专利名称：器具的自动检测的制作方法
技术领域：
本发明涉及监视能量使用的领域。更具体而言，本发明涉及从电气设备网络如家庭或小型办公室中的单个点监视电气设备网络中的电气设备能量使用。
背景技术：
能量部门的研究显示能量使用中多达15%的降低仅仅是通过使得消费者知道他们正在使用多少能量以及与他们的能量使用相关的成本。在混合汽车市场中显示了相似的结果。混合车辆驱动器可以通过利用提供给该驱动器的关于它们的使用的反馈来增加它们的汽油哩数并且降低它们的能量使用。能量消费者已经变得明白他们的能量使用的环境影响，通常被表示为“碳足迹”。因此，能量使用的降低转换成对于能量使用者的经济和生态利益。但是为了做出如何最好地降低使用的选择，能量使用者需要关于设备的相关能量使用信息和包括他的能量使用的使用形式。用于降低家庭和办公室能量使用的当前技术方案包括在单个电源点处监视多个电气设备的总的合计功率使用，在一个或多个墙壁插座电源点处监视功率使用，通过设备的定时的、编程的控制来控制单独的设备的状态，以及通过观察到一个或多个电气设备被开启但是未被使用来手动控制设备并且关闭该一个或多个设备。合计功率监视在现有技术中发现的最简单并且最广泛的合计功率使用监视系统是一种经由位于消费者的电源点处、位于主配电网的分支附近的功率表来监视消费者的总使用的电力公 共设施。功率表累积总使用功率，实际上每个固定周期如一个月读取一次该功率表，并且对于在该计费周期中所使用的功率向消费者计费。公共设施具有分段的费率，在该分段的费率中在达到特定使用门限之后对于每千瓦时(KWH)收取更高费率。一些价格表基于峰值需求时间的使用对每KWH收取更高的费率。根据价格表向消费者显示在每个费率上收取多少费用，公共设施账单将经常削弱总功率使用。利用该信息，消费者可以获得用于进行功率节省判断的少量事实。较新的合计监视系统可以包括公共设施表下游的消费者功率表。通常将消费者功率表安装在公共设施表的消费者干线断路器下游处或附近。消费者功率表按照指定的增量读取由消费者使用的功率的总数量并且在显示器上显示该值。可以向个人计算机传输该计量信息，其中可以在该计算机处处理该功率表读数。该设备的一个示例是在英国伦敦由DIYKYOTO制造的“WATTS0N”。同样由DIY KYOTO制造的对应产品“HOLMES”处理从WATTS0N接收的信息，以给予消费者关于当日时间他们的总功率消耗的细化图。但是，这仍然仅给予消费者总使用功率的图，以及总功率使用在基于计费周期的时间中是如何分配的。在每个电源插座处监视功率使用另一种用于监视功率使用的方法是监视在配电系统中的每个电源插座处的功率使用。在一些示例性产品中，电气设备用插头插入电源插座监视器中，电源插座监视器因而用插头插入墙壁电源插座中。电源插座监视器可以包括LCD显示器，其用于显示总使用KWH、该使用的成本以及插座上活动的当前电压、安培数、瓦特数、Hz和伏安。一个示例性的产品是由P3国际制造的“Kill A Watt ”。该设备允许用户经由IXD显示器监视在具体墙壁插座处的功率使用，但是数据未被存储以用于获取和分析。由Extech制造的“能量记录器和功率使用分析器(Energy Logger and Power Usage Analyzer) ”进一步包括用于数据记录的存储器，其中，使用数据可以存储在该存储器中并且稍后被能量记录器中的板上存储器传递到个人计算机。如果能量使用者具有多个Extech记录器，则不合计由每个记录器获得的功率使用信息。功率使用数据的收集要求在可以分析该数据之前，在每个墙壁插座电源监视器中的存储卡的手动获取，以及利用具有存储卡读取能力的计算设备从每个卡的信息获取。此外，使用数据被细化成每个插座一个设备计数。例如，如果将多插座电源板插入到墙壁插座电源监视器，其中在该多插座电源板的每个插座中都被插入设备，则不测量每个设备的功率使用。