一种智能家居电力管理系统和方法与流程

本发明涉及电力管理相关领域，具体为一种智能家居电力管理系统和方法。

背景技术：

1、随着智能家居技术的快速发展，人们现在能够享受到更便捷、舒适和节能的居住环境。然而，智能家居系统中的电力管理仍然面临一些挑战。传统的电力管理方法往往缺乏灵活性和智能化，无法根据用户的需求和实际用电情况进行精确的管理和控制。

2、在传统的电力管理方法中，常见的做法是简单地根据时间表来控制设备的开关，或者使用定时器来预设设备的工作时间。这种方法缺乏个性化和适应性，不能满足不同用户的需求。例如，用户可能希望在工作日的白天将某些设备关闭以节省能源，但在周末的晚上需要灯光和音响系统的运行，所以针对现有的电力管理方法的缺陷，设计了一种智能家居电力管理系统和方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种智能家居电力管理系统和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能家居电力管理系统，包括传感器模块、控制中心、执行模块和用户界面，所述传感器模块用于实时监测家庭各个电器设备的用电量和工作状态，并将数据传输给控制中心；

3、所述控制中心通过接收传感器模块的数据，对家庭电器设备的用电情况进行实时分析，生成用电报告和统计数据，并根据用户的偏好和需求制定相应的电力管理策略；

4、所述执行模块根据控制中心的指令，对家庭电器进行远程控制和调度，以实现电力的合理分配和优化；

5、所述用户界面用于与用户进行交互，显示用电报告、统计数据和电力管理策略，并接受用户的指令和调整。

6、优选的，所述控制中心的具体工作过程如下：

7、数据预处理：对传感器模块收集的数据进行预处理，这包括数据清洗、去除异常值、纠正数据偏移操作，通过预处理剔除数据中的噪声干扰、提高数据质量；

8、数据分析：控制中心利用预处理后的数据进行实时分析，具体使用统计分析方法从预处理后的数据中提取分析某个时间段内的智能家居能耗情况、设备的使用模式、能效评估；

9、用电报告：基于数据分析结果，控制中心生成用电报告，向用户呈现详细的用电情况，报告包括各个智能家居的能耗情况、能效评估、用电趋势分析内容；

10、统计数据：控制中心生成统计数据，用于总结和分析智能家居长期的用电情况，统计数据包括能耗图表、峰谷电价分析、能源消耗排名；

11、电力管理策略：基于用电报告和统计数据结果，控制中心制定相应的电力管理策略，具体电力管理策略包括自动调整设备工作模式、设定优化能耗的时间计划、提供能源节约建议，其中电力管理策略根据用户的偏好和需求进行调整。

12、优选的，所述数据分析中使用的统计分析方法的具体步骤如下：

13、步骤1、通过计算预处理后的数据中描述性统计量，具体描述性统计量为平均值、标准差来对数据的整体特征进行描述，其中平均值、标准差的计算公式如下：

14、计算平均值(μ)的公式：μ＝(x1+x2+x3+…+xn)/n，其中xi表示每个数据点，n表示数据点数量；

15、计算标准差(σ)的公式：其中xi表示每个数据点，μ表示平均值，n表示数据点数量；

16、步骤2、将步骤1中描述性统计量绘制成直方图、折线图、散点图可视化图表，将数据以图形方式展示出来，用于更直观地观察和理解数据的趋势、分布规律及异常情况；

17、步骤3、通过计算预处理后的数据中变量之间的相关系数，通过相关性分析帮助用户判断不同变量之间的相关性强弱，获得影响用电量的因素，其中相关系数计算公式如下：

18、相关系数(r)的公式：其中xi和yi分别表示两个相关变量的数据点，μx和μy分别表示两个变量的平均值；

19、步骤4、通过计算预处理后的数据中智能家居的能源利用效率、能源消耗强度，对智能家居的能源利用情况进行评估，用以识别低效设备。

20、优选的，所述控制中心制定相应的电力管理策略包括以下内容；

21、自动设备调整：根据数据分析结果，控制中心可以通过智能控制系统自动调整设备的工作模式，具体当探测到某个智能家居处于待机状态但仍然消耗能量时，自动将其切换到低功耗模式或完全关闭，减少不必要的能源消耗；

22、优化能耗时间计划：控制中心根据用电数据分析，识别出智能家居较高的时间段，并基于识别结果，提醒用户在非高峰时段使用高能效设备或执行能源节约活动，降低用电成本；

23、能源节约建议：根据用电报告和统计数据结果数据分析，控制中心为用户提供个性化的能源节约建议，具体当分析发现某个智能家居的能耗较高时，系统推荐用户用该设备的节能技巧和建议；

24、异常检测和警报：通过用电报告实时数据分析，控制中心识别出设备异常、能源浪费或过高的能耗情况，并即时向用户发送警报；

25、定制化策略：控制中心根据用户的偏好和需求，提供个性化的电力管理策略，用于分析不同用户的能耗模式和喜好。

26、优选的，所述执行模块具体工作过程如下：

27、执行模块通过通信技术与家庭电器进行连接，使控制中心能够远程控制电器的开关状态和工作模式；

28、执行模块根据控制中心的调度策略，合理分配电力供应，在充足的电力供应情况下，执行模块根据需求自动调整智能家居的使用时间，优化利用电力资源；

29、执行模块通过与控制中心进行通信，接收和解析控制指令，根据控制指令的要求，执行模块实时调整智能家居的运行状态，改变电器的工作模式，实现电力管理系统的要求。

30、优选的，一种智能家居电力管理方法，包括以下步骤：

31、步骤s1、通过传感器模块，实时收集家庭各个电器设备的用电量和状态数据；

32、步骤s2、控制中心对传感器收集的数据进行实时分析和处理，生成用电报告、统计数据和电力管理策略；

33、步骤s3、执行模块根据控制中心的指令，对家庭电器进行远程控制和调度，合理分配电力资源，实现节能和负载均衡；

34、步骤s4、用户通过用户界面与系统进行交互，查看用电报告、统计数据和电力管理策略，并可以根据自己的需求调整电力配置和设备控制。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

36、1、本发明通过实时监测家庭各个电器设备的用电量和状态，系统能够有效识别能源浪费和高能耗的设备，提供相应的电力管理策略，从而实现能源的高效利用和节能；

37、2、本发明控制中心通过对传感器收集的数据进行分析和处理，生成用电报告、统计数据和电力管理策略。这使得用户能够了解家庭的用电情况，并根据实际需求制定和调整电力管理策略，智能化地优化电力管理，提供更个性化和智能化的服务；

38、3、本发明执行模块根据控制中心的指令对家庭电器进行远程控制和调度，实现电力的合理分配和优化。系统可以根据电力供应情况和用电负荷自动调整设备的使用时间，减少用电高峰期的负荷压力，并平衡用电负荷，提高电力利用效率；

39、4、本发明用户界面提供交互和参与的平台，用户可以通过界面查看用电报告、统计数据和电力管理策略。用户可以根据个人需求和偏好对电力配置进行调整，并直观地了解自己的能源消耗和节能效果。通过用户的参与，促进了能源消费者的意识和参与度，实现用户和系统之间的共同管理和控制；

40、综上所述，本发明的智能家居电力管理系统和方法能够提供高效、智能化的电力管理解决方案，实现节能、负载均衡和个性化服务。它为用户提供了方便的交互和参与平台，使用户能够主动参与电力管理，提高能源利用效率，并带来舒适、便捷和节能的居住环境。该发明对于促进智能家居技术的发展和推广，以及推动可持续能源的应用具有积极的社会和环境效益。