一種基于電力負荷分解與監(jiān)測的家居安全告警系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及家居安全監(jiān)視系統(tǒng)，特別是涉及一種基于電力負荷分解與監(jiān)測的家居安全告警系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]家居安全是社會大眾每個人都關(guān)心的一個重要問題，它涉及物質(zhì)財產(chǎn)安全、生命健康安全等多方面內(nèi)容。隨著居民生活水平和質(zhì)量的不斷提高和安全意識的逐漸增強，家居安全告警系統(tǒng)也需要適應(yīng)居民對安全監(jiān)視方面更新更全面的需求。除了天然氣泄漏、火災(zāi)隱患(可能由家用電器使用不當引起)、水管爆裂、非法入侵等傳統(tǒng)檢測內(nèi)容之外，住戶生活狀態(tài)和行為活動異常檢測與判斷，家居安全分析與態(tài)勢感知(包括安全狀態(tài)監(jiān)視和發(fā)展趨勢預(yù)測兩方面)，越來越受到用戶的關(guān)注與重視，而后者這類信息密集型功能是傳統(tǒng)安全告警系統(tǒng)無法提供的，例如，對于那些獨居老人或殘疾病人，他們行為活動的異常極有可能與其身體健康狀況不佳，或者面臨意外情形有關(guān)；因此，如果家居安全告警系統(tǒng)能夠感知用戶活動內(nèi)容，判斷用戶行為是否正常，告警安全狀態(tài)或者預(yù)測可能的安全威脅，監(jiān)護人就可以遠程監(jiān)視獨居老弱病人等的生活狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)他們可能經(jīng)歷的意外情形，作出相應(yīng)的反應(yīng)。
[0003]目前，家居安全告警系統(tǒng)主要依據(jù)一些安裝在布防區(qū)域內(nèi)的特殊傳感設(shè)備獲取的信息對傳統(tǒng)的家居安全監(jiān)測內(nèi)容作出判斷和告警，如光強傳感器、聲強傳感器、移動感應(yīng)傳感器或者煙霧檢測器等，對于實現(xiàn)簡單的傳統(tǒng)告警功能，家居安全告警系統(tǒng)的組成相對簡單。然而由于家居生活狀態(tài)異常感知和安全態(tài)勢預(yù)測涉及內(nèi)容很多，按照傳統(tǒng)的系統(tǒng)組建思路，例如基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全告警系統(tǒng)，根據(jù)實際需要，則需要通過單獨安裝更多的監(jiān)測傳感器來更加全面地獲取住戶行為信息，比如，為那些對家居安全和用戶日常行為指示性較強的電氣設(shè)備(如電燈、廚房電器)單獨配備帶有數(shù)字通信功能的傳感器以收集和集成它們的運行狀態(tài)信息作為補充。然而，這樣的系統(tǒng)配置復(fù)雜，經(jīng)濟成本較高，安裝操作不便，會為用戶帶來不必要的侵擾，用戶友好性差，不易大范圍應(yīng)用，而且，為了保證安全告警系統(tǒng)的可靠性，這些單獨配置的傳感器需要小心安裝和定期排查維護以確保它們處于正常工作狀態(tài)。另外，系統(tǒng)所含傳感器數(shù)量和所支持的通信數(shù)據(jù)量經(jīng)常受到通信系統(tǒng)本身的限制，種種原因也致使家居安全告警系統(tǒng)的實際普及率并不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種基于電力負荷分解與監(jiān)測的家居安全告警系統(tǒng)及方法，利用電力負荷分解與監(jiān)測技術(shù)在線監(jiān)測安裝點下游每個或每類電氣設(shè)備的運行狀態(tài)。系統(tǒng)不需要在待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部署大量的傳感器，而且在家居內(nèi)已經(jīng)布置了智能監(jiān)測傳感設(shè)備的情況下，能夠集成其他用戶側(cè)智能監(jiān)測傳感設(shè)備的輸出信息，經(jīng)綜合分析后，全面判斷家居安全態(tài)勢及確定導(dǎo)致異常狀態(tài)的原因，及時向用戶發(fā)出告警信息。既能夠增強和完善家居安全告警系統(tǒng)的傳統(tǒng)功能，又能夠滿足家居安全告警系統(tǒng)的新需求，能夠全面提高安全告警系統(tǒng)的實用性和普及率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種基于電力負荷分解與監(jiān)測的家居安全告警系統(tǒng)，包括電氣量采集子系統(tǒng)、電力負荷分解與監(jiān)測子系統(tǒng)、家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)和對外交互子系統(tǒng)；所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)包括電氣設(shè)備用電行為辨識與歸納單元、安全規(guī)則定義與更新單元、家居安全異常狀態(tài)檢測與分析單元；所述對外交互子系統(tǒng)包括用戶信息輸入單元、告警信息顯示輸出與記錄單元、用戶側(cè)終端設(shè)備集成接口單元和控制命令輸出單元；所述電氣量采集子系統(tǒng)將監(jiān)測點的總電流及端電壓模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并向電力負荷分解與監(jiān)測子系統(tǒng)提供所需特征電氣量信息；所述電力負荷分解與監(jiān)測子系統(tǒng)根據(jù)電氣量采集子系統(tǒng)提供的特征電氣量信息和經(jīng)由所述對外交互子系統(tǒng)中用戶側(cè)終端設(shè)備集成接口單元接收到的家居內(nèi)已經(jīng)布置的智能監(jiān)測傳感設(shè)備提供的其他傳感信息，持續(xù)分析和監(jiān)測安裝位置所覆蓋區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備的工作狀態(tài)和分項用電信息；所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