此外，用于测量功率的成本可能变得高得不切实际，因为每个电源插座监视器可能花费50. 00美元或更多，并且对于每个要监视的电压插座需要一个该设备。监视设备的巨大初始硬件成本、手动获取并且读取每个插座监视器存储卡的不便性以及基于降低的功率使用的不确定的节省(如果有)使得在每个电源插座处监视功率使用变得不实际的能量使用降低技术方案。在每个断路器处监视使用用于监视合计功率使用的另一个方法是在每个断路器处监视使用，从而监视每个电路的功率使用。在 Dane Peterson、Jay Steele 和 Joe Wilkerson 的 CHI 2009-StudentDesign Competition词条中所描述的具有相关iPhone 应用的该系统被称为WattBot。在他们的文章 WattBot :A Residential Electricity Monitoring and Feedback System中，作者描述了与上述DIY KYOTO的Wattson类似的系统，除了 WattBot改为测量由房屋的每个电路使用的功率以代替测量用于整个房屋的功率使用。在iPhone 上先生能量信息。WattBot需要硬件来传感并且监视在每个电路上使用的能量，并且WattBot不给出用于单 个电气设备的详细使用信息，除非该电气设备专用于房屋的断路器上的单个电路。即使单个电路专用于单个设备，WattBot也不给出该电气设备的每个状态的详细能量使用。手动监视和控制电气功率的消费者可以一直周期性地在他们家或办公室中走动，注意到看起来被开启但是未被使用的设备并且关闭这些设备以便降低功率使用。尽管该方法可以省钱而无需相关设备成本，但是没有获得用于被认为适合保持开启的设备或被不恰当地认为被关闭但事实上他们实际消耗功率的设备的分析的数据，其中该数据被认为适用于。重要的是，许多现代电子设备具有“备用”状态，该备用状态消耗功率而没有给出该设备被加电的可视外观。因此，消费者手动地监视他们的设备将不知道与看起来被关闭但实际上在备用模式中消耗功率的设备相关联的功率使用的成本和影响。独立设备的编程控制用于降低能量消耗的另一种方法是编程地控制一个或多个设备以确保当预计不使用时关闭该设备。例如，用于编程地控制电气设备的系统可以调度特定设备如小房间的顶灯在晚上11点与早上6点之间被关闭，因为预计在这些时间期间将不使用该小房间。该系统需要于用于插座或功率控制的控制电路例如调光器或开关以及用于管理电气设备网络编程的中央控制器。例如由Smar thome 销售的INSTE0N Smartlab设计产品可以包括耦合到中央控制器的、使用设备网络协议(如INSTE0N 或XlO协议或两者的组合)的INSTE0N 网络可控制设备如调光器、开关、恒温器控制和器具插座。该系统具有可编程地控制电气设备的操作的益处，但是它需要实质承担硬件、安装和相关成本，而不向用户报告任何所识别的成本节约信息以做出关于降低他们的功率使用的决定。用于降低家庭或办公室能量使用的当前技术方案包括在单个电源点处监视电气设备网络的总的合计功率使用，在一个或多个墙壁插座电源点处监视功率使用，通过编程的控制来控制单独的设备的状态，以及手动观察一个或多个电气设备被开启但是未被使用并且关闭该设备。在电源点处监视功率使用未提供关于电气设备所消耗的功率的足够信息以便确定与具体设备相关联的功率使用。在电源插座处监视功率使用的技术方案要么未合计用于分析的功率使用信息，要么仅仅通过手动装置并且以高的设备成本合计该信息。即使使用信息的自动合计可用，当前装置需要在监视设备中的实质性的投资。现有技术缺乏用于提供关于家庭或公司中的单独的电气设备的详细能量使用信息的低成本的、有效率的装置。现有技术还缺乏用于合计关于单独设备的详细能量使用信息以便呈现给能量用户从而该能量用户能够做出他们的能量使用行为的有意义的改变以降低能量使用和能量成本的有效的装置。
