本發(fā)明涉及家庭能源管理，尤其涉及一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國碳中和及碳交易計劃的逐步推進(jìn)，節(jié)能減排這一環(huán)保概念逐步成為現(xiàn)實，傳統(tǒng)的能源分配系統(tǒng)存在電源分配線中壓降過大造成能源損耗、缺乏動態(tài)管理能力等諸多問題，這些問題的存在都將會限制其廣泛推廣。

2、目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些智能能源監(jiān)管系統(tǒng)來解決這些問題，但是現(xiàn)有的技術(shù)暫時還不能夠精細(xì)化、個性化地對能源進(jìn)行合理分配，導(dǎo)致其無法運用于小的能源管理場景當(dāng)中，尤其是如家庭能源管理中?，F(xiàn)有智能能源監(jiān)管系統(tǒng)系統(tǒng)集成度不高，無法更好的協(xié)調(diào)家庭能源的產(chǎn)生、存儲合使用；調(diào)節(jié)策略過于單一，無法根據(jù)用戶的個性或習(xí)慣針對性地選擇能源使用策略；沒有與外界及地區(qū)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，使用的策略無法根據(jù)當(dāng)?shù)氐碾妰r、天氣、用電高峰平峰進(jìn)行合理的預(yù)測及調(diào)度；系統(tǒng)架構(gòu)過于簡單，容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊。

3、綜上所述，亟需一種集成度高、精細(xì)化、個性化且不易被攻擊的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)集成度不高、調(diào)節(jié)策略過于單一、不能合理預(yù)測及調(diào)度、系統(tǒng)架構(gòu)過于簡單的缺陷，提高了系統(tǒng)集成度、精細(xì)化、個性化且不易被攻擊，更加適用家庭能源的場景。

2、本發(fā)明提供一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：第一傳感器、第二傳感器和控制終端，所述第一傳感器、第二傳感器與控制終端進(jìn)行無線通信，其中所述控制終端包括：

3、第一收集模塊，用于通過所述第一傳感器實時收集家用設(shè)備的用電量；

4、第二收集模塊，用于通過所述第二傳感器收集當(dāng)前環(huán)境溫度以及家庭人數(shù)；

5、方案生成模塊，用于根據(jù)所述用電量、當(dāng)前環(huán)境溫度和家庭人數(shù)，通過預(yù)設(shè)深度學(xué)習(xí)模型，生成適配當(dāng)前使用場景的能源需求方案；

6、智能調(diào)度模塊，用于根據(jù)能源需求方案、電網(wǎng)電價及用戶偏好，生成能源調(diào)度方案，并根據(jù)所述能源調(diào)度方案，適時控制所述家用設(shè)備進(jìn)行工作。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述第一收集模塊具體用于對接收到的所述第一傳感器信號進(jìn)行噪聲壓制后解析出所述用電量，優(yōu)化所述用電量。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述控制終端還包括：

9、能源管理模塊，用于根據(jù)所述電網(wǎng)電價、太陽能發(fā)電量和儲電量，選擇成本更低的儲能系統(tǒng)進(jìn)行充放電。

10、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述控制終端還包括：

11、第三收集模塊，用于通過api接口獲取天氣預(yù)報數(shù)據(jù)；

12、所述智能調(diào)度模塊，還用于根據(jù)所述天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和所述當(dāng)前環(huán)境溫度，自動調(diào)整供暖或制冷系統(tǒng)的工作模式。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括與所述控制終端無線通信的移動控制端，所述移動控制端包括

14、遠(yuǎn)程控制模塊，用于通過發(fā)送指令遠(yuǎn)程控制所述家用設(shè)備；和/或

15、能耗報告模塊，用于提供實時的家庭能源消耗報告。

16、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述移動控制端還包括：

17、維護預(yù)測模塊，用于收集所述家用設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，根據(jù)所述運行數(shù)據(jù)通過第一機器學(xué)習(xí)模型來預(yù)測所述家用設(shè)備可能出現(xiàn)故障，并提前通過所述控制終端告知用戶預(yù)測設(shè)備維護時間表以減少因故障導(dǎo)致的能源浪費，所述運行數(shù)據(jù)包括運行時間、能耗和歷史故障記錄。

18、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述移動控制端還包括：

19、偏好分析模塊，用于通過所述用電量、當(dāng)前環(huán)境溫度、家庭人數(shù)和用戶交互數(shù)據(jù)，通過第二機器學(xué)習(xí)模型來分析用戶行為，獲得用戶偏好；

20、節(jié)能建議模塊，用于根據(jù)所述用戶偏好，為用戶提供節(jié)能建議，所述節(jié)能建議包括定時關(guān)閉所述家用設(shè)備、調(diào)整所述家用設(shè)備設(shè)置。

21、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括智能插座，所述智能插座與控制終端進(jìn)行無線通信，其中，

22、所述智能調(diào)度模塊具體用于通過控制智能插座的開關(guān)或通過發(fā)送控制指令給所述家用設(shè)備來實現(xiàn)所述家用設(shè)備適時進(jìn)行工作。

23、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述控制終端還包括：模型訓(xùn)練模塊，用于訓(xùn)練所述預(yù)設(shè)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，所述模型訓(xùn)練模塊包括：

