一种用电设备耗电预测系统的制作方法

本发明涉及一种用电设备耗电预测系统。

背景技术：

现有电网中智能电表都是先预交电费后使用，过于频繁的缴纳电费对于用户来说比较麻烦，预存一定数额的电费对于用户来说比较方便，但在现有技术中没有对于缴纳多少电费比较合理的技术方案。现有技术中对于测量每个电器的消耗电量给出一些技术方法。现有技术中，测量电子设备的能量消耗的方法和装置，对一定时间内电量的消耗进行了测量并没有对电子设备的类型、使用时间以及电量消耗多少进行详细记录。本发明通过一定时间内电子设备的类型、使用模式、电量消耗进行详细记录，并在记录的基础上根据一些特定情况对未来一定时间内电子设备消耗能量进行预测，给用户预交电费的数额提供一定的数据参考。

为了解决这种问题，特此提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的,在于提供一种用电设备耗电预测系统。

为了实现这些目的，采用如下技术方案：

一种用电设备耗电预测系统，包括本地处理系统，本地处理系统包括耗电测量系统、用电消耗记录系统以及耗电预测处理系统；其中，耗电测量系统与用电设备相连接，用来测量用电设备消耗的电量值；

用电消耗记录系统与耗电测量系统相连接，用来记录用电设备消耗的电量值；耗电预测处理系统与用电消耗记录系统相连接，根据用电消耗记录系统记录的数据预测将来的特定的一段时间内用电设备消耗的电量值。

优选地，所述用电设备耗电预测系统还包括远程服务系统，远程服务系统包括远程通信模块和远程存储模块，所述本地处理系统还包括本地通信模块，远程服务系统通过远程通信模块、本地通信模块与本地处理系统相连接。

进一步的，所述本地处理系统还包括电器信息存储处理系统和电器接入安全验证系统；其中，用电设备接入本地处理系统时，电器接入安全验证系统对用电设备基本信息进行识别，成功后，电器信息存储处理系统对用电设备的基本信息进行存储。

优选地，所述用户通过所述本地处理系统的信息存储系统进行注册登录方法，信息存储系统在互动模块中显示登录界面，

具体注册登录方法如下：

s01:进入登录系统；

s02:判断是否自动登录，判断结果为是，转s08，判断结果为否，转s03；

s03:用户判断是否注册过，判断结果为是，转s07，判断结果为否，转s04；

s04:提醒用户输入手机号，远程服务器以短信的形式返回给手机动态密码，动态密码可以反复使用，转s05；

s05:远程服务器给本地处理系统中的耗电测量系统分配唯一的编号，转s06；

s06:本地处理系统将采集到的所有用电设备的信息记录以及本地通信模块的网络终端地址存在信息存储处理系统的同时传给远程服务器，远程服务器将网络终端地址等级为已注册，并将网络终端地址远程存储模块中；