发明内容
公开了一种能量监视设备，其从单个中央控制位置提供家庭或办公室中的每个电气设备的能量使用的低成本的、实时的监视，而无需附加硬件或者在该家庭或办公室中接线任何电气设备。该能量监视设备包括用于将出现在房产上的其他传感器系统接口到该能量监视设备的I/o模块。可替换地，可以通过家庭网络系统将出现在该房产上的其他传感器系统接口到该能量监视设备。其他传感器系统包括但不限于具有窗户传感器、门传感器、运动检测器、声音传感器和光传感器的家庭安全系统，家庭天气系统，流量表传感器(例如 用于煤气、水、蒸汽、压缩气体和燃油)以及温度传感器(包括热水器中的水的温度、房产上的建筑物中该能量监视设备所位于的房间中的空气温度，蒸汽温度、冰箱温度、制冷器温度和烤箱温度)。能量监视设备可以检测并且识别房产上的电气设备，检测设备的状态(如开、关，最大功率的30%或者备用)并且测量由设备消耗的能量。将其他家庭系统和传感器接口到该能量监视设备可以创建用于降低能量使用并且改善用户管理他们的房产的能力的功率工具。下文的示例仅仅示出了少数经常发生的情况，其中在该情况中被接口到其他家庭系统和传感器的能量监视设备帮助用户降低能量并且管理他们的房产。示例在第一示例中，房产所有者在工作并且她的女儿刚刚从学校回家但是完全忘记了关上前门。外面是100 °F，空调正在运行，并且冷空气从前门走出，浪费能量。该能量监视设备检测到空调正在运行。家庭安全系统门检测器检测到并且向能量监视系统报告前门半开。家庭安全系统运动检测器检测到并且向能量监视系统报告有人在房屋中。该能量监视系统生成并且向该房产所有者传输消息以打电话回家叫女儿关闭该前门。在另一个示例中，家庭天气系统检测到并且向该能量监视系统报告当前正在下雨并且外面是42 T。该家庭安全系统检测到并且向该能量监视系统报告窗被打开。该能量监视系统检测到加热器正在运行。该煤气表向该能量监视系统报告煤气正在流经该煤气表，确认加热器打开。该能量监视系统生成并且向该房产传输窗户打开、加热器打开并且在下雨的消息。该房产所有者可以选择回家并且关上窗户以节省加热能量并且降低由于雨从窗户落入所导致的房产损坏。在另一个示例中，该房产所有者在工作。该烤箱中温度传感器可以检测到并且向该能量监视设备报告烤箱温度是400 T并且因此被打开。将房产上的煤气表接口到该能量监视设备并且向该能量监视设备报告煤气消耗。如果该烤箱是用电的，则该能量监视设备通过它的负载特征和功率消耗来检测该烤箱被打开。该能量监视设备生成并且向该房产所有者传输该烤箱被打开的消息。该房产所有者可以呼叫邻居去关闭该烤箱。在另一个示例中，该房产所有者订阅了公共设施需求响应计划。在温度超过100 T的热天，用于冷却单元的高峰电流需求超过了在具体时间处的功率网络容量。该公共设施向全部用户发送需求响应命令以避免全面断电。房产所有者的能量监视系统接收该命令并且将HVAC自动关闭3小时。能量监视设备然后向使用者发送消息以向房产所有者通知该需求/响应动作。当房产所有者的房产上的冷却单元已经打开足够长时间以冷却房产上的家时房产所有者可以重排他的回家时间表。对于利用用户的按摩浴缸洗热水与消耗了多少能量以及成本是多少好奇的用户可以使用能量监视设备确定用于他的洗浴的总成本。将能量监视设备接口到煤气表和水表以测量煤气和水的使用和成本。能量监视设备可以检测按摩浴缸喷射泵电动机的启动。在他的洗浴之后，用户可以查看煤气、水和电的使用和与该洗浴相关的成本，包括为了洗浴加热水、循环水和供应水。可以查看该结果并且将其分解成每个使用和成本组分。在另一个示例中，用户可以通过集合能量监视设备监视水使用来监视他的灌溉成本。能量监视设备可以检测自动灌溉循环已被开启。能量监视设备监视在灌溉循环期间使用的水。可以存储水使用和电力使用并且将其与以前的使用数据比较以确定灌溉的总成 本。