24、初始化子模塊，用于初始化子模塊，用于加載預(yù)訓(xùn)練模型、設(shè)置用戶偏好參數(shù)和設(shè)置所述家用設(shè)備，對儲電池及太陽能設(shè)備的使用狀態(tài)進(jìn)行初始化并讀取儲能參數(shù)，儲能參數(shù)包括發(fā)電量、負(fù)載量、儲電狀態(tài)；

25、數(shù)據(jù)預(yù)處理子模塊，用于收集歷史家庭用電量，將所述歷史家庭用電量依次進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、填補缺失值和歸一化處理；

26、特征提取子模塊，用于獲取所述歸一化處理后的所述歷史家庭用電量中提取相關(guān)性較高的特征；

27、模型訓(xùn)練子模塊，用于使用所述歷史家庭用電量訓(xùn)練時間序列的預(yù)訓(xùn)練模型，生成預(yù)設(shè)深度學(xué)習(xí)模型；

28、模型評估子模塊，用于使用測試用電量對所述預(yù)設(shè)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行準(zhǔn)確性評估，根據(jù)所述評估結(jié)果對所述預(yù)設(shè)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行優(yōu)化并迭代，所述優(yōu)化包括模型參數(shù)優(yōu)化和模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

29、根據(jù)本發(fā)明提供的一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，所述無線通信包括4g、5g、wi-fi、zigbee或藍(lán)牙低功耗(bluetooth?low?energy，ble)的任一種或多種組合。

30、本發(fā)明提供一種家庭能源監(jiān)管方法，所述方法包括：通過第一傳感器實時收集家用設(shè)備的用電量；通過第二傳感器收集當(dāng)前環(huán)境溫度以及家庭人數(shù)；根據(jù)所述用電量、當(dāng)前環(huán)境溫度和家庭人數(shù)，通過預(yù)設(shè)深度學(xué)習(xí)模型，生成適配當(dāng)前使用場景的能源需求方案；根據(jù)能源需求方案、電網(wǎng)電價及用戶偏好，生成能源調(diào)度方案，并根據(jù)所述能源調(diào)度方案，適時控制所述家用設(shè)備進(jìn)行工作。

31、本發(fā)明提供的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括第一傳感器、第二傳感器和控制終端，所述第一傳感器、第二傳感器與控制終端進(jìn)行無線通信，其中所述控制終端包括：第一收集模塊，用于通過所述第一傳感器實時收集家用設(shè)備的用電量；第二收集模塊，用于通過所述第二傳感器收集當(dāng)前環(huán)境溫度以及家庭人數(shù)；方案生成模塊，用于根據(jù)所述用電量、當(dāng)前環(huán)境溫度和家庭人數(shù)，通過預(yù)設(shè)深度學(xué)習(xí)模型，生成適配當(dāng)前使用場景的能源需求方案；智能調(diào)度模塊，用于根據(jù)能源需求方案、電網(wǎng)電價及用戶偏好，生成能源調(diào)度方案，并根據(jù)所述能源調(diào)度方案，適時控制所述家用設(shè)備進(jìn)行工作，根據(jù)天氣、電價以及家庭人數(shù)，實現(xiàn)對家庭能源進(jìn)行智能分配及監(jiān)測，集成度高、精細(xì)化、個性化且不易被攻擊。

技術(shù)特征：

1.一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：第一傳感器、第二傳感器和控制終端，所述第一傳感器、第二傳感器與控制終端進(jìn)行無線通信，其中所述控制終端包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述第一收集模塊具體用于對接收到的所述第一傳感器信號進(jìn)行噪聲壓制后解析出所述用電量，優(yōu)化所述用電量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與所述控制終端無線通信的移動控制端，所述移動控制端包括

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述移動控制端還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述移動控制端還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括智能插座，所述智能插座與控制終端進(jìn)行無線通信，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端還包括：模型訓(xùn)練模塊，用于訓(xùn)練所述預(yù)設(shè)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，所述模型訓(xùn)練模塊包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，所述無線通信包括4g、5g、wi-fi、zigbee或藍(lán)牙低功耗(bluetooth?low?energy，ble)的任一種或多種組合。

11.一種家庭能源監(jiān)管方法，其特征在于，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種家庭能源監(jiān)管系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括第一傳感器、第二傳感器和控制終端，所述第一傳感器、第二傳感器與控制終端進(jìn)行無線通信，其中所述控制終端包括：第一收集模塊，用于通過所述第一傳感器實時收集家用設(shè)備的用電量；第二收集模塊，用于通過所述第二傳感器收集當(dāng)前環(huán)境溫度以及家庭人數(shù)；方案生成模塊，用于根據(jù)所述用電量、當(dāng)前環(huán)境溫度和家庭人數(shù)，通過預(yù)設(shè)深度學(xué)習(xí)模型，生成適配當(dāng)前使用場景的能源需求方案；智能調(diào)度模塊，用于根據(jù)能源需求方案、電網(wǎng)電價及用戶偏好，生成能源調(diào)度方案，并根據(jù)所述能源調(diào)度方案，適時控制所述家用設(shè)備進(jìn)行工作，根據(jù)天氣、電價以及家庭人數(shù)，實現(xiàn)對家庭能源進(jìn)行智能分配及監(jiān)測。

技術(shù)研發(fā)人員：林家鏘,黃家良,黃莉娜
受保護的技術(shù)使用者：深圳市愛協(xié)生科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30