本發(fā)明涉及電量計(jì)量領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種非侵入式家用電器分類裝置及方法。

背景技術(shù)：

智能電網(wǎng)強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)與用戶雙方的互動(dòng)并為用戶提供更好的用電管理和用電服務(wù)。這需要電網(wǎng)與用戶之間有著良好、全面的信息互動(dòng)機(jī)制：一方面，用戶需要提前了解電網(wǎng)的供電情況，如實(shí)時(shí)電價(jià)、激勵(lì)政策、斷電信息等來(lái)調(diào)整自己的用電行為；另一方面，電網(wǎng)或第三方能源服務(wù)企業(yè)需要了解用戶的詳細(xì)用電信息及用電習(xí)慣，而用戶也要了解自身量化的用電信息，雙方互相協(xié)調(diào)，共同實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理，既可增加電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性、削峰填谷，又可為用戶節(jié)約能源和電費(fèi)。

因此，作為智能電網(wǎng)的終端核心設(shè)備一智能電表需要比傳統(tǒng)電表具有更強(qiáng)大的功能，可以實(shí)現(xiàn)更加可靠、精確的電能量管理。區(qū)別于傳統(tǒng)計(jì)量方式，智能電表在微控制單元(MCU)的支持下不但能實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)量，還可以按耗電的負(fù)荷種類分別計(jì)量電費(fèi)和電能使用情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種一種非侵入式家用電器分類裝置，包括：

電流傳感器，用于檢測(cè)家庭用電中電流的模擬信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換器；

電壓傳感器，用于檢測(cè)家庭用電中電壓的模擬信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換器；

A/D轉(zhuǎn)換器，用于將所述電流的模擬信號(hào)和電壓的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)輸出至ARM嵌入式處理系統(tǒng)；

ARM嵌入式處理系統(tǒng)，用于對(duì)所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征，并輸出至識(shí)別模塊；

識(shí)別模塊，根據(jù)所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征，對(duì)家用電器進(jìn)行分類識(shí)別；以及

數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)識(shí)別模塊的分類結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，提出了一種非侵入式家用電器分類裝置，包括：

電流傳感器，用于檢測(cè)家庭用電中電流的模擬信號(hào)輸出至低通濾波器；

電壓傳感器，用于檢測(cè)家庭用電中電壓的模擬信號(hào)輸出至低通濾波器；

低通濾波器，用于對(duì)所述電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以除去電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)中的高頻噪聲；

A/D轉(zhuǎn)換器，用于將所述電流的模擬信號(hào)和電壓的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)輸出至ARM嵌入式處理系統(tǒng)；

存儲(chǔ)模塊，用于對(duì)所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行暫存，以便于ARM嵌入式處理系統(tǒng)進(jìn)行處理；

ARM嵌入式處理系統(tǒng)，用于對(duì)所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征，并輸出至識(shí)別模塊；

通信模塊，將ARM嵌入式處理系統(tǒng)處理得到的信號(hào)特征通過(guò)無(wú)線傳輸至識(shí)別模塊；

識(shí)別模塊，根據(jù)所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征，對(duì)家用電器進(jìn)行分類識(shí)別；以及

數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)識(shí)別模塊的分類結(jié)果。

優(yōu)選地，所述電流傳感器串連在用戶家庭用電的火線上。

優(yōu)選地，所述電壓傳感器并聯(lián)在用戶家庭用電的總線上。

優(yōu)選地，所述A/D轉(zhuǎn)換器的采樣率為7kHz

優(yōu)選地，所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征包括：電流最大值、電流平均值、電流均方根、暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)、峰-峰值以及諧波含有率。