分析可以包括按分钟、小时、天、周、月、季、或年检测与过去的灌溉的变化。通过将当前使用与过去数据比较，用户可以确定与以前数据相比他是否在灌溉线路中具有渗漏。在另一个示例中，一种太阳能面板系统具有两个面板串列，其中将该串并行地耦合在具有能量监视设备的房产上。风吹动十六个面板中的两个面板上的叶片和碎片，降低两个受阻碍面板的输出。两个受阻碍面板处于太阳能面板的不同的串列中。能量监视系统检测到太阳能面板系统产量表面上下降35%。与家庭天气系统接口的能量监视系统监视室外环境光并且确定室外太阳光未实质改变，可能由于云或雨。没有测量到降雨，但是已经测量到风速的增加。因此能量监视设备向房产所有者发送太阳能系统产量意外地下降35%并且应该检查太阳能面板系统的警告通知。房产所有者随后可以检查该面板，查看两个面板上的碎片，清理碎片，并且恢复他的太阳能能量产量而不用等待一个月以接收他的太阳能能量产量低于预期的账单。在超紧凑型实现中，能量监视设备能够包括用下述特征编程的单个集成电路或芯片。将该能量监视设备安装在公共设施能量表的下游、断路器面板的上游、安装在家庭或办公室中的电气设备网络的上游并且没有到该电气设备的任何附加连接。在一个可替换的实施方式中，将该能量监视设备以与典型的断路器单元相同的形成因子，安装在断路器面板中的开槽中。当负载被打开或关闭时该能量监视设备能够自动地检测，并且能够识别哪个负载被打开或关闭。通过检测安装在设备的电气网络中的每个电气设备的每个状态的负载特征来识别负载。能够通过电气设备的网络中的每个电气设备的负载特征和状态来识别它。在学习阶段期间能够获得电气设备的状态以及每个状态的负载特征。可以自动地或者利用手动的步骤执行该学习阶段。为了助于手动的学习阶段，能量监视设备的用户能够用关于家庭或小型公司中的电气设备的位置和特性的信息来丰富数据存储。该专用信息能够被存储在专用数据库中，其中该专用数据库包括电气设备的列表、房屋或小型公司的房屋以及电气设备的可能的状态。通过运行在便携式电子设备(如智能电话、蜂窝电话、个人数字助理或其他包括用户显示器和用户输入接口的便携式设备)上的应用能够助于用于丰富该专用信息的数据存储的过程。能够经由能量监视设备上的通信连接器或者经由有线或无线网络连接，向能量监视设备下载该专用数据库。用户预识别的设备和状态越多，则手动学习阶段将变得越容易。专用数据库和专用信息涉及由具体的能量监视设备生成的信息；与安装了能量监视设备的人员、设备、结构或它们中的任意一个的属性相关的信息。专用信息的示例包括安装了能量监视设备的家庭或办公室结构的名称，在该结构中安装的具体的设备，在该结构中的房间、当用户不打算共享使用信息时由用户生成的使用信息、用户的功率账单等等。“公共数据库”和“公共信息”涉及对于公众的使用而生成的、公众可访问的或者由公众生成的信息。公共信息的示例包括对于公共使用或公共访问创建的设备负载特征或状态，用户选择共享的原本专用的公共使用信息、由公共设施或公共设施委员会公布的价格表、停电的通知以及来自公共设施的具体广播信息。术语“公共数据库”和“专用数据库”都总体涉及在数据库中包括的数据以及这里所公开的数据库结构以及他们的等效物，不限于任意具体的数据格式。对于本领域熟练技术人员很明显可以应用用于处理、存储和访问数据和信息的各种方法，该方法不限于那些所述方法。数据库和表仅仅是在该系统的实现中可以有效地使用的多个方法之中的一个方法。在手动学习阶段中，能量监视设备提示用户改变专用数据库中的其中一个设备的状态。用户然后改变该状态，并且要么向能量监视设备通知该状态已被改变要么允许能量