s07:进入登录页面，转s08；

s08:检测有接入系统的用电设备是否有变动，判断结果为增加了用电设备，转s09，判断结果为减少了用电设备，转s10；

s09:将新增加的设备的信息保存在信息储存系统中，同时将新增加的信息告知远程服务器，转s11；

s10:将减少的设备从信息储存系统中删除，并将新减少的用电设备的编号告知远程服务器；

s11:结束。

进一步的，所述步骤s08中，检测有接入系统的用电设备是否有变动的流程如下：

s081:扫描所有接入耗电测量系统的设备，转s082；

s082:与信息存储系统中记录的所有设备信息作比较。

一种本地处理系统与远程服务系统进行数据通信时的安全验证方法，

包括以下步骤：

s21：本地处理系统将本地通信模块的网络终端地址连同作为基本信息加密发送作为连接请求信息发送给远程服务器，之后等待确认的应答信息，转s22；

s22：远程服务器接收到连接请求信息进行解析，解析出网络终端地址并确定网络终端信息，转s23；

s23：远程服务系统判断网络终端信息是否注册过，判断结果为是，转s25，判断结果为否，转s24；

s24：远程服务系统给本地处理系统发送没有注册非法连接信息的警告信息；

s25：远程服务系统给本地处理系统发送连接建立的确认应答信息，转s26；

s26：本地处理系统将用户端唯一编号作为附加信息连同待传输信息加密传送，转s27；

s27：远程服务系统将附加信息解密，转s28；

s28：判断用户端唯一编号是否合法，判断结果为是，转s30，判断结果为否，转s29；

s29：给本地处理系统发送用户端唯一编号不合法的警告信息；

s30：判断用户端唯一编号是否与网络终端地址相匹配，判断结果为是，转s31，判断结果为否，转s32；

s31：远程服务器给本地处理系统发送传输成功的应答信息；

s32：给本地处理系统发送用户端唯一编号与网络终端地址相匹配的警告信息。

进一步的，所述步骤s23中，网络终端信息是否注册过的判断方法为在远程服务器中查找网络终端地址信息，查询结果为存在即已注册，查找结果为无则为没有注册；

所述步骤s26中，待传输信息包括本地处理系统传输给远程服务系统的网络终端地址、本地处理系统传输给远程服务系统的用电设备的信息以及本地处理系统给远程服务系统中传输的用电设备的详细信息；

所述步骤s28中，判断方法为用户端唯一编号是否为实施例2中远程服务系统分配给本地处理系统的，为了进一步保证传输的安全性，判断用户端唯一编号是否与用户手机号相对应。

一种用电设备耗电预测方法，具体步骤如下：

s50：用户通过互动模块选择预交电费的起止时间段，转s51；

s51：耗电预测模块取得用户在互动模块填写的起止时间，转s52；

s52：耗电预测模块通过信息存储模块对所有的现有系统中所有的用电设备进行检测分类，转s53；

s53：耗电预测模块将设备分为受季节影响的和不受季节影响的用电设备，转s54；

s54：判断当天是否有新加入的用电设备，判断结果为是，转s56，判断结果为否，转s55；

s55：通过用电消耗记录系统计算不受季节影响的用电设备的消耗电量；

s56：以新加入的设备按一般标准设定用电设备消耗的电量。

进一步的，所述步骤s55中，所述计算方法为，用电消耗记录系统记录了用户每天消耗电量，通过每天消耗电量计算总的消耗电量，将总的消耗电量通过使用天数进行均分，计算平均每日消耗电量，将每日消耗电量乘以起始时间和截止时间之间的有效天数计算出不受季节影响的用电设备的消耗电量。

进一步的，判断当天是否有新加入的用电设备的方法为，扫描所有接入耗电测量系统的设备，与信息存储系统中记录的今天以前存储的设备信息作比较，看是否有增加的设备。

有益效果：1.设立耗电预测处理系统与用电消耗记录系统，耗电预测处理系统与用电消耗记录系统相连接，根据用电消耗记录系统记录的数据预测将来的特定的一段时间内用电设备消耗的电量值，为用户预交电费的数额提供一定的数据参考。

2.本地处理系统包括电器信息存储处理系统和电器接入安全验证系统；用电设备接入本地处理系统时，电器接入安全验证系统对用电设备基本信息进行识别，防止未知设备接入系统，电器信息存储处理系统与远程服务系统进行数据传输时进行安全验证，防止非法传输数据或者数据被篡改。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述本地处理系统结构框图。

图2是本发明所述本地处理系统又一结构框图。

图3是本发明所述耗电测量系统结构框图。

图4是本发明所述耗电采集模块和测量电路结构图。

图5是本发明所述系统的互动模块登录页面。

图6是本发明所述注册登录方法流程图。

图7是本发明所述检测接入系统的用电设备是否变动的流程图。

图8是本发明所述安全验证方法流程图。

图9是本发明实施例1流程图。

图10是本发明实施例1又一流程图。

图11是本发明所述预交电费页面。

图12是本发明所述用电设备耗电预测方法流程图。

图13是本发明所述用户注册页面。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

参照图1，一种用电设备耗电预测系统，包括本地处理系统，本地处理系统包括耗电测量系统、用电消耗记录系统以及耗电预测处理系统；其中，耗电测量系统与用电设备相连接，用来测量用电设备消耗的电量值；用电消耗记录系统与耗电测量系统相连接，用来记录用电设备消耗的电量值；耗电预测处理系统与用电消耗记录系统相连接，根据用电消耗记录系统记录的数据预测将来的特定的一段时间内用电设备消耗的电量值。

其中，本地处理系统为中央处理器，也可以是其他实现其功能的单片机芯片。

参照图2，优选的，用电设备耗电预测系统还包括远程服务系统，远程服务系统包括远程通信模块和远程存储模块，所述本地处理系统还包括本地通信模块，远程服务系统通过远程通信模块、本地通信模块与本地处理系统相连接。

具体的，所述本地处理系统还包括电器信息存储处理系统和电器接入安全验证系统；其中，用电设备接入本地处理系统时，电器接入安全验证系统对用电设备基本信息进行识别，成功后，电器信息存储处理系统对用电设备的基本信息进行存储。

