基于FPGA的智能用電器識(shí)別系統(tǒng)

通過上表可知電風(fēng)扇所打的分?jǐn)?shù)最高，為90分，其余的分?jǐn)?shù)都沒有及格，可知該新接入用電器被識(shí)別為電風(fēng)扇。同時(shí)開始記錄該用電器的功率等相應(yīng)參數(shù)，上述單個(gè)用電器識(shí)別過程為識(shí)別的第一階段。如果所有分?jǐn)?shù)均不及格則識(shí)別失敗，轉(zhuǎn)入識(shí)別的第二階段。

識(shí)別的第二階段：首先分析采集到用電器數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)用電器參數(shù)記錄從Flash中讀出，通過各用電器的功率信息與諧波信息進(jìn)行不同用電器參數(shù)之間的排列組合，以用電器諧波長(zhǎng)度為優(yōu)先組合原則，按照用電器從少到多，得出不同用電器的組合參數(shù)。實(shí)際上，多個(gè)用電器的組合過程，就是一個(gè)解多維線性方程組的過程。之后，再使用類似單個(gè)用電器識(shí)別方法對(duì)多個(gè)同時(shí)開始運(yùn)行的用電器進(jìn)行識(shí)別。如果識(shí)別成功，開始記錄用電器的功率等參數(shù)，并進(jìn)行顯示。如果所有分?jǐn)?shù)均不及格則識(shí)別失敗，轉(zhuǎn)入識(shí)別的下一階段。

識(shí)別的第三階段：上述識(shí)別均不成功，說明數(shù)據(jù)庫(kù)中沒有存儲(chǔ)該新接入用電器的特征參數(shù)，此時(shí)會(huì)動(dòng)態(tài)地將該新用電器的特征參數(shù)加載到數(shù)據(jù)庫(kù)，并提示輸入該用電器的名字，至此整個(gè)識(shí)別過程完畢。

識(shí)別過程中，由于外界干擾，會(huì)有一定的誤識(shí)別率。為防止系統(tǒng)的誤識(shí)別，即使沒有新用電器再接入系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)仍處于實(shí)時(shí)驗(yàn)證狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，系統(tǒng)需要做的工作是：驗(yàn)證用電器識(shí)別結(jié)果是否正確，驗(yàn)證方法為，將識(shí)別結(jié)果疊加后的特征數(shù)據(jù)信息與實(shí)時(shí)信息模糊比較，得到識(shí)別結(jié)果，若識(shí)別結(jié)果不正確，則把識(shí)別結(jié)果清除，所有用電器重新識(shí)別，轉(zhuǎn)入上述第一階段，若正確，則繼續(xù)處理;然后，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫(kù)特征參數(shù)的權(quán)值，以使系統(tǒng)更有本地化特征，更新數(shù)據(jù)庫(kù)中特征參數(shù)權(quán)值的過程，實(shí)際是使用電器的正確識(shí)別結(jié)果分值最大化的過程。

表3. 4用電器能耗記錄查詢示意表

如上表所示，用電器識(shí)別成功后，會(huì)記錄相應(yīng)的能耗。其中，用電器能耗的查詢記錄格式為：用電器名稱、用電器使用時(shí)間段、用電器的單次使用時(shí)間累計(jì)，用電器的功率，用電器的能耗等，并能生成相應(yīng)的日統(tǒng)計(jì)、月統(tǒng)計(jì)、年統(tǒng)計(jì)等。并能針對(duì)相應(yīng)的用電器進(jìn)行功率限制，如果超出限制，則會(huì)實(shí)施斷電處理。

用電器關(guān)閉識(shí)別過程和用電器打開識(shí)別過程類似，這里就不做過多贅述。