监视设备检测该改变。计算并且向用户呈现该负载特征以便编辑和/或接受。可替换地，用户能够跳过设备的单个状态的负载特征的检测或者跳过设备的全部状态的负载特征检测。如果用户接受负载特征数据，则将负载特征和相关状态存储在负载特征表中。能够将负载特征表保持在能量监视设备内部的专用于维护目的的存储器中或者通用存储器中。在自动学习阶段中，能量监视设备监视电源的一个或多个电源参数的改变，以发信号表示家庭或办公室中的一个电气设备已改变状态。能量监视失败然后可以从改变的数据计算负载特征或者根据需要拿取附加样本并且计算负载特征。下一个步骤是通过将负载特征与来自负载特征的专用数据库和公共数据库的设备的列表比较将其识别到器具的特征。负载特征的公共数据库包括大量可能的器具的特征和用于该器具的状态的负载特征。负载特征的公共数据库不限于具体的家庭或小型公司的负载特征。在已识别负载特征之后，对应的器具和特征就被识别，将该结果呈现给用户以编辑或接受或者系统暂停或接受该数据。通过识别每个电气设备的负载特征和状态，能量监视设备能够提供在家庭或小型公司中消耗能量的每个电气设备的详细能量使用。可以将每个电气设备的详细能量使用信息显示在能量监视设备、远程显示设备上如智能电话(即iPhone 、DiOid⑧、Blackberry )、平板PC、PDA或远程膝上电脑或本地个人计算机上。可以通过任意有线或无线设备总体显示详细能量使用信息。详细能量使用信息可以包括功率消耗、能量、电流、功率因子、THD、频谱容量和其他有益于用户的相关参数。可以通过当日时间、消逝时间、周、月、年和季度追踪能量使用信息以便比较。可以计算并且显示能量成本，以美元每小时来显示当前能量消耗率以及一个时期上的累积成本。能量监视设备可以给予由能量监视设备追踪的能量使用的历史，按周、月、季度、季节或年提供能量消耗的规划。详细能量使用信息还可以包括关于具有备用操作模式的电气设备的具体信息以及关于业余时间(如夜间或当用户离开度假时)上的能量消耗的信息。详细能量使用信息还可以包括对有很多建议如如何降低他们的每月电气账单。这可以包括增加设备以改善功率因子，替换旧的或效率低下的器具或者可替换地关于如何纠正能量使用的当日时间调度以便价格表的更有利的使用的建议，或者替换价格表的建议。详细能量使用信息还能够用于优化各种器具的设置如电冰箱的温度设置。建议信息还能够包括来自功率公共设施的通知如来自公共设施的紧急警告、提供或奖励、价格表改变的通知或者用户的账户欠付或过期的通知。能量监视设备还能够监视网络的质量并且通知用户关于弱的功率因子、弱的总谐波失真、性能低下或噪声电网以及改善或改正这些效率低下的方式。公开了一种能量监视设备，其被耦合到电源如电网电源，该电源具有被耦合到能量监视设备的电源下游的电气设备，该电气设备具有多个状态。在一个方案中，该能量监视设备被编程为从在要监视的电气设备的上游点得到的电源的连续的采样，识别被耦合到电源的电气设备的出现以及该电气设备的状态，并且该能量监视设备还被编程为监视耦合到能量监视设备的附加输入。能够将附加输入耦合到流量表。该流量表能够向能量监视设备发送关于该流量表正在测量的商品的信息。在一些实施方式中，可以向该能量监视设备发送在一个时间周期上的流量消耗或者测量体积或者相关成本。该能量监视设备可以另外下载用于公共设施如水和天然气的价格表。该表可以测量水、蒸汽、煤气、汽油、燃油、空气或惰性气体的流量或体积。本领域的熟练技术人员将认识到流量表可以测量各种各样商品的流量和体积。在一些情况中，可以将这些数据与负载数据耦合或者关联，以改善特征检测算法。在一些实施方式中，可以将附加输入I禹合到家庭安全系统。该家庭安全系统可以向能 量监视系统传输用于任意一个家庭安全系统输入的状态信息。该输入包括窗户是打开还是关闭，门是打开还是关闭，运动检测器是否检测到运动、音频传感器是否检测到声音以及光传感器是否检测到光。该附加输入还可以被耦合到温度传感器。温度传感器可以向能量监视设备传输温度信息。温度传感器可以监视该能量监视设备所位于房产上的结构中的房间的温度，在热水加热器中的热水，该房产上的结构外部的空气温度，该房产上的结构内部的空气温度，离开加热通风和空调单元的空气，蒸汽温度、电冰箱温度、制冷器温度和烤箱温度。