優(yōu)選地，所述識(shí)別模塊對(duì)家用電器的分類為：

步驟1，利用電流最大值、電流平均值以及電流均方根等特征參數(shù)，采用K近鄰算法對(duì)電器進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電阻特性的電器，并將識(shí)別出的具有電阻特性的電器作為阻性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟2，對(duì)步驟1中未正確分類識(shí)別的電器，利用暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)以及峰-峰值等特征參數(shù)，采用支持向量機(jī)算法進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電感特性的電器，并將識(shí)別具有電感特性的電器作為感性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟3，對(duì)步驟2中未正確分類識(shí)別的電器，采用波形匹配的方法進(jìn)行分類識(shí)別，將采集到的電流波形與數(shù)據(jù)庫(kù)中已有電器的電流波形進(jìn)行分別進(jìn)行相關(guān)性分析，得到相關(guān)性系數(shù)，并將最大相關(guān)性系數(shù)對(duì)應(yīng)的已有電器的電器類型作為分類結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種非侵入式家用電器分類方法，包括：

采集用戶家庭用電的電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)；

將所述電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)；

對(duì)所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征；

根據(jù)所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征，對(duì)家用電器進(jìn)行分類。

優(yōu)選地，所述電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征包括：電流最大值、電流平均值、電流均方根、暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)、峰-峰值以及諧波含有率。

優(yōu)選地，所述對(duì)家用電器的分類為：

步驟1，利用電流最大值、電流平均值以及電流均方根等特征參數(shù)，采用K近鄰算法對(duì)電器進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電阻特性的電器，并將識(shí)別出的具有電阻特性的電器作為阻性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟2，對(duì)步驟1中未正確分類識(shí)別的電器，利用暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)以及峰-峰值等特征參數(shù)，采用支持向量機(jī)算法進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電感特性的電器，并將識(shí)別具有電感特性的電器作為感性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟3，對(duì)步驟2中未正確分類識(shí)別的電器，采用波形匹配的方法進(jìn)行分類識(shí)別，將采集到的電流波形與數(shù)據(jù)庫(kù)中已有電器的電流波形進(jìn)行分別進(jìn)行相關(guān)性分析，得到相關(guān)性系數(shù)，并將最大相關(guān)性系數(shù)對(duì)應(yīng)的已有電器的電器類型作為分類結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。

本發(fā)明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種非侵入式家用電器分類裝置，通過(guò)連接在用戶家庭用電上的電流傳感器和電壓傳感器，測(cè)量電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并計(jì)算出電流信號(hào)和電壓信號(hào)的信號(hào)特征，最后通過(guò)信號(hào)特征分類識(shí)別出電流信號(hào)中各類型的家用電器進(jìn)行保存。本發(fā)明通過(guò)建立簡(jiǎn)單、快速的識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)了識(shí)別家庭用電的耗電負(fù)荷種類，為下一步實(shí)現(xiàn)按耗電的負(fù)荷種類分別計(jì)量電費(fèi)和電能使用情況打下基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施方式：

圖1為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式的非侵入式家用電器分類裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施方式的非侵入式家用電器分類裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的非侵入式家用電器分類方法的流程圖；以及

圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的家用電器的分類方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不局限于此處描述的實(shí)施例，提供這些實(shí)施例是為了詳盡地且完全地公開本發(fā)明，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對(duì)于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)語(yǔ)并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。

除非另有說(shuō)明，此處使用的術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過(guò)于正式的意義。

圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的非侵入式家用電器分類裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的非侵入式家用電器分類裝置100通過(guò)連接在用戶家庭用電上的電流傳感器和電壓傳感器，測(cè)量電流信號(hào)和電壓信號(hào)，并計(jì)算出電流信號(hào)和電壓信號(hào)的信號(hào)特征，最后通過(guò)信號(hào)特征分類識(shí)別出電流信號(hào)中各類型的家用電器進(jìn)行保存。裝置100包括電流傳感器101、電壓傳感器102、A/D轉(zhuǎn)換器103、ARM嵌入式處理系統(tǒng)104、識(shí)別模塊105以及數(shù)據(jù)庫(kù)106。

