅能避免裝設量測裝置的成本，也因為只需單一種耗電資訊便能進行辨識，從而透過降低計算複雜度以大幅提升辨識效率。

以下將以另一實施例來對用電行為識別系統100的詳細運作流程進行說明。圖2是依照本發明之一實施例所繪示之識別迴路上電器用電行為的方法之流程圖，請同時參閱圖1與圖2。

在用電行為識別系統100開始運作後，耗電資訊感測器110便可持續地(或以特定時間為間隔)偵測迴路之單一種耗電資訊的數值。如步驟210所示，當迴路之耗電資訊的變化量大於門檻值時，識別模組140以耗電資訊的當前數值作為迴路的迴路主特徵值。在本實施例中，門檻值可為使用者自行設定，或是迴路上的各電器耗電資訊量測值的最小差值。

此外，識別模組140亦會取得迴路上耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間，以作為迴路的迴路輔特徵值。詳細地說，迴路上耗電資訊之數值的變化可藉由統計方式而被劃分為穩定及不穩定兩部份，而迴路輔特徵值則是數值不穩定的時間。亦即，耗電資訊之數值需經過這段時間後才會趨於穩定。

在取得代表目前迴路狀態的兩種特徵值後，接著如步驟220所示，識別模組140判斷在行為特徵對應表中是否存在接近迴路之迴路主特徵值的近似組合特徵值。具體來說，識別模組140會將迴路之迴路主特徵值與行為特徵對應表所記錄的每個組合特徵值作比較，而唯有在行為特徵對應表中記錄有與迴路之迴路主特徵值的差距在一特定範圍內的組合特徵值時，識別模組140才判定在行為特徵對應表中存在近似組合特徵值。

倘若無法自行為特徵對應表取得近似組合特徵值，表示行為特徵對應表可能尚未記錄任何資訊，或是雖有資料存在但表中的每筆組合特徵值與迴路之迴路主特徵值的差值都超過上述特定範圍。此時如步驟230所示，識別模組140依據迴路上耗電資訊之數值的變化取得對應一新用電行為的迴路主特徵值。在本實施例中，識別模組140首先依據由耗電資訊感測器110所偵測到迴路上耗電資訊之數值的變化，取得連續出現且兩兩間的差異在一穩定範圍內的多個數值。上述數值的產生可藉由變異數的計算或其他統計方法來獲得。接著，識別模組140統計取得的數值以獲得一穩態統計值，而統計方式例如是計算算術平均數、常態分配，或是取眾數等，在此並不加以限制。最後，識別模組140將穩態統計值與迴路上耗電資訊的先前數值相減，並以差值作為新用電行為的迴路主特徵值。

此外，識別模組140亦會取得耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間，據以作為新用電行為的迴路輔特徵值。由於取得新用電行為之迴路輔特徵值的方式與取得迴路之迴路輔特徵值的方式相同或相似，故在此不再贅述。

接著在步驟240中，識別模組140通知行為特徵對應表建立模組利120利用新用電行為的迴路主特徵值重建行為特徵對應表，並將重建時所產生的至少一組合特徵值與相對應的至少一用電行為組合記錄於行為特徵對應表。以下說明重建行為特徵對應表的詳細步驟。

首先，行為特徵對應表建立模組120取得因應新用電行為而定義的行為種類。行為種類可由使用者提供，例如是電器的名稱與狀態，好比像是“電器A強”、“電器A弱”，或者是“電器B開”等等。然而上述行為種類的格式僅是為了說明所舉出的範例，本發明並不以此為限。

接著，行為特徵對應表建立模組120判斷行為特徵對應表是否尚未記錄任何資訊(例如現有用電行為組合與現有組合特徵值)。若是，行為特徵對應表建立模組120直接將新用電行為增新為對應表中的第一筆用電行為組合(亦即，該用電行為組合只包括一種用電行為)，並以新用電行為所對應的迴路主特徵值作為該用電行為組合的組合特徵值，並記錄於行為特徵對應表中。

倘若行為特徵對應表已記錄至少一個現有用電行為組合，那麼行為特徵對應表建立模組120排列組合新用電行為與各個現有用電行為組合，進而產生多個新的用電行為組合。此外，行為特徵對應表建立模組120針對每個新產生的用電行為組合，以其中各用電行為所個別對應的迴路主特徵值之總和來作為用電行為組合的組合特徵值。