还可以将该附加输入耦合到家庭天气系统。可以向能量监视设备传输天气信息，包括降雨量、风速、太阳下的温度、阴影中的温度、大气压和湿度。可以将向能量监视设备传输的前述信息中的任意一个中继到房产所有者。编程能量监视设备包括选择并且互连的离散组件、微处理器、专用集成电路(ASIC)、编程的现场可编程门阵列(FPGA)和一个或多个配置并且互连的集成电路(包括模数混合模式)中的至少一个。能量监视设备能够像单个集成电路芯片集一样小，被编程为与iPhone 或用于运行用户接口应用的类似地消费电子设备集成在一起。将电源参数定义为电源的一个或多个测量参数以及可以从该测量参数得到的计算参数的值。在一个优选实施方式中，电源参数包括相电压、相电流、中性电压、中性电流、视在功率、有功功率、无功功率、能量、用于所消耗能量的消逝时间、功率因子百分比、cos (phi);电流、电压、有功功率、无功功率的总谐波失真；考虑到谐波的有线数量(例如高达第15个谐波)的总谐波失真的近似；电流、电压、有功功率、无功功率的频谱容量以及基本有功功率、频率、周期、过压/欠压；条件、建立完整功率的时间或过渡时间、瞬间涌入电流、下陷以及用于该事件的周期数、网络的质量以及其他非电气数据如时间、日期、温度和湿度。电压和电流值可以是作为一维表格来存储或者作为RMS值来计算的瞬间采样值的集合，其中通过求采样值的一维表格的平均或积分来计算该RMS值。还可以从“η”个点的固定运动窗得出该RMS值，并且因此在例如I秒钟的初始设置时间之后的每毫秒可以获得该RMS值。下文显示了对于单相2线配置所记录和/或计算的数据的一个示例性表格
权利要求
1.一种用于监视由电气设备消耗的能量的能量监视设备，包括 a.耦合到电源的控制器； b.用于测量在要监视的所述电气设备的上游点处取得的第一多个电源参数和第二后续多个电源参数的装置； c.耦合到所述能量监视设备的输入输出模块；以及 d.用指令编程的存储器，以根据所述第一多个电源参数和所述第二多个电源参数之间检测的改变，识别耦合到所述电源的所述电气设备的出现以及所述电气设备的状态，并且所述能量监视设备还被编程为监视耦合到所述能量监视设备的输入输出模块。
2.如权利要求I所述的能量监视设备，其中，所述电气设备的状态是开、关、备用、通电、断电、完全功率百分比和指定的状态序列中的一个。
3.如权利要求I所述的能量监视设备，还包括显示设备、用户输入设备和用户接口软件。
4.如权利要求3所述的能量监视设备，其中，将所述显示设备和所述用户输入设备和所述用户接口软件实现在消费电子设备上。
5.如权利要求4所述的能量监视设备，其中，所述消费电子设备是来自包括iPhone 、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理、便携式计算机、台式计算机的组群中的一个。
6.如权利要求I所述的能量监视设备，其中，识别所述电气设备和所述状态包括根据所述电源的连续采样中的改变计算用于所述电气设备的负载特征。
7.如权利要求6所述的能量监视设备，其中，与所述电气设备和所述状态相对应的所述负载特征包括相电压、相电流、中性电压、中性电流、视在功率、COS (phi)、有功功率、无功功率、频率、周期、过压/欠压条件、功率因子的百分比、RMS电流、瞬间电流、RMS电压、瞬间电压、电流谐波THD百分比、电压谐波THD百分比、电流波形的频谱容量、电压波形的频谱容量、有功功率波形的频谱容量、无功功率波形的频谱容量、网络质量百分比、时间、日期、温度和湿度中的一个或多个。
8.如权利要求6所述的能量监视设备，其中，计算的负载特征与所述电气设备和它的状态相关并且被存储在存储器中。