)根據(jù)所述電力負荷分解與監(jiān)測子系統(tǒng)的輸出結(jié)果判斷用戶家居安全態(tài)勢，包括當前安全狀態(tài)異常感知和安全趨勢預(yù)測；所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)中的電氣設(shè)備用電行為辨識與歸納單兀根據(jù)所述電力負荷分解與監(jiān)測子系統(tǒng)輸出的電氣設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果辨識和歸納目標電氣設(shè)備在考察時段內(nèi)的用電行為，并記錄和更新相關(guān)結(jié)果；所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)中的安全規(guī)則定義與更新單元根據(jù)所述電氣設(shè)備用電行為辨識與歸納單元輸出的電氣設(shè)備用電行為辨識與歸納結(jié)果在線總結(jié)和推導(dǎo)出電氣設(shè)備的慣常行為，包括電氣設(shè)備的正常工作模式與用戶使用習(xí)慣，并結(jié)合用戶經(jīng)所述對外交互子系統(tǒng)中用戶信息輸入單元輸入的自定義安全監(jiān)控需求，建立新的安全規(guī)則或者更新已有安全規(guī)則；所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)中的家居安全異常狀態(tài)檢測與分析單元根據(jù)所述電氣設(shè)備用電行為辨識與歸納單元輸出的電氣設(shè)備用電行為辨識結(jié)果，利用所述安全規(guī)則定義與更新單元已經(jīng)建立的安全規(guī)則判斷是否存在安全異常狀態(tài)或情形，涉及用戶活動異常和安全隱患識別與原因定位，并研判家居安全趨勢；所述對外交互子系統(tǒng)支持基于電力負荷分解與監(jiān)測的家居安全告警系統(tǒng)中各功能子系統(tǒng)與用戶或授權(quán)第三方進行信息交互；所述對外交互子系統(tǒng)中的告警信息顯示輸出與記錄單元根據(jù)所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)中的家居安全異常狀態(tài)檢測與分析單元的輸出結(jié)果，若存在安全態(tài)勢異常，則經(jīng)由合適的本地或遠程用戶端設(shè)施向系統(tǒng)用戶或授權(quán)的第三方發(fā)出安全異常告警信息，并記錄告警事件以備用戶日后查詢；所述告警信息顯示輸出與記錄單元支持系統(tǒng)用戶由此查詢安全異常告警信息記錄，和根據(jù)用戶需求經(jīng)由合適的本地或遠程用戶端設(shè)施定期向系統(tǒng)用戶推送安全異常告警信息記錄；所述對外交互子系統(tǒng)中的用戶信息輸入單元支持用戶根據(jù)自己的生活習(xí)慣、計劃和個體需要按照預(yù)定義格式向系統(tǒng)輸入安全監(jiān)控需求；所述對外交互子系統(tǒng)中的用戶側(cè)終端設(shè)備集成接口單元在家居內(nèi)已經(jīng)布置了智能監(jiān)測傳感設(shè)備的情況下，支持所述基于電力負荷分解與監(jiān)測的家居安全告警系統(tǒng)集成用戶側(cè)已有的其他智能監(jiān)測終端設(shè)備的輸出信息；所述對外交互子系統(tǒng)中的控制命令輸出單元基于當前家居安全態(tài)勢按需向已有相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)輸出控制命令。
[0006]本發(fā)明實現(xiàn)基于電力負荷分解與監(jiān)測的家居安全告警的方法，是利用上述基于電力負荷分解與監(jiān)測的家居安全告警系統(tǒng)，具體步驟如下:
[0007]步驟1:系統(tǒng)初始化，用戶根據(jù)提示可選地通過所述對外交互子系統(tǒng)中的用戶信息輸入單元設(shè)定安全規(guī)則，之后系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)；
[0008]步驟2:電氣量數(shù)據(jù)采集，所述電氣量采集子系統(tǒng)采集電力負荷分解與監(jiān)測所需的特征電氣量；
[0009]步驟3:電力負荷分解并記錄結(jié)果，所述電力負荷分解與監(jiān)測子系統(tǒng)完成電力負荷分解與監(jiān)測并記錄分解結(jié)果；
[0010]步驟4:辨識與歸納電氣設(shè)備用電行為，并記錄與更新相關(guān)結(jié)果；所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)中的電氣設(shè)備用電行為辨識與歸納單兀根據(jù)所述電力負荷分解與監(jiān)測子系統(tǒng)輸出的電氣設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果辨識和歸納目標電氣設(shè)備在考察時段內(nèi)的用電行為，并記錄和更新相關(guān)結(jié)果；
[0011]步驟5:所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)中的安全規(guī)則定義與更新單元是否已經(jīng)為家居安全告警系統(tǒng)建立了能夠用于判別電氣設(shè)備用電行為是否異常的相關(guān)安全規(guī)貝1J，若有，則順序執(zhí)行步驟6，否則，跳轉(zhuǎn)到步驟12 ;
[0012]步驟6:根據(jù)已有安全規(guī)則判斷與分析電氣設(shè)備行為及用戶行為，所述家居安全分析與態(tài)勢感知子系統(tǒng)中的家居安全異常狀態(tài)檢測與分析單元根據(jù)所述電氣設(shè)備用電行為辨識與歸納單元輸出的電氣設(shè)備用電行為辨識結(jié)果，利用所述安全規(guī)則定義與更新單元已經(jīng)建立的安全規(guī)則判斷與分析電氣設(shè)備行為及用戶行為是否存在安全異常狀態(tài)或情形，并研判家居安全趨勢；
[0013]步驟7:是否存在安全異常，若是，則順序執(zhí)行步驟8，否則，跳轉(zhuǎn)到步驟11 ;
[0014]步