以圖3A為例，假設行為特徵對應表300現已記錄6筆用電行為組合與組合特徵值的對應資料，而這6筆資料是根據迴路上現有的電器A與電器B建立而成。其中，假設本實施例之耗電資訊為功率，而電器A具有強、弱、關這三種用電行為(以“A強”、“A弱”、“A關”來表示)，且各用電行為所對應的迴路主特徵值為35瓦特(watt)、25瓦特，0瓦特。而電器B具有開、關這兩種用電行為(以“B開”、“B關”來表示)，分別對應的迴路主特徵值為125瓦特及0瓦特。當一個新的電器C加入迴路並被啟動後，將造成迴路之耗電資訊的變化量超過門檻值。假設新用電行為的行為種類被定義為“C開”(其具有相對應的用電行為“C關”)，且用電行為“C開”的迴路主特徵值為210瓦特，用電行為“C關”的迴路主特徵值為0瓦特。那麼排列組合新用電行為“C開”與原有的6個現有用電行為組合，則會產生12個新的用電行為組合(如圖3B之用電行為組合欄位所示)。以圖3B所記錄之第4筆用電行為組合為例，該筆用電行為組合所包括的用電行為是“A關”、“B開”、“C開”，因此對應此筆用電行為組合的組合特徵值便是335瓦特(0+125+210)。

另外，識別模組140也會通知時間特徵對應表建立模組130更新時間特徵對應表的內容。時間特徵對應表建立模組130在取得因應新用電行為而定義的行為種類後，便會在時間特徵對應表新增一筆記錄，以記錄新用電行為與其迴路輔特徵值的對應關係。

接下來如圖2之步驟250所示，識別模組140將迴路之迴路主特徵值與行為特徵對應表中的每個組合特徵值進行比對，進而從上述組合特徵值中取得接近迴路之迴路主特徵值的近似組合特徵值。亦即，取得與迴路之迴路主特徵值之間的差距在特定範圍內的所有組合特徵值。

最後如步驟260所示，識別模組140依據近似組合特徵值所對應的用電行為組合來判斷迴路之目前電器用電行為。以下以圖4來說明判斷的詳細步驟。首先如步驟410所示，識別模組140判斷近似組合特徵值是否唯一。若是，則如步驟420所示，識別模組140判定迴路之目前電器用電行為符合近似組合特徵值所對應的用電行為組合。

然而若近似組合特徵值並不唯一，則如步驟430所示，識別模組140比較迴路的前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，並判定迴路之目前電器用電行為是與前次電器用電行為差異最小的用電行為組合。

除此之外，當近似組合特徵值並不唯一時，識別模組140也可以先透過比較前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，進而篩選出差異較小的數個候選用電行為組合。接著再將迴路的迴路輔特徵值與時間特徵對應表進行比對，進而從候選用電行為組合中進一步篩選出迴路的目前電器用電行為。

接著回到圖2之步驟220，倘若識別模組140能在行為特徵對應表中找到接近迴路之迴路主特徵值的近似組合特徵值，那麼直接如步驟260所示，識別模組140依據近似組合特徵值所對應的用電行為組合，判斷出迴路的目前電器用電行為。由於判斷的詳細步驟已敘述如上，故在此不再贅述。

在識別迴路上各電器的用電行為後，可由結果輸出裝置150將識別結果輸出以供使用者檢視。而只要記錄每次的辨識結果，便能進一步地判斷出迴路上每個電器的前後狀態變化，進而算出電器的使用時間，以作為推算用電費用的參考。

在用電行為識別系統100的運作過程中，倘若識別模組140無法自行為特徵對應表取得適當的參考資料，那麼識別模組140便會通知行為特徵對應表建立模組利120利用新的資訊重整行為特徵對應表，並通知時間特徵對應表建立模組130更新時間特徵對應表的內容。換句話說，用電行為識別系統100具備線上學習的能力，可以直接對迴路上的電器用電行為進行判斷，而並不一定需要在事前花費建立對應表的系統學習時間。

