一种基于AI算法的安全用电电表系统的制作方法

一种基于ai算法的安全用电电表系统
技术领域
1.本发明涉及测试；测量的技术领域，特别涉及一种基于ai算法的安全用电电表系统。


背景技术：

2.电表是用于测量电压、电流、电阻、电功率等的各种电气仪表的统称。
3.现有技术中，当前二级市场的电表一般只有计量计费和简单的过压过流保护功能，而接电的行为却没有门槛，这对于电表来说其安全性无法保证，同样也不能很好的保证用电设备的安全。


技术实现要素：

4.本发明解决了现有技术中的问题，提供了一种优化的基于ai算法的安全用电电表系统。
5.本发明所采用的技术方案是，一种基于ai算法的安全用电电表系统，所述系统包括：一云端，用于存储所有电表的id、密钥和校验密码；一个或多个用电行为控制子系统，配合电表设置，用于在电表产生用电行为后获取用电信息，生成对应电表的激活信息，经过加密算法加密后输出加密激活信息。
6.优选地，任一所述用电行为控制子系统包括：一存储模块，用于存储电表的id、密钥和验证密码；一输入模块，用于接收云端发出的加密激活信息并传输至运算模块；一运算模块，基于存储模块中的密钥对加密激活信息进行解密，从解密激活信息中提取校验密码并进行确权；一电表控制模块，用于获得运算模块的确权结果，并基于确权结果控制电表。
7.优选地，所述运算模块中，从解密激活信息中提取校验密码后，若校验密码与存储模块中的验证密码相同，则加密激活信息有效，进行电器行为判断，否则无效，直接切断电表。
8.优选地，所述电器行为判断基于ai算法实现，包括以下步骤：步骤1：获取大数据，拆分不同的用电设备在使用所述电表时的电流特征；步骤2：将用电设备进行进行分类，对违规电器和/或不准入电器对应的电流特征进行标注；步骤3：以标注后的电流特征进行分类器训练，获得稳定的分类器；步骤4：以训练后的分类器对触发信号进行电器行为判断，若为违规电器和/或不准入电器则切断电表，否则反馈确权信息至电表控制模块。
9.优选地，所述触发信号由电表控制模块在电表初始使用后获得，电表控制模块将触发信号发送至云端，云端发出加密激活信息，所述加密激活信息中包括此触发信号的电
流特征。
10.优选地，所述用电行为控制子系统还包括统计模块，用于基于电表控制模块对电表的控制，统计电表的使用情况。
11.优选地，所述统计模块包括缴费策略单元，统计模块在接收到电表控制模块对电表的控制信息后，更新当前电表在云端的支付方案和/或剩余金额，基于当前电表的缴费策略单元进行计费。
12.优选地，所述系统还包括配合电表的过流过压保护模块，所述过流过压保护模块通过通信模块与用电行为控制子系统配合设置。
13.优选地，配合所述系统还设有图像采集模块，所述图像采集模块用于采集电器和电表的接插位置的环境照片和/或视频流。
14.优选地，若任一电器和电表的接插位置处的视频流中存在电弧，且电弧的持续时长超过阈值则进行电表的断开；定时对环境照片进行处理，获得电器和电表的接插位置处的电弧图样，搜索对应的视频流并确认电器性质，对当前电器进行禁用并排查。
15.本发明提供了一种优化的基于ai算法的安全用电电表系统，通过云端存储所有电表的id、密钥和校验密码，以一个或多个用电行为控制子系统配合电表，可以在电表产生用电行为后获取用电信息，生成对应电表的激活信息，经过加密算法加密后输出加密激活信息，一方面保证了计费的安全性，另一方面有别于只具有简单的过压过流保护功能的电表，在进行激活后，可以基于被植入的ai算法，通过对采集的电流特征进行分析，进而判别线路上是否存在使用违规电器的行为，进而实现用电安全监测。
16.本发明不仅能保障电表的安全，也可以保证用电设备的安全。
附图说明
17.图1为本发明的系统结构框图，其中，箭头所示为信息传递的方向。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
19.本发明涉及一种基于ai算法的安全用电电表系统，所述系统包括：一云端，用于存储所有电表的id、密钥和校验密码；本发明中，云端仅用于管理电表信息，当有新的电表加入时，需要在云端执行配置，保证其能被管理，云端不参与实际的控制。
20.一个或多个用电行为控制子系统，配合电表设置，用于在电表产生用电行为后获取用电信息，生成对应电表的激活信息，经过加密算法加密后输出加密激活信息。
21.任一所述用电行为控制子系统包括：一存储模块，用于存储电表的id、密钥和验证密码；一输入模块，用于接收云端发出的加密激活信息并传输至运算模块；一运算模块，基于存储模块中的密钥对加密激活信息进行解密，从解密激活信息中提取校验密码并进行确权；