参照图3，所述耗电测量系统包括耗电采集模块和若干测量电路。测量电路与用电设备相对应，用来测量用电设备单位时间段内消耗的电量。具体的，测量电路位于供电设备与用电设备之间，通过测量经过用电设备的电流可以计算出用电设备消耗的电量。测量电路还与耗电采集模块相连接，耗电采集模块用来记录若干个测量电路所对应的用电设备消耗的电量，并将其传给用电消耗记录系统。

参照图4，电力系统向用电设备1提供交流电力，用电设备1与电力系统之间的线路上连接有测量电路，耗电采集模块与测量电路相连接，具体的所述测量电路包括滤波电路、线圈1、电力供给电路以及传感器电路，电力供给电路、滤波电路、线圈1依次位于电力系统与用电设备1之间的线路上，传感器电路与线圈1相连接，耗电采集模块与传感器电路相连接，耗电采集模块的另一端与电力供给电路相连接。

用电设备1接收来自电力系统的交流电力。滤波电路去除用电设备1所接收的电力中包含的噪声成分。线圈1检测流至与用电设备1的电流量。具体地，线圈1输出与流至与用电设备1的电流量成比例的电流。

在传感器电路中，电流从线圈1中输入。传感器电路生成传感器信号，该传感器信号表示流至与用电设备1电流量，并且将该传感器信号输入到耗电采集模块。耗电采集模块能够基于传感器信号所表示的电流量以及电力供给电路中的电压来测量(计算)电力消耗量。

所述显示模块为本系统与用户交互的界面，可以以客户端的形式存在用户手机app中。

实施例1

参照图9，通过用电设备如何接入耗电测量系统对本发明进行详细说明。

本发明所述系统在运行中，用电设备1通过测量电路接入耗电测量系统后，耗电采集模块将用电设备进入耗电测量系统的信息告知本地处理系统，本地处理系统通过耗电采集模块自动检测用电设备的类型以及型号，如果检测成功，耗电采集模块检测到用电设备的类型以及型号信息，用电设备1与测量电路建立连接成功，处理模块将用电设备按照类型、型号进行分类编号并标记为用电设备的详细信息，并将用电设备的详细信息通过信息存储处理系统进行存储，同时通过本地通信模块上传到远程服务系统中，远程服务系统将详细信息存储在远程存储模块中。本地处理系统通过耗电采集模块自动检测用电设备的类型以及型号，如果检测不成功，耗电采集模块没有检测到用电设备的类型以及型号信息，本地处理系统通过用户交互模块将提示信息：没有检测到用电设备信息，请手动输入用电设备的厂家、型号信息。本地处理系统通过交互模块取得用户手动输入的用电设备的厂家、型号信息。本地处理系统将用电设备的信息按照接入时间顺序进行编号，每个设备包括的信息有：设备编号，设备类型，生产厂家以及型号。

参照图5，用电设备的信息表，表示用户有接入5个用电设备，分别为：设备编号：1，设备类型：空调，生产厂家：a，型号：k；

设备编号：2，设备类型：饮水机，生产厂家：b，型号：k1；

设备编号：3，设备类型：冰箱，生产厂家：c，型号：k2；

设备编号：4，设备类型：空调，生产厂家：d，型号：k3；

设备编号：5，设备类型：电脑，生产厂家：e，型号：k4。

用电设备如何接入耗电测量系统具体流程如下：

s41：用电设备接入耗电测量系统，转s02；

s42：耗电采集模块告知本地处理系统用电设备接入耗电测量系统，转s43；

s43：判断本地处理系统是否能检测到用电设备的设备类型、生产厂家、型号，判断结果为是，转s44；判断结果为否，转s47；

s44：用电设备1与测量电路建立连接成功，转s45；

s45：本地处理系统将用电设备按照设备类型、生产厂家、型号进行分类编号并标记为用电设备的详细信息，转s46；

s46：本地处理系统将用电设备的详细信息通过信息存储处理系统进行存储，同时通过本地通信模块上传到远程服务系统中，远程服务系统将详细信息存储在远程存储模块中。

s47：本地处理系统通过用户交互模块将提示信息：没有检测到用电设备信息，请手动输入用电设备的设备类型、生产厂家、型号，转s48；

s48：本地处理系统通过交互模块取得用户手动输入的用电设备的设备类型、生产厂家、型号，转s46。

实施例2

本实施例中，信息存储系统包括登录系统，登录系统以登录页面的形式在互动模块中展示。

优选地，互动模块为手机，所述信息存储系统以app的形式存在用户的手机客户端，用户通过信息存储系统中的登录页面进行登录或注册并与远程服务系统进行通信。

参照图5，为信息存储系统呈现在显示系统上的登录界面，此登录界面可以以客户端的形式存在于用户手机中。所述界面包括用户手机号，密码和按钮项登录、注册和忘记密码三个选项。用户手机号、密码需要用户手动填入信息。

