一种基于电力负荷分解与监测的家居安全告警系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及家居安全监视系统，特别是涉及一种基于电力负荷分解与监测的家居安全告警系统及方法。
【背景技术】
[0002]家居安全是社会大众每个人都关心的一个重要问题，它涉及物质财产安全、生命健康安全等多方面内容。随着居民生活水平和质量的不断提高和安全意识的逐渐增强，家居安全告警系统也需要适应居民对安全监视方面更新更全面的需求。除了天然气泄漏、火灾隐患(可能由家用电器使用不当引起)、水管爆裂、非法入侵等传统检测内容之外，住户生活状态和行为活动异常检测与判断，家居安全分析与态势感知(包括安全状态监视和发展趋势预测两方面)，越来越受到用户的关注与重视，而后者这类信息密集型功能是传统安全告警系统无法提供的，例如，对于那些独居老人或残疾病人，他们行为活动的异常极有可能与其身体健康状况不佳，或者面临意外情形有关；因此，如果家居安全告警系统能够感知用户活动内容，判断用户行为是否正常，告警安全状态或者预测可能的安全威胁，监护人就可以远程监视独居老弱病人等的生活状态，及时发现他们可能经历的意外情形，作出相应的反应。
[0003]目前，家居安全告警系统主要依据一些安装在布防区域内的特殊传感设备获取的信息对传统的家居安全监测内容作出判断和告警，如光强传感器、声强传感器、移动感应传感器或者烟雾检测器等，对于实现简单的传统告警功能，家居安全告警系统的组成相对简单。然而由于家居生活状态异常感知和安全态势预测涉及内容很多，按照传统的系统组建思路，例如基于无线传感器网络安全告警系统，根据实际需要，则需要通过单独安装更多的监测传感器来更加全面地获取住户行为信息，比如，为那些对家居安全和用户日常行为指示性较强的电气设备(如电灯、厨房电器)单独配备带有数字通信功能的传感器以收集和集成它们的运行状态信息作为补充。然而，这样的系统配置复杂，经济成本较高，安装操作不便，会为用户带来不必要的侵扰，用户友好性差，不易大范围应用，而且，为了保证安全告警系统的可靠性，这些单独配置的传感器需要小心安装和定期排查维护以确保它们处于正常工作状态。另外，系统所含传感器数量和所支持的通信数据量经常受到通信系统本身的限制，种种原因也致使家居安全告警系统的实际普及率并不高。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种基于电力负荷分解与监测的家居安全告警系统及方法，利用电力负荷分解与监测技术在线监测安装点下游每个或每类电气设备的运行状态。系统不需要在待监测区域内部署大量的传感器，而且在家居内已经布置了智能监测传感设备的情况下，能够集成其他用户侧智能监测传感设备的输出信息，经综合分析后，全面判断家居安全态势及确定导致异常状态的原因，及时向用户发出告警信息。既能够增强和完善家居安全告警系统的传统功能，又能够满足家居安全告警系统的新需求，能够全面提高安全告警系统的实用性和普及率。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于电力负荷分解与监测的家居安全告警系统，包括电气量采集子系统、电力负荷分解与监测子系统、家居安全分析与态势感知子系统和对外交互子系统；所述家居安全分析与态势感知子系统包括电气设备用电行为辨识与归纳单元、安全规则定义与更新单元、家居安全异常状态检测与分析单元；所述对外交互子系统包括用户信息输入单元、告警信息显示输出与记录单元、用户侧终端设备集成接口单元和控制命令输出单元；所述电气量采集子系统将监测点的总电流及端电压模拟信号转换成数字量，并向电力负荷分解与监测子系统提供所需特征电气量信息；所述电力负荷分解与监测子系统根据电气量采集子系统提供的特征电气量信息和经由所述对外交互子系统中用户侧终端设备集成接口单元接收到的家居内已经布置的智能监测传感设备提供的其他传感信息，