所述运算模块中，从解密激活信息中提取校验密码后，若校验密码与存储模块中的验证密码相同，则加密激活信息有效，进行电器行为判断，否则无效，直接切断电表。
22.所述电器行为判断基于ai算法实现，包括以下步骤：步骤1：获取大数据，拆分不同的用电设备在使用所述电表时的电流特征；步骤2：将用电设备进行进行分类，对违规电器和/或不准入电器对应的电流特征进行标注；步骤3：以标注后的电流特征进行分类器训练，获得稳定的分类器；步骤4：以训练后的分类器对触发信号进行电器行为判断，若为违规电器和/或不准入电器则切断电表，否则反馈确权信息至电表控制模块。
23.所述触发信号由电表控制模块在电表初始使用后获得，电表控制模块将触发信号发送至云端，云端发出加密激活信息，所述加密激活信息中包括此触发信号的电流特征。
24.一电表控制模块，用于获得运算模块的确权结果，并基于确权结果控制电表。
25.本发明中，通过用电行为控制子系统与电表配合，一般来说以一个用电行为控制子系统控制若干电表，当用电电器与电表进行接合时，产生瞬时的触发信号，电表控制模块将触发信号发送至云端，由云端发出加密激活信息进行确权。
26.本发明中，加密激活信息中包括了加密的、因为产生用电行为后获取的用电信息及对应的电表的激活信息，由云端发出；输入模块接收到云端发出的加密激活信息后，交给运算模块对加密激活信息进行解密，从解密激活信息中提取校验密码，通过与存储模块中存储的电表的id、密钥和验证密码进行核对并进行确权，若校验密码与存储模块中的验证密码相同，则加密激活信息有效，进行电器行为判断，否则无效，直接切断电表。
27.本发明中，确权包括了电器行为判断，即通过电器行为判定当前用电电器是否可以与当前电表适配，此基于ai算法实现，包括了训练阶段和实际工作阶段；在训练阶段，通过对大数据的整理，获得不同的用电设备在使用所述电表时的电流特征并基于此对用电设备进行进行分类，对违规电器和/或不准入电器对应的电流特征进行标注，以标注后的电流特征进行分类器训练，获得稳定的分类器，分类器的选择可以依据本领域技术人员需求自行设置，包括但不限于svm分类器；而在实际工作阶段，以训练后的分类器对触发信号进行电器行为判断，若为违规电器和/或不准入电器则切断电表，否则反馈确权信息至电表控制模块。
28.一电表控制模块，用于获得运算模块的确权结果，并基于确权结果控制电表。
29.本发明中，电表控制模块获得运算模块反馈的准入信息，则正式接通电表和用电电器，用电电器工作。
30.所述用电行为控制子系统还包括统计模块，用于基于电表控制模块对电表的控制，统计电表的使用情况。
31.所述统计模块包括缴费策略单元，统计模块在接收到电表控制模块对电表的控制信息后，更新当前电表在云端的支付方案和/或剩余金额，基于当前电表的缴费策略单元进行计费。
32.本发明中，以统计模块进行计费处理，计费包括了多种不同的支付方案，包括但不限于预付款、计次、计时等，通过与剩余金额的匹配进行费用的实际结算。
33.所述系统还包括配合电表的过流过压保护模块，所述过流过压保护模块通过通信
模块与用电行为控制子系统配合设置。
34.配合所述系统还设有图像采集模块，所述图像采集模块用于采集电器和电表的接插位置的环境照片和/或视频流。
35.若任一电器和电表的接插位置处的视频流中存在电弧，且电弧的持续时长超过阈值则进行电表的断开；定时对环境照片进行处理，获得电器和电表的接插位置处的电弧图样，搜索对应的视频流并确认电器性质，对当前电器进行禁用并排查。
36.本发明中，可以进一步以用电电器在实际使用中是否产生电弧为标准进行电表的管控；通过采集电器和电表的接插位置的环境照片和/或视频流，若视频流显示电弧始终存在或超过阈值时间，则表示风险较高，直接对用电电器与电表进行断开，而若存在短时间电弧，视频流并未报警，而通过照片的回溯发现的，对电器进行禁用并排查，确认无误后可以继续使用。
37.本发明中，对于电弧的监测的算法为本领域已经公开的技术，本领域技术人员可以依据现有技术进行图像的处理，进而获得电弧信息。
38.本发明通过云端存储所有电表的id、密钥和校验密码，以一个或多个用电行为控制子系统配合电表，可以在电表产生用电行为后获取用电信息，生成对应电表的激活信息，经过加密算法加密后输出加密激活信息，一方面保证了计费的安全性，另一方面有别于只具有简单的过压过流保护功能的电表，在进行激活后，可以基于被植入的ai算法，通过对采集的电流特征进行分析，进而判别线路上是否存在使用违规电器的行为，进而实现用电安全监测。
39.本发明不仅能保障电表的安全，也可以保证用电设备的安全。