本發明另提供一種電腦程式產品，其係用以執行上述識別迴路上電器用電行為的方法。此電腦程式產品基本上是由數個程式指令片段所組成(例如設定程式指令片段、以及部署程式指令片段等等)，在將這些程式指令片段載入電腦系統並執行之後，即可完成前述識別迴路上電器用電行為的方法之各步驟，並使得電腦系統具備僅利用一個耗電資訊感測器而辨識迴路上各電器用電行為的能力。

綜上所述，本發明的上述實施例是以單一種耗電資訊的變化來建立每種電器之每種用電行為的特徵值，從而建立用電行為組合與特徵值的對應表。在整個迴路之耗電資訊的數值產生一定程度的變化後，即可依據迴路的特徵值並透過查表的方式判斷目前電器用電行為。特別是當迴路上的電器多屬於固定式電器且彼此間的特徵值差距較大時，更可以產生相當準確的識別效果。再者，由於對應表的內容可於系統運作時即時更新，因此能免除系統學習建表的時間。另外，不需額外在每個電器上安裝量測裝置，也能大幅減少人力與金錢成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．用電行為識別系統

110．．．耗電資訊感測器

120．．．行為特徵對應表建立模組

130．．．時間特徵對應表建立模組

140．．．識別模組

150．．．結果輸出裝置

210～260．．．本發明之一實施例所述之識別迴路上電器用電行為的方法之各步驟

300．．．行為特徵對應表

410～430．．．本發明之一實施例所述之依據近似組合特徵值判斷目前電器用電行為的各步驟

圖1是依照本發明之一實施例所繪示之識別迴路上電器用電行為的系統之方塊圖。

圖2是依照本發明之一實施例所繪示之識別迴路上電器用電行為的方法之流程圖。

圖3A、3B是依照本發明之一實施例所繪示之行為特徵對應表的示意圖。

圖4是依照本發明之一實施例所繪示之依據近似組合特徵值判斷目前電器用電行為的流程圖。

210～260．．．本發明之一實施例所述之識別迴路上電器用電行為的方法之各步驟

Claims (42)

