基于FPGA的智能用電器識別系統(tǒng)

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

識別的第二階段：首先分析采集到用電器數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)庫中的每個用電器參數(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行不同用電器參數(shù)之間的排列組合，以用電器諧波長度為優(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)。實際上，多個用電器的組合過程，就是一個解多維線性方程組的過程。之后，再使用類似單個用電器識別方法對多個同時開始運行的用電器進行識別。如果識別成功，開始記錄用電器的功率等參數(shù)，并進行顯示。如果所有分數(shù)均不及格則識別失敗，轉(zhuǎn)入識別的下一階段。

識別的第三階段：上述識別均不成功，說明數(shù)據(jù)庫中沒有存儲該新接入用電器的特征參數(shù)，此時會動態(tài)地將該新用電器的特征參數(shù)加載到數(shù)據(jù)庫，并提示輸入該用電器的名字，至此整個識別過程完畢。

識別過程中，由于外界干擾，會有一定的誤識別率。為防止系統(tǒng)的誤識別，即使沒有新用電器再接入系統(tǒng)，此時系統(tǒng)仍處于實時驗證狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，系統(tǒng)需要做的工作是：驗證用電器識別結(jié)果是否正確，驗證方法為，將識別結(jié)果疊加后的特征數(shù)據(jù)信息與實時信息模糊比較，得到識別結(jié)果，若識別結(jié)果不正確，則把識別結(jié)果清除，所有用電器重新識別，轉(zhuǎn)入上述第一階段，若正確，則繼續(xù)處理;然后，由實時數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫特征參數(shù)的權(quán)值，以使系統(tǒng)更有本地化特征，更新數(shù)據(jù)庫中特征參數(shù)權(quán)值的過程，實際是使用電器的正確識別結(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，用電器識別成功后，會記錄相應(yīng)的能耗。其中，用電器能耗的查詢記錄格式為：用電器名稱、用電器使用時間段、用電器的單次使用時間累計，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、月統(tǒng)計、年統(tǒng)計等。并能針對相應(yīng)的用電器進行功率限制，如果超出限制，則會實施斷電處理。

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