優(yōu)選地，電流傳感器101串聯(lián)在用戶家庭用電的火線上，用于檢測(cè)家庭用電中電流的模擬信號(hào)，并輸出至A/D轉(zhuǎn)換器103。電流傳感器101利用霍爾效應(yīng)，檢測(cè)火線上通過(guò)的電流，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。優(yōu)選地，所述電流傳感器101可以使用但不僅限于ACS756電流傳感器，所有能達(dá)到相同效果的電流傳感器均可以作為本發(fā)明中電流傳感器使用。

優(yōu)選地，電壓傳感器102并聯(lián)在用戶家庭用電的總線上，用于檢測(cè)家庭用電中電壓的模擬信號(hào)，并輸出至A/D轉(zhuǎn)換器103。電壓傳感器102利用霍爾效應(yīng)，檢測(cè)總線的電壓，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。優(yōu)選地，所述電壓傳感器102可以使用但不僅限于CHV-25P/400電流傳感器，所有能達(dá)到相同效果的電壓傳感器均可以作為本發(fā)明中電壓傳感器使用。

優(yōu)選地，A/D轉(zhuǎn)換器103接收電流傳感器101和電壓傳感器102輸出的電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)，并將所述電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)。優(yōu)選地，A/D轉(zhuǎn)換器103的采樣率為每秒7000個(gè)數(shù)值，即7kHz。優(yōu)選地，所述A/D轉(zhuǎn)換器204可以為AD125624位轉(zhuǎn)換器，在保證采樣率的前提下提高采樣精度，但應(yīng)當(dāng)了解的是，本發(fā)明中使用的A/D轉(zhuǎn)換器并不僅限于AD1256 24位轉(zhuǎn)換器，一切可以達(dá)到相同效果的A/D轉(zhuǎn)換器均可以在本發(fā)明中使用。

優(yōu)選地，ARM嵌入式處理系統(tǒng)104用于對(duì)電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征，并將信號(hào)特征輸出至識(shí)別模塊105。優(yōu)選地，電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征包括電流最大值、電流平均值、電流均方根、暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)、峰-峰值以及諧波含有率等特征。應(yīng)當(dāng)了解的是，ARM嵌入式處理系統(tǒng)104計(jì)算信號(hào)特征的方式可以為目前手段可以實(shí)現(xiàn)的任何方式。

優(yōu)選地，識(shí)別模塊105根據(jù)ARM嵌入式處理系統(tǒng)104處理得到的信號(hào)特征，對(duì)家用電器的類型進(jìn)行識(shí)別。優(yōu)選地，識(shí)別模塊105對(duì)家用電器的分類為：

步驟1，利用電流最大值、電流平均值以及電流均方根等特征參數(shù)，采用K近鄰算法對(duì)電器進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電阻特性的電器，并將識(shí)別出的具有電阻特性的電器作為阻性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟2，對(duì)步驟1中未正確分類識(shí)別的電器，利用暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)以及峰-峰值等特征參數(shù)，采用支持向量機(jī)算法進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電感特性的電器，并將識(shí)別具有電感特性的電器作為感性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟3，對(duì)步驟2中未正確分類識(shí)別的電器，采用波形匹配的方法進(jìn)行分類識(shí)別，將采集到的電流波形與數(shù)據(jù)庫(kù)中已有電器的電流波形進(jìn)行分別進(jìn)行相關(guān)性分析，得到相關(guān)性系數(shù)，并將最大相關(guān)性系數(shù)對(duì)應(yīng)的已有電器的電器類型作為分類結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)庫(kù)106用于存儲(chǔ)識(shí)別模塊的分類結(jié)果。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)庫(kù)106可以為oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、SQL數(shù)據(jù)庫(kù)或能實(shí)現(xiàn)分類結(jié)果存儲(chǔ)的其他數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖2為為根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施方式的非侵入式家用電器分類裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的非侵入式家用電器分類裝置200由電流傳感器201、電壓傳感器202、低通濾波器203、A/D轉(zhuǎn)換器204、存儲(chǔ)模塊205、ARM嵌入式處理系統(tǒng)206、識(shí)別模塊207、通信模塊208以及數(shù)據(jù)庫(kù)209組成。