持续分析和监测安装位置所覆盖区域内电气设备的工作状态和分项用电信息；所述家居安全分析与态势感知子系统根据所述电力负荷分解与监测子系统的输出结果判断用户家居安全态势，包括当前安全状态异常感知和安全趋势预测；所述家居安全分析与态势感知子系统中的电气设备用电行为辨识与归纳单兀根据所述电力负荷分解与监测子系统输出的电气设备工作状态监测结果辨识和归纳目标电气设备在考察时段内的用电行为，并记录和更新相关结果；所述家居安全分析与态势感知子系统中的安全规则定义与更新单元根据所述电气设备用电行为辨识与归纳单元输出的电气设备用电行为辨识与归纳结果在线总结和推导出电气设备的惯常行为，包括电气设备的正常工作模式与用户使用习惯，并结合用户经所述对外交互子系统中用户信息输入单元输入的自定义安全监控需求，建立新的安全规则或者更新已有安全规则；所述家居安全分析与态势感知子系统中的家居安全异常状态检测与分析单元根据所述电气设备用电行为辨识与归纳单元输出的电气设备用电行为辨识结果，利用所述安全规则定义与更新单元已经建立的安全规则判断是否存在安全异常状态或情形，涉及用户活动异常和安全隐患识别与原因定位，并研判家居安全趋势；所述对外交互子系统支持基于电力负荷分解与监测的家居安全告警系统中各功能子系统与用户或授权第三方进行信息交互；所述对外交互子系统中的告警信息显示输出与记录单元根据所述家居安全分析与态势感知子系统中的家居安全异常状态检测与分析单元的输出结果，若存在安全态势异常，则经由合适的本地或远程用户端设施向系统用户或授权的第三方发出安全异常告警信息，并记录告警事件以备用户日后查询；所述告警信息显示输出与记录单元支持系统用户由此查询安全异常告警信息记录，和根据用户需求经由合适的本地或远程用户端设施定期向系统用户推送安全异常告警信息记录；所述对外交互子系统中的用户信息输入单元支持用户根据自己的生活习惯、计划和个体需要按照预定义格式向系统输入安全监控需求；所述对外交互子系统中的用户侧终端设备集成接口单元在家居内已经布置了智能监测传感设备的情况下，支持所述基于电力负荷分解与监测的家居安全告警系统集成用户侧已有的其他智能监测终端设备的输出信息；所述对外交互子系统中的控制命令输出单元基于当前家居安全态势按需向已有相关监控系统输出控制命令。
[0006]本发明实现基于电力负荷分解与监测的家居安全告警的方法，是利用上述基于电力负荷分解与监测的家居安全告警系统，具体步骤如下:
[0007]步骤1:系统初始化，用户根据提示可选地通过所述对外交互子系统中的用户信息输入单元设定安全规则，之后系统进入正常运行状态；
[0008]步骤2:电气量数据采集，所述电气量采集子系统采集电力负荷分解与监测所需的特征电气量；
[0009]步骤3:电力负荷分解并记录结果，所述电力负荷分解与监测子系统完成电力负荷分解与监测并记录分解结果；
[0010]步骤4:辨识与归纳电气设备用电行为，并记录与更新相关结果；所述家居安全分析与态势感知子系统中的电气设备用电行为辨识与归纳单兀根据所述电力负荷分解与监测子系统输出的电气设备工作状态监测结果辨识和归纳目标电气设备在考察时段内的用电行为，并记录和更新相关结果；
[0011]步骤5:所述家居安全分析与态势感知子系统中的安全规则定义与更新单元是否已经为家居安全告警系统建立了能够用于判别电气设备用电行为是否异常的相关安全规贝1J，若有，则顺序执行步骤6，否则，跳转到步骤12 ;
[0012]步骤6:根据已有安全规则判断与分析电气设备行为及用户行为，所述家居安全分析与态势感知子系统中的家居安全异常状态检测与分析单元根据所述电气设备用电行为辨识与归纳单元输出的电气设备用电行为辨识结果，利用所述安全规则定义与更新单元已经建立的安全规则判断与分析电气设备行为及用户行为是否存在安全异常状态或情形，并研判家居安全趋势；
[0013]步骤7:是否存在安全异常，若是，则顺序执行步骤8，否则，跳转到步骤11 ;
[0014]步