用户打开登录页面，如果用户不是第一次打开登录页面并且已经曾经注册并且登录过网页已经记录过登录信息，用户会自动登录成功。如果没有自动登录成功，参照图5，用户可以选择注册按钮，呈现注册页面，注册页面参照图13，需要填入手机号后点击提交按钮进行注册。远程服务器接收到用户输入的手机号后，需要将手机号作为唯一主键插入数据中，同时判断此手机号是否注册过，如果注册过将已经注册的信息告知用户，提示是否进行密码重置或者更换手机号重新注册；如果此手机号没有注册过，远程服务器以短信的形式返回给手机动态密码，动态密码可以反复使用也可进行修改，远程服务器给本地处理系统中的耗电测量系统分配唯一的编号，本地处理系统通过信息存储处理系统存储编号；本地处理系统将采集到的所有用电设备的信息记录在信息存储处理系统的同时传给远程服务器。本地处理系统通过耗电测量系统采集用电设备的信息，具体采集方法参照实施例1。

如果用户自动登录或者用户通过登录页面登录，登录页面参照图5所示，在登录页面中，用户输入手机号码和密码后，点击登录按钮进行登录，信息储存系统通过耗电测量系统检测接入检测有接入系统的用电设备是否有变动，检测结果为增加了用电设备，将新增加的设备的信息保存在信息储存系统中，同时将新增加的信息告知远程服务器；检测结果为减少了用电设备，将减少的设备从信息储存系统中删除，并将新减少的用电设备的编号告知远程服务器。这里再次检测接入系统的用电设备是否有变动，是为了防止在整个系统在关闭的状态时接入了新设备，实施例1中的接入设备是在整个系统开启时实时接入完成的。

参照图6，具体流程如下：

s01:进入登录系统，转s02。

s02:判断是否自动登录，判断结果为是，转s08，判断结果为否，转s03。

s03:用户判断是否注册过，判断结果为是，转s07，判断结果为否，转s04。

s04:提醒用户输入手机号，远程服务器以短信的形式返回给手机动态密码，动态密码可以反复使用，转s05。

s05:远程服务器给本地处理系统中的耗电测量系统分配唯一的编号，转s06。

s06:本地处理系统将采集到的所有用电设备的信息记录以及本地通信模块的网络终端地址存在信息存储处理系统的同时传给远程服务器，远程服务器将网络终端地址等级为已注册，并将网络终端地址远程存储模块中。

s07:进入登录页面，转s08。

s08:检测有接入系统的用电设备是否有变动，判断结果为增加了用电设备，转s09，判断结果为减少了用电设备，转s10。

s09:将新增加的设备的信息保存在信息储存系统中，同时将新增加的信息告知远程服务器，转s11。

s10:将减少的设备从信息储存系统中删除，并将新减少的用电设备的编号告知远程服务器。

s11:结束。

如何检测有接入系统的用电设备是否有变动，参照以下流程，

s081:扫描所有接入耗电测量系统的设备，转s082。

s082:与信息存储系统中记录的所有设备信息作比较。

实施例3

以本地处理系统与远程服务系统进行数据通信时的安全验证对本发明进行说明。

用户通过互动模块在远程服务系统进行注册后，得到分配编号，之后本地处理系统与远程服务系统进行通讯或数据传输时需要进行安全验证。防止非法的本地处理系统客户端接入远程服务系统或者进行非法数据传送。

参照图8，具体验证流程如下：

s21：本地处理系统将本地通信模块的网络终端地址连同作为基本信息加密发送作为连接请求信息发送给远程服务器，之后等待确认的应答信息，本地通信模块的网络终端地址一般指网卡的物理地址，网卡出厂后唯一确认的，不可变的，转s22。

s22：远程服务器接收到连接请求信息进行解析，解析出网络终端地址并确定网络终端信息，转s23。

s23：远程服务系统判断网络终端信息是否注册过，判断方法为在远程服务器中查找网络终端地址信息，查询结果为存在即已注册，查找结果为无则为没有注册，判断结果为是，转s25，判断结果为否，转s24。