優(yōu)選地，電流傳感器201串聯(lián)在用戶家庭用電的火線上，用于檢測(cè)家庭用電中電流的模擬信號(hào)，并輸出至低通濾波器203。電流傳感器201利用霍爾效應(yīng)，檢測(cè)火線上通過(guò)的電流，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。優(yōu)選地，所述電流傳感器201可以使用但不僅限于ACS756電流傳感器，所有能達(dá)到相同效果的電流傳感器均可以作為本發(fā)明中電流傳感器使用。

優(yōu)選地，電壓傳感器202并聯(lián)在用戶家庭用電的總線上，用于檢測(cè)家庭用電中電壓的模擬信號(hào)，并輸出至低通濾波器203。電壓傳感器102利用霍爾效應(yīng)，檢測(cè)總線的電壓，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。優(yōu)選地，所述電壓傳感器202可以使用但不僅限于CHV-25P/400電流傳感器，所有能達(dá)到相同效果的電壓傳感器均可以作為本發(fā)明中電壓傳感器使用。

優(yōu)選地，低通濾波器203用于對(duì)電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以除去電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)中的高頻噪聲。優(yōu)選地，家庭用電的電力線中存在很多噪聲和干擾，在進(jìn)行模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換之前，首先利用低通濾波器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行濾波處理，除去模擬信號(hào)中的高頻噪音，使處理后的信號(hào)更有利于轉(zhuǎn)換或處理。應(yīng)當(dāng)了解的是，本發(fā)明中的低通濾波器可以為四階巴特沃斯低通濾波器，但不僅限于四階巴特沃斯低通濾波器，所有可以實(shí)現(xiàn)相同效果的低通濾波器均可以。

優(yōu)選地，A/D轉(zhuǎn)換器204接收低通濾波器203過(guò)濾后的電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)，并將所述電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)。優(yōu)選地，A/D轉(zhuǎn)換器204的采樣率為每秒7000個(gè)數(shù)值，即7kHz。優(yōu)選地，所述A/D轉(zhuǎn)換器204可以為AD1256 24位轉(zhuǎn)換器，在保證采樣率的前提下提高采樣精度，但應(yīng)當(dāng)了解的是，本發(fā)明中使用的A/D轉(zhuǎn)換器并不僅限于AD1256 24位轉(zhuǎn)換器，一切可以達(dá)到相同效果的A/D轉(zhuǎn)換器均可以在本發(fā)明中使用。

優(yōu)選地，存儲(chǔ)模塊205用于對(duì)電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行暫存，以便于ARM嵌入式處理系統(tǒng)206進(jìn)行處理。優(yōu)選地，存儲(chǔ)模塊205可以為讀取速率較高的內(nèi)存設(shè)備，以滿足實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行暫存讀取。

優(yōu)選地，ARM嵌入式處理系統(tǒng)206用于對(duì)電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征，并將信號(hào)特征輸出至通信模塊207。優(yōu)選地，電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征包括電流最大值、電流平均值、電流均方根、暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)、峰-峰值以及諧波含有率等特征。應(yīng)當(dāng)了解的是，ARM嵌入式處理系統(tǒng)206計(jì)算信號(hào)特征的方式可以為目前手段可以實(shí)現(xiàn)的任何方式。

優(yōu)選地，通信模塊207將ARM嵌入式處理系統(tǒng)206處理得到的信號(hào)特征通過(guò)無(wú)線傳輸至識(shí)別模塊208。優(yōu)選地，通信模塊207使用的無(wú)線通信技術(shù)可以為Zigbee技術(shù)、WiFi技術(shù)或藍(lán)牙技術(shù)等達(dá)到相同效果的其他無(wú)線傳輸技術(shù)。