9.如权利要求I所述的能量监视设备，其中，将附加输入耦合到流量计，其中，所述流量计提供关于正在被计量的商品的使用信息。
10.如权利要求9所述的能量监视设备，其中，正在被所述流量计计量的商品是来自包括水、蒸汽、天然气、燃油、空气和惰性气体的组群中的一个。
11.如权利要求I所述的能量监视设备，其中，将附加输入耦合到家庭安全系统，并且所述家庭安全系统向所述能量监视设备传输状态信息。
12.如权利要求11所述的能量监视设备，其中，家庭安全系统状态信息包括门的状态、窗户的状态、对于运动检测器的响应、对于音频传感器的响应和对于光传感器的响应中的一个。
13.如权利要求12所述的能量监视设备，其中，家庭安全系统状态信息还包括家庭中与将要被传输到所述能量监视设备的所述状态信息相对应的房间的标识符。
14.如权利要求I所述的能量监视设备，其中，将附加输入耦合到温度传感器，并且所述温度传感器向所述能量监视设备传输温度信息。
15.如权利要求14所述的能量监视设备，其中，所述温度传感器测量来自包括房产上所述能量监视设备所位于的房间、热水器中的水、离开加热通风和空调单元的空气、蒸汽管道中的蒸汽、所述能量监视设备所位于的结构外部的空气温度、所述能量监视设备所位于的结构内部的空气温度、冰箱内部、制冷器内部、压缩气体存储器的温度、压缩气体传输线路的温度和烤箱内部的组群中的一个的温度。
16.如权利要求I所述的能量监视设备，其中，将附加输入耦合到天气传感器系统，并且所述天气传感器系统向所述能量监视设备传输天气信息。
17.如权利要求16所述的能量监视设备，其中，天气信息包括降雨量、风速、太阳直射温度、阴影温度、大气压和湿度中的一个。
18.如权利要求3所述的能量监视设备，其中，所述能量监视设备在显示设备上显示电能使用信息、被计量商品的计量信息、家庭安全信息、温度信息、天气信息和这些的任意组合中的一个。
19.如权利要求18所述的能量监视设备，其中，所述电能使用信息包括合计功率消耗信息、能量、电流、功率因子和总谐波失真(THD)中的一个。
20.一种用于确定由被耦合到电源的电气设备使用的能量的方法，包括 接收第一多个电源参数； 接收第二多个电源参数； 在所述第一多个电源参数和所述第二多个电源参数之间，检测至少一个电源参数中的改变； 基于所述第一多个电源参数和所述第二多个电源参数，计算用于所述电气设备的负载特征，包括有功功率(P)、总有功功率(PT)、无功功率(Q)、总无功功率(QT) ,RMS电压(U)和包括“η”个值的总有功功率频谱(APS)； 在存储器中查找所述电气设备的所述负载特征，所述存储器包括与多个电气设备相对应、被预定为最有可能产生匹配负载特征的负载特征的第一组群，其中，存储在所述存储器中的负载特征与电气设备标识符和与所述负载特征相关联的所述电气设备的状态相关联； 将由所述电气设备使用的能量计算为所述第一多个电源参数和所述第二多个电源参数之间的差；以及 将所使用的能量与所述电气设备相关联。
21.如权利要求20所述的方法，其中，通过用户存储定义所述能量监视设备中的组群的电气设备列表来确定所述第一组群。
22.如权利要求21所述的方法，还包括将所述第一组群中的每个负载特征将要匹配于正在被查找的负载特征的概率与所述第一组群中的每个负载特征相关联。
23.如权利要求22所述的方法，还包括降低与最接近匹配于被查找的负载特征的不匹配负载特征相关联的概率。
24.如权利要求23所述的方法，其中，如果所述概率下降到指定门限之下，则将负载特征和电气设备重新分类到第二组群中。
25.如权利要求20所述的方法，还包括在比较要查找的负载特征与在所述第一组群中的负载特征以确定它们是否匹配之前，将要查找的负载特征与所述第一组群中的负载特征进行相关。
26.如权利要求20所述的方法，还包括在与多个设备相对应的负载特征的第二组群中查找所述负载特征，其中该第二组群被确定为比所述第一组群产生匹配负载特征的概率更低。