s24：远程服务系统给本地处理系统发送没有注册非法连接信息的警告信息。

s25：远程服务系统给本地处理系统发送连接建立的确认应答信息，转s26。

s26：本地处理系统将用户端唯一编号作为附加信息连同待传输信息加密传送，优选的，传输信息包括实施例2的步骤s06中本地处理系统传输给远程服务系统的网络终端地址，传输信息还包括实施例2的步骤s06中本地处理系统传输给远程服务系统的用电设备的信息以及实施例1中本地处理系统给远程服务系统中传输的用电设备的详细信息，转s27。

s27：远程服务系统将附加信息解密，转s28。

s28：判断用户端唯一编号是否合法，判断方法为用户端唯一编号是否为实施例2中远程服务系统分配给本地处理系统的，为了进一步保证传输的安全性，判断用户端唯一编号是否与用户手机号相对应，判断结果为是，转s30，判断结果为否，转s29。

s29：给本地处理系统发送用户端唯一编号不合法的警告信息。

s30：判断用户端唯一编号是否与网络终端地址相匹配，判断结果为是，转s31，判断结果为否，转s32。

s31：远程服务器给本地处理系统发送传输成功的应答信息。

s32：给本地处理系统发送用户端唯一编号与网络终端地址相匹配的警告信息。

实施例4：一种用电设备耗电预测方法用以指导用户预交电费对本发明进行详细说明。

现有的大多数用电系统需要用户提前预交电费，但对于提前预交多少电费没有任何有建设性的指导性意见，本实施针对这种问题，提出了解决方案。

参照图11，通过互动模块打开预交电费指导界面。界面中，显示请选择预交电费时间段的字样，并包括起始时间和截止时间供用户选择。用户填完后，点击确定按钮，耗电预测模块接收到用户填写的起始时间和截止时间，通过信息存储模块对系统运行的所有的用电设备进行检测分类，将设备分为受季节影响的和不受季节影响的用电设备，参照图5，假设，一共有五个用电设备，分别为两个空调，饮水机，冰箱，电脑。空调属于受季节影响的设备，一般情况下，冬夏用的多些，饮水机，冰箱，电脑属于不受季节影响的用电设备。耗电预测模块通过检测模块

s50：用户通过互动模块选择预交电费的起止时间段，转s51。

s51：耗电预测模块取得用户在互动模块填写的起止时间，转s52。

s52：耗电预测模块通过信息存储模块对所有的现有系统中所有的用电设备进行检测分类，转s53。

s53：耗电预测模块将设备分为受季节影响的和不受季节影响的用电设备，转s54。

s54：判断当天是否有新加入的用电设备，判断方法为，扫描所有接入耗电测量系统的设备，与信息存储系统中记录的今天以前存储的设备信息作比较，看是否有增加的设备；判断结果为是，转s56，判断结果为否，转s55。

s55：通过用电消耗记录系统计算不受季节影响的用电设备的消耗电量；计算方法为，用电消耗记录系统记录了用户每天消耗电量，通过每天消耗电量计算总的消耗电量，将总的消耗电量通过使用天数进行均分，计算平均每日消耗电量，将每日消耗电量乘以起始时间和截止时间之间的有效天数计算出不受季节影响的用电设备的消耗电量。

受季节影响的用电设备参照前一年同一季节消耗电量，如果查找不到相关记录值，则按照一般标准设定电能消耗量，此一般标准在远程服务系统中有记载，本领域技术人员可以在远程服务系统中设定，本发明的目的在于提供处大概的消耗电量数据给用户参照，所以数据值不需要精准只要不太离谱即可，用电消耗记录系统会根据远程服务系统中的记载更新数据。优选地，空调冬天和夏天使用时间较长，设定每天消耗的电量为10-20度电，春天和秋天使用时间较短或不使用，设定消耗的电量为5-10度电。

s56：当天新加入的设备在用电消耗记录系统中无法查找到记录，以新加入的设备按一般标准设定用电设备消耗的电量。此一般标准在远程服务系统中有记载，本领域技术人员可以在远程服务系统中设定，本发明的目的在于提供处大概的消耗电量数据给用户参照，所以数据值不需要精准只要不太离谱即可，用电消耗记录系统会根据远程服务系统中的记载更新数据。优选地，空调属于受季节影响的用电设备，冬天和夏天使用时间较长，设定每天消耗的电量为10-20度电，春天和秋天使用时间较短或不使用，设定消耗的电量为5-10度电。不受季节影响的用电设备，比如饮水机每天消耗1-1.5度电；可以设定冰箱每天消耗1-1.2度电；电脑每天消耗3-5度电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。