優(yōu)選地，識(shí)別模塊208根據(jù)ARM嵌入式處理系統(tǒng)206處理得到的信號(hào)特征，對(duì)家用電器的類型進(jìn)行識(shí)別。優(yōu)選地，識(shí)別模塊208對(duì)家用電器的分類為：

步驟1，利用電流最大值、電流平均值以及電流均方根等特征參數(shù)，采用K近鄰算法對(duì)電器進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電阻特性的電器，并將識(shí)別出的具有電阻特性的電器作為阻性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟2，對(duì)步驟1中未正確分類識(shí)別的電器，利用暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)以及峰-峰值等特征參數(shù)，采用支持向量機(jī)算法進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電感特性的電器，并將識(shí)別具有電感特性的電器作為感性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟3，對(duì)步驟2中未正確分類識(shí)別的電器，采用波形匹配的方法進(jìn)行分類識(shí)別，將采集到的電流波形與數(shù)據(jù)庫(kù)中已有電器的電流波形進(jìn)行分別進(jìn)行相關(guān)性分析，得到相關(guān)性系數(shù)，并將最大相關(guān)性系數(shù)對(duì)應(yīng)的已有電器的電器類型作為分類結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)庫(kù)209用于存儲(chǔ)識(shí)別模塊的分類結(jié)果。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)庫(kù)209可以為Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、SQL數(shù)據(jù)庫(kù)或能實(shí)現(xiàn)分類結(jié)果存儲(chǔ)的其他數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的非侵入式家用電器分類方法的流程圖。如圖3所示，非侵入式家用電器分類方法從步驟301開始。在步驟301中，首先采集用戶家庭用電的電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)。

在步驟302中，將電流模擬信號(hào)和電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

在步驟303中，對(duì)電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征。優(yōu)選地，電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征包括：電流最大值、電流平均值、電流均方根、暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)、峰-峰值以及諧波含有率。

在步驟304中，根據(jù)電流數(shù)字信號(hào)和電壓數(shù)字信號(hào)的信號(hào)特征，對(duì)家用電器進(jìn)行分類。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式非侵入式家用電器分類方法300與本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式非侵入式家用電器分類裝置100相對(duì)應(yīng)，在此不再進(jìn)行贅述。

圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的家用電器的分類方法的流程圖。如圖4所示，家用電器的分類方法400從步驟401開始。在步驟401中，首先利用電流最大值、電流平均值以及電流均方根等特征參數(shù)，采用K近鄰算法對(duì)電器進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電阻特性的電器，并將識(shí)別出的具有電阻特性的電器作為阻性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)。應(yīng)當(dāng)了解的是，具有電阻特性的電器主要包括電燈、電水壺等家用電器。

在步驟402中，對(duì)步驟401中未正確分類識(shí)別的電器，利用暫態(tài)周期、暫態(tài)能量、峰值因數(shù)、波形系數(shù)以及峰-峰值等特征參數(shù)，采用支持向量機(jī)算法進(jìn)行分類識(shí)別，從而識(shí)別出具有電感特性的電器，并將識(shí)別具有電感特性的電器作為感性電器類型進(jìn)行存儲(chǔ)。應(yīng)當(dāng)了解的是，具有電感特性的電器主要包括冰箱、空調(diào)等家用電器。

在步驟403中，對(duì)步驟402中未正確分類識(shí)別的電器，采用波形匹配的方法進(jìn)行分類識(shí)別，將采集到的電流波形與數(shù)據(jù)庫(kù)中已有電器的電流波形進(jìn)行分別進(jìn)行相關(guān)性分析，得到相關(guān)性系數(shù)，并將最大相關(guān)性系數(shù)對(duì)應(yīng)的已有電器的電器類型作為分類結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。

已經(jīng)通過(guò)參考少量實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，正如附帶的專利權(quán)利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開的其他的實(shí)施例等同地落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語(yǔ)都根據(jù)他們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個(gè)/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確地說(shuō)明。這里公開的任何方法的步驟都沒(méi)必要以公開的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說(shuō)明。