1. 一種識別迴路上電器用電行為的方法，該方法包括：當該迴路之單一種耗電資訊的變化量大於一門檻值時，以該耗電資訊的一當前數值作為該迴路的一迴路主特徵值；判斷在一行為特徵對應表中是否存在接近該迴路主特徵值的一近似組合特徵值；若否，則依據該迴路上該耗電資訊之數值的變化取得對應一新用電行為的該迴路主特徵值；利用該新用電行為的該迴路主特徵值重建該行為特徵對應表，並記錄所產生的至少一組合特徵值與相對應的至少一用電行為組合於該行為特徵對應表；以及自該至少一組合特徵值中取得接近該迴路之該迴路主特徵值的該近似組合特徵值，以依據該近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷該迴路之一目前電器用電行為。
2. 如申請專利範圍第1項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中在判斷在該行為特徵對應表中是否存在該近似組合特徵值的步驟之後更包括：若是，則依據該近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷該迴路之該目前電器用電行為。
3. 如申請專利範圍第1項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中判斷在該行為特徵對應表中是否存在該近似組合特徵值的步驟包括：當該行為特徵對應表有記錄與該迴路之該迴路主特徵值的差距在一特定範圍內的組合特徵值時，判定存在該近似組合特徵值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中依據該耗電資訊之數值的變化取得該新用電行為的該迴路主特徵值的步驟包括：依據該耗電資訊之數值的變化，取得連續出現且兩兩間的差異在一穩定範圍內的多個數值；統計該些數值以獲得一穩態統計值；以及相減該穩態統計值與該迴路上該耗電資訊的一先前數值來作為該新用電行為的該迴路主特徵值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中利用該新用電行為的該迴路主特徵值重建該行為特徵對應表，並記錄該至少一組合特徵值與相對應的該至少一用電行為組合於該行為特徵對應表的步驟包括：定義該新用電行為的行為種類；若該行為特徵對應表記錄有至少一現有用電行為組合，則排列組合該新用電行為與該至少一現有用電行為組合，以產生該至少一用電行為組合；以及針對該至少一用電行為組合中的每一個，以其中用電行為所對應之該迴路主特徵值的總和作為對應該用電行為組合的組合特徵值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，更包括：若該行為特徵對應表未記錄任何現有用電行為組合，則新增該新用電行為為該行為特徵對應表中的第一筆用電行為組合，並以該新用電行為對應的該迴路主特徵值作為第一筆用電行為組合的組合特徵值。
7. 如申請專利範圍第5項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中當該迴路之該耗電資訊的變化量大於該門檻值時，以該耗電資訊的該當前數值作為該迴路之該迴路主特徵值的步驟更包括：取得該迴路上該耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為該迴路的一迴路輔特徵值；以及依據該迴路上該耗電資訊之數值的變化取得該新用電行為的該迴路主特徵值的步驟更包括：取得該迴路上該耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為該新用電行為的該迴路輔特徵值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中利用該新用電行為的該迴路主特徵值重建該行為特徵對應表的步驟更包括：在一時間特徵對應表中記錄該新用電行為與該新用電行為之該迴路輔特徵值的對應關係。
9. 如申請專利範圍第8項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中依據該近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷該迴路之該目前電器用電行為的步驟包括：判斷該近似組合特徵值是否唯一；以及若是，則判定該目前電器用電行為符合該近似組合特徵值所對應的用電行為組合。
10. 如申請專利範圍第9項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中在判斷該近似組合特徵值是否唯一的步驟之後更包括：若否，則比較該迴路的一前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，以判定該目前電器用電行為。
11. 如申請專利範圍第9項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中在判斷該近似組合特徵值是否唯一的步驟之後更包括：若否，則比較該迴路的一前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，或再比對該迴路之該迴路輔特徵值與該時間特徵對應表，以判定該目前電器用電行為。
12. 如申請專利範圍第1項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，更包括：針對該迴路上多個現有電器之多種用電行為的每一個，收集該現有電器在該用電行為下該耗電資訊之數值的變化，以取得該用電行為所對應的該迴路主特徵值與一迴路輔特徵值；排列組合該些現有電器之該些用電行為，以產生多個現有用電行為組合；針對該些現有用電行為組合中的每一個，加總其中各該些用電行為所對應的該迴路主特徵值，以作為該現有用電行為組合所對應的一現有組合特徵值；記錄該些現有用電行為組合與個別對應的該現有組合特徵值於該行為特徵對應表；以及在一時間特徵對應表中記錄該些現有電器之各該些用電行為與對應的該迴路輔特徵值。
13. 如申請專利範圍第1項所述之識別迴路上電器用電行為的方法，其中該耗電資訊包括功率、伏特安培、伏特、瓦時、用電度數、虛功率，以及電流其中之一。