27.如权利要求22所述的方法，其中，确定至少一个电源参数中的改变包括检测所述有功功率、所述无功功率、所述视在功率和所述RMS电流中的一个中的改变。
28.如权利要求20所述的方法，还包括在检测到至少一个电源参数中的改变之后并且在计算用于所述电气设备和所述状态的所述负载特征之后，接收附加电源参数。
29.如权利要求20所述的方法，其中，测量多个电源参数包括测量相电压、相电流、中性电压、中性电流、视在功率、cos (phi)、周期、频率、有功功率、有功能量、无功能量、无功功率、频率、周期、过压/欠压条件、温度和湿度中的一个。
30.如权利要求20所述的方法，其中，所述电气设备的状态是开、关、备用、通电、断电、完全功率百分比或者指定的状态序列中的一个。
31.如权利要求20所述的方法，其中，负载特征包括相电压、相电流、中性电压、中性电流、视在功率、cos (phi)、有功功率、有功能量、无功功率、无功能量、频率、周期、过压/欠压条件、功率因子的百分比、RMS电流、瞬间电流、RMS电压、瞬间电压、电流谐波THD百分比、电压谐波THD百分比、无功功率谐波THD百分比、有功功率谐波THD百分比、电流波形的频谱容量、电压波形的频谱容量、有功功率波形的频谱容量、无功功率波形的频谱容量、网络质量百分比、时间、日期、温度和湿度中的一个。
32.如权利要求20所述的方法，其中，计算用于所述电气设备的负载特征和所述状态包括步骤 将所述有功功率P计算为所述第一电源参数中的有功功率和所述第二电源参数中的有功功率的差； 计算所述总有功功率PT，包括所述总有功功率中的全部谐波和噪声； 将所述无功功率Q计算为所述第一电源参数中的无功功率和所述第二电源参数中的无功功率的差； 计算所述总无功功率QT，包括所述总无功功率中的全部谐波和噪声； 计算所述RMS电源U;以及 计算包括“η”个值的所述总有功功率频谱。
33.如权利要求32所述的方法，还包括 将所述总无功功率中的谐波和噪声QT_THD计算为所述总无功功率QT与所述无功功率Q的差； 将所述总有功功率中的谐波和噪声PT_THD计算为所述总有功功率PT与所述有功功率P的差； 在所述负载特征中用QT_THD代替QT ；以及 在所述负载特征中用PT_THD代替PT。
34.如权利要求20所述的方法，还包括将所述负载特征的数据元素与第二负载特征的数据元素进行相关，其中第二负载特征表示能够产生持续可变的负载的电气设备的第二状态。
35.如权利要求20所述的方法，还包括向显示设备和远程设备中的一个传输能量使用信息。
36.如权利要求35所述的方法，其中，能量监视信息包括电气设备信息、功率使用信息、电气网络信息、用户设备和功率公共设施信息中的一个。
37.如权利要求35所述的方法，其中，通过在消费电子设备上运行的应用向用户呈现能量监视信息，所述消费电子设备来自包括蜂窝电话、智能电话、个人数字助理、便携式计算机和台式计算机的组群。
全文摘要
公开了在电气设备的网络中用于识别电气设备和它的状态的设备和方法。一种能量监视设备被编程为从电源的连续测量中的改变，识别被耦合到该电源的电气设备以及该电气设备的状态。公开了一种用于确定用于电气设备的负载特征以及它的状态的算法。使用用于状态的负载特征的存储表格来识别设备和状态。收集能量监视信息并且在显示器、远程显示器上被呈现给用户或者在网络上被传输到远程设备如个人计算机、个人数字助理、iPhone蜂窝电话、语音邮件、电子邮件或文本消息。
文档编号G01D21/00GK102822639SQ201180015739
公开日2012年12月12日 申请日期2011年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者P·A·拉达, J·H·玛格纳斯科 申请人:吉尼瓦洁净技术公司