一种嵌入式非侵入式负荷识别系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种嵌入式非侵入式负荷识别系统。包括：嵌入式设备终端，所述嵌入式设备终端由STEM32F767芯片、与STEM32F767芯片连接的电能计量芯片、电压互感器、电流互感器组成；电能计量芯片、电压互感器、电流互感器的另一端与智能电表连接；所述嵌入式设备终端用于识别接入的用电设备；显示设备，所述显示设备与嵌入式设备终端通信连接，用于显示嵌入式设备终端的识别结果。本实用新型专利技术在STM32F767芯片上集成电能计量芯片、电压互感器、电流互感器采集数据，同时利用STM32F767芯片具有的人工智能功能，直接在STM32F767芯片中运行识别算法，实现嵌入式非侵入式的用电负荷识别，无需额外的服务器提供运算，结构简单，设备成本较低。并且该系统可以在没有网络的情况下正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式非侵入式负荷识别系统
本技术涉及非侵入式负荷识别技术(non-intrusiveloadmonitoring,NILM)领域，尤其涉及一种嵌入式非侵入式负荷识别系统。
技术介绍
NILM是当今电力系统智能计量领域的热点。而且近年来热度逐日上升。通过在入户电表上安装嵌入式非侵入电力识别模块，利用神经网络技术分析获得用电范围内电力设备的类型、状态以及用电功率，从而实现对不同设备的启停和功率消耗的实时监测。结合有效的电源管理，可以在不影响用户体验的情况下实现节省电能。节能减排有着重要的意义，研究表明，将建筑内能耗的实际能耗提供给消费者，可以激发消费者节能的动力，据统计可以有效节能10％-20％。因此非侵入式负荷检测装置拥有广泛应用前景。现阶段的NILM大部分方法都是把云服务器作为数据处理中心。把采集到的数据通过无线通信传输给服务器，然后在服务器上进行数据处理才能得到相应结果。考虑到用电家庭和单位超过数千万，这种方法需要服务器大量的算力支持。一旦网络出现问题，所有系统都将崩溃。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提出了一种嵌入式非侵入式负荷识别系统。为了达到上述目的，本技术采用了下列技术方案：一种嵌入式非侵入式负荷识别系统，包括：嵌入式设备终端，所述嵌入式设备终端由STEM32F767芯片、与STEM32F767芯片连接的电能计量芯片、电压互感器、电流互感器组成；所述电能计量芯片、电压互感器、电流互感器的另一端与智能电表连接；所述嵌入式设备终端用于识别接入的用电设备；显示设备，所述显示设备与嵌入式设备终端通信连接，用于显示嵌入式设备终端的识别结果。作为上述嵌入式非侵入式负荷识别系统的改进方案，系统中还包括云端，所述嵌入式设备终端通过无线方式与云端连接，所述云端通过无线或有线通讯方式与显示设备相连。作为上述嵌入式非侵入式负荷识别系统的改进方案，所述的嵌入式设备终端还连接有WiFi模块，通过WiFi模块与云端连接，所述的云端通过以太网与显示设备相连。作为上述嵌入式非侵入式负荷识别系统的改进方案，所述的显示设备为移动式终端设备(手机等)或PC。作为上述嵌入式非侵入式负荷识别系统的改进方案，所述的嵌入式设备终端还连接有存储模块。与现有的技术相比，本嵌入式非侵入式负荷识别系统架构的优点在于：设计结构简单，无需额外的服务器提供运算。此外，布局合理，设备成本较低。附图说明图1为本技术中嵌入式非侵入式负荷识别系统的结构示意图，其中，1为智能电表，2为嵌入式设备终端，3为云端，4为显示设备。图2为本技术中嵌入式设备终端的硬件结构图。具体实施方式如图1所示，一种嵌入式非侵入式负荷识别系统，包括：嵌入式设备终端2，所述嵌入式设备终端2硬件结构如图2所示，由STEM32F767芯片、与STEM32F767芯片连接的电能计量芯片、电压互感器、电流互感器组成；所述电能计量芯片、电压互感器、电流互感器的另一端与智能电表1连接；所述嵌入式设备终端2用于识别接入的用电设备；显示设备4，所述显示设备4与嵌入式设备终端2通信连接，用于显示嵌入式设备终端2的识别结果。工作时，嵌入式设备终端2通过连接的电能计量芯片、电压互感器、电流互感器采集智能电表1的电力数据，然后传输至STEM32F767芯片中直接对数据进行处理识别出正在作业的用电设备，并将识别结果传输至显示设备4显示。本技术在STM32F767芯片上集成电能计量芯片、电压互感器、电流互感器采集数据，同时利用STM32F767芯片具有的人工智能功能，直接在STM32F767芯片中运行识别算法，实现嵌入式非侵入式的用电负荷识别，无需额外的服务器提供运算，结构简单，设备成本较低。并且该系统可以在没有网络的情况下正常运行。常用的人工智能算法均能运行于STM32F767芯片上，在一优选实施例中，采用卷积神经网络建立训练负荷识别模型并运行于STM32F767芯片上，将电能计量芯片、电压互感器、电流互感器采集的数据，获取有功功率、无功功率以及电流、电压信号的采样数据输入至STM32F767芯片中，数据处理后经训练好的负荷识别模型即可识别接入的用电设备及其用电信息。最后的负荷识别结果发送给用户。作为优选，该系统中还包括云端3，如机智云等，所述嵌入式设备终端2与云端3连接，所述云端3通过无线或有线通讯方式与显示设备4相连。其中，嵌入式设备终端2上还连接有WiFi模块，嵌入式设备终端2通过WiFi模块将数据传输至云端3上。为了实现上述功能，需要把机智云的固件烧写到WiFi模块中。上述中，显示设备4主要为移动式终端设备或PC，方便用户实时查看监测。另外，所述的嵌入式设备终端2还可以连接有存储模块，如TF卡等外置存储设备，实时存储数据处理结果和识别结果，从而使用户可以查看过去的用电情况。其中，电能计量芯片型号可以采用IM1281B，WiFi模块可以采用ESP8266，但不限于此。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法把所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式非侵入式负荷识别系统，其特征在于，包括：/n嵌入式设备终端(2)，所述嵌入式设备终端(2)由STEM32F767芯片、与STEM32F767芯片连接的电能计量芯片、电压互感器、电流互感器组成；所述电能计量芯片、电压互感器、电流互感器的另一端与智能电表(1)连接；所述嵌入式设备终端(2)用于识别接入的用电设备；/n显示设备(4)，所述显示设备(4)与嵌入式设备终端(2)通信连接，用于显示嵌入式设备终端(2)的识别结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式非侵入式负荷识别系统，其特征在于，包括：
嵌入式设备终端(2)，所述嵌入式设备终端(2)由STEM32F767芯片、与STEM32F767芯片连接的电能计量芯片、电压互感器、电流互感器组成；所述电能计量芯片、电压互感器、电流互感器的另一端与智能电表(1)连接；所述嵌入式设备终端(2)用于识别接入的用电设备；
显示设备(4)，所述显示设备(4)与嵌入式设备终端(2)通信连接，用于显示嵌入式设备终端(2)的识别结果。


2.根据权利要求1所述的嵌入式非侵入式负荷识别系统，其特征在于，还包括云端(3)，所述嵌入式设备终端(2)通过无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆玲霞，强柱成，王浩，于淼，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33