14. 一種識別迴路上電器用電行為的系統，包括：一耗電資訊感測器，偵測一迴路之單一種耗電資訊的數值；一行為特徵對應表建立模組，提供一行為特徵對應表；以及一識別模組，耦接該耗電資訊感測器及該行為特徵對應表建立模組，其中當該迴路之該耗電資訊的變化量大於一門檻值時，該識別模組以該耗電資訊的一當前數值作為該迴路的一迴路主特徵值，並判斷在該行為特徵對應表中是否存在接近該迴路主特徵值的一近似組合特徵值；若否，則該識別模組依據該迴路上該耗電資訊之數值的變化取得對應一新用電行為的該迴路主特徵值，並通知該行為特徵對應表建立模組利用該新用電行為的該迴路主特徵值重建該行為特徵對應表，並記錄所產生的至少一組合特徵值與相對應的至少一用電行為組合於該行為特徵對應表；該識別模組自該至少一組合特徵值中取得接近該迴路之該迴路主特徵值的該近似組合特徵值，以依據該近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷該迴路之一目前電器用電行為。
15. 如申請專利範圍第14項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中若在該行為特徵對應表中存在接近該迴路之該迴路主特徵值的該近似組合特徵值，該識別模組依據該近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷該迴路之該目前電器用電行為。
16. 如申請專利範圍第14項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該識別模組在該行為特徵對應表有記錄與該迴路之該迴路主特徵值的差距在一特定範圍內的組合特徵值時，判定存在該近似組合特徵值。
17. 如申請專利範圍第14項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該識別模組依據該耗電資訊之數值的變化，取得連續出現且兩兩間的差異在一穩定範圍內的多個數值，統計該些數值以獲得一穩態統計值，並相減該穩態統計值與該迴路上該耗電資訊的一先前數值來作為該新用電行為的該迴路主特徵值。
18. 如申請專利範圍第14項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該行為特徵對應表建立模組取得因應該新用電行為而定義的行為種類，若該行為特徵對應表記錄有至少一現有用電行為組合，則該行為特徵對應表建立模組排列組合該新用電行為與該至少一現有用電行為組合，以產生該至少一用電行為組合，並針對該至少一用電行為組合中的每一個，以其中用電行為所對應之該迴路主特徵值的總和作為對應該用電行為組合的組合特徵值。
19. 如申請專利範圍第18項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該行為特徵對應表建立模組在該行為特徵對應表未記錄任何現有用電行為組合時，新增該新用電行為為該行為特徵對應表中的第一筆用電行為組合，並以該新用電行為所對應的該迴路主特徵值作為第一筆用電行為組合的組合特徵值。
20. 如申請專利範圍第14項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中當該迴路之該耗電資訊的變化量大於該門檻值時，該識別模組取得該迴路上該耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為該迴路的一迴路輔特徵值，而在依據該迴路上該耗電資訊之數值的變化取得該新用電行為的該迴路主特徵值時，另取得該迴路上該耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為該新用電行為的該迴路輔特徵值。
21. 如申請專利範圍第20項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，更包括：一時間特徵對應表建立模組，耦接該識別模組，記錄該新用電行為與該新用電行為之該迴路輔特徵值的對應關係於一時間特徵對應表。
22. 如申請專利範圍第21項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該識別模組判斷該近似組合特徵值是否唯一，若是，則判定該目前電器用電行為符合該近似組合特徵值所對應的用電行為組合。
23. 如申請專利範圍第22項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該識別模組在判斷該近似組合特徵值不唯一時，比較該迴路的一前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，以判定該目前電器用電行為。
24. 如申請專利範圍第22項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該識別模組在判斷該近似組合特徵值不唯一時，比較該迴路的一前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，或再比對該迴路之該迴路輔特徵值與該時間特徵對應表，以判定該目前電器用電行為。
25. 如申請專利範圍第21項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該行為特徵對應表建立模組針對該迴路上多個現有電器之多種用電行為的每一個，收集依據該現有電器在該用電行為下該耗電資訊之數值的變化而取得的該新用電行為的該迴路主特徵值，排列組合該些現有電器之該些用電行為以產生多個現有用電行為組合，並針對該些現有用電行為組合中的每一個，加總其中各該些用電行為所對應的該迴路主特徵值，以作為該現有用電行為組合所對應的一現有組合特徵值，並記錄該些現有用電行為組合與個別對應的該現有組合特徵值於該行為特徵對應表。
26. 如申請專利範圍第25項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該時間特徵對應表建立模組針對該些現有電器之該些用電行為的每一個，收集依據該現有電器在該用電行為下該耗電資訊之數值的變化而取得的該新用電行為的該迴路輔特徵值，並在該時間特徵對應表中記錄該些現有電器之各該些用電行為與對應的該迴路輔特徵值。
27. 如申請專利範圍第14項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，更包括：一結果輸出裝置，耦接該識別模組，以顯示該目前電器用電行為。
28. 如申請專利範圍第14項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該耗電資訊包括功率、伏特安培、伏特、瓦時、用電度數、虛功率，以及電流其中之一。
29. 如申請專利範圍第14項所述之識別迴路上電器用電行為的系統，其中該耗電資訊感測器包括電表、電力計、瓦時計，及功率量測計其中之一。
30. 一種電腦程式產品，包括至少一程式指令，該些程式指令用以載入一電腦系統以執行下列步驟：當該迴路之單一種耗電資訊的變化量大於一門檻值時，以該耗電資訊的一當前數值作為該迴路的一迴路主特徵值；判斷在一行為特徵對應表中是否存在接近該迴路主特徵值的一近似組合特徵值；若否，則依據該迴路上該耗電資訊之數值的變化取得對應一新用電行為的該迴路主特徵值；利用該新用電行為的該迴路主特徵值重建該行為特徵對應表，並記錄所產生的至少一組合特徵值與相對應的至少一用電行為組合於該行為特徵對應表；以及自該至少一組合特徵值中取得接近該迴路之該迴路主特徵值的該近似組合特徵值，以依據該近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷該迴路之一目前電器用電行為。
31. 如申請專利範圍第30項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在判斷該行為特徵對應表中存在該近似組合特徵值之後，依據該近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷該迴路之該目前電器用電行為。
32. 如申請專利範圍第30項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在該行為特徵對應表有記錄與該迴路之該迴路主特徵值的差距在一特定範圍內的組合特徵值時，判定存在該近似組合特徵值。
33. 如申請專利範圍第30項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在依據該耗電資訊之數值的變化取得該新用電行為的該迴路主特徵值時，依據該耗電資訊之數值的變化，取得連續出現且兩兩間的差異在一穩定範圍內的多個數值，統計該些數值以獲得一穩態統計值，以及相減該穩態統計值與該迴路上該耗電資訊的一先前數值來作為該新用電行為的該迴路主特徵值。
34. 如申請專利範圍第30項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在利用該新用電行為的該迴路主特徵值重建該行為特徵對應表，並記錄該至少一組合特徵值與相對應的該至少一用電行為組合於該行為特徵對應表時，定義該新用電行為的行為種類，若該行為特徵對應表記錄有至少一現有用電行為組合，則排列組合該新用電行為與該至少一現有用電行為組合，以產生該至少一用電行為組合，以及針對該至少一用電行為組合中的每一個，以其中用電行為所對應之該迴路主特徵值的總和作為對應該用電行為組合的組合特徵值。
35. 如申請專利範圍第34項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在該行為特徵對應表未記錄任何現有用電行為組合時，新增該新用電行為為該行為特徵對應表中的第一筆用電行為組合，並以該新用電行為對應的該迴路主特徵值作為第一筆用電行為組合的組合特徵值。
36. 如申請專利範圍第34項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在該迴路之該耗電資訊的變化量大於該門檻值時，取得該迴路上該耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為一迴路輔特徵值，並且在依據該迴路上該耗電資訊之數值的變化取得該新用電行為的該迴路主特徵值時，取得該迴路上該耗電資訊之數值變化趨於穩定的所需時間作為該新用電行為的該迴路輔特徵值。
37. 如申請專利範圍第36項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在利用該新用電行為的該迴路主特徵值重建該行為特徵對應表時，在一時間特徵對應表中記錄該新用電行為與該新用電行為之該迴路輔特徵值的對應關係。
38. 如申請專利範圍第37項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在依據該近似組合特徵值所對應的用電行為組合判斷該迴路之該目前電器用電行為時，判斷該近似組合特徵值是否唯一，若是，則判定該目前電器用電行為符合該近似組合特徵值所對應的用電行為組合。
39. 如申請專利範圍第38項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在判斷該近似組合特徵值不唯一時，比較該迴路的一前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，以判定該目前電器用電行為。
40. 如申請專利範圍第38項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令在判斷該近似組合特徵值不唯一時，比較該迴路的一前次電器用電行為與所有近似組合特徵值所對應的用電行為組合，或再比對該迴路之該迴路輔特徵值與該時間特徵對應表，以判定該目前電器用電行為。
41. 如申請專利範圍第30項所述之電腦程式產品，其中該些程式指令針對該迴路上多個現有電器之多種用電行為的每一個，收集該現有電器在該用電行為下該耗電資訊之數值的變化，以取得該用電行為所對應的該迴路主特徵值與一迴路輔特徵值，排列組合該些現有電器之該些用電行為，以產生多個現有用電行為組合，針對該些現有用電行為組合中的每一個，加總其中各該些用電行為所對應的該迴路主特徵值，以作為該現有用電行為組合所對應的一現有組合特徵值，記錄該些現有用電行為組合與個別對應的該現有組合特徵值於該行為特徵對應表，以及在一時間特徵對應表中記錄該些現有電器之各該些用電行為與對應的該迴路輔特徵值。
42. 如申請專利範圍第30項所述之電腦程式產品，其中該耗電資訊包括功率、伏特安培、伏特、瓦時、用電度數、虛功率，以及電流其中之一。