本發(fā)明一般涉及電力管理系統(tǒng)，特別地涉及用于管理住所或辦公室中的電力的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：智能家居(smarthome)技術(shù)的概念涉及管理住所或辦公室中的電氣設(shè)備。智能家居中的設(shè)備的一些特性包括：用戶經(jīng)由例如移動(dòng)裝置或計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)控制的與服務(wù)器進(jìn)行通信的能力；以及彼此通信的能力等。這里所提及的術(shù)語“住所”涉及住宅、辦公室、建筑物、工廠或具有電網(wǎng)和連接設(shè)備的任何室內(nèi)/室外環(huán)境。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個(gè)目的是公開用于管理電氣設(shè)備的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一目的是公開用于管理電力消耗的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的又一目的是公開用于提供減少電力消耗的推薦的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的又一目的是公開用于預(yù)測(cè)或推薦設(shè)備的維護(hù)步驟的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的又一目的是公開用于預(yù)測(cè)設(shè)備的可能故障的系統(tǒng)和方法。因而，本發(fā)明涉及一種電氣管理系統(tǒng)，包括：(i)多個(gè)端單元，其包括電氣插座和電氣開關(guān)，各端單元包括(1)處理器、(2)存儲(chǔ)器、(3)用于測(cè)量通過所述端單元的電力的電力測(cè)量單元、以及(4)通信單元；(ii)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用，其安裝在連接至所述多個(gè)端單元的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中；(iii)移動(dòng)裝置的應(yīng)用，其連接至所述互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；(iv)服務(wù)器，其連接至所述互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其中，所述電力測(cè)量單元每秒測(cè)量通過所述端單元的電力至少1000次。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)端單元包括定時(shí)器、調(diào)度器、調(diào)光器、溫度傳感器或其任意組合。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)端單元通過zigbee協(xié)議與所述互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)端單元還包括：濕度傳感器、水傳感器、感測(cè)器、氣體傳感器、門窗開啟傳感器、用于控制電視的ir單元、用于控制娛樂單元的ir單元、以及用于控制空調(diào)系統(tǒng)的ir單元。在一些實(shí)施例中，所述移動(dòng)裝置是移動(dòng)電話、平板電腦、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理即pda或便攜式游戲機(jī)。在一些實(shí)施例中，所述移動(dòng)裝置的應(yīng)用使用所述移動(dòng)裝置的陀螺儀、加速度計(jì)、羅盤或其任意組合來計(jì)算端單元的x、y、z坐標(biāo)。在一些實(shí)施例中，所述移動(dòng)裝置經(jīng)由近場(chǎng)通信即nfc而連接至所述端單元。在一些實(shí)施例中，所述互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和所述多個(gè)端單元經(jīng)由zigbee協(xié)議進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，所述互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送用以啟用或停用端單元的指令。在一些實(shí)施例中，在設(shè)置時(shí)，所述移動(dòng)裝置的應(yīng)用確定各端單元的id。在一些實(shí)施例中，在設(shè)置時(shí)，各端單元將該端單元的id發(fā)送至所述移動(dòng)裝置的應(yīng)用。在一些實(shí)施例中，所述端單元向所述服務(wù)器發(fā)送與電力消耗有關(guān)的信息。在一些實(shí)施例中，所述服務(wù)器經(jīng)由對(duì)端單元所報(bào)告的電力消耗的分析來確定哪個(gè)電氣裝置連接至該端單元。在一些實(shí)施例中，所述服務(wù)器報(bào)告連接至端單元的電氣裝置的電力消耗的異常。在一些實(shí)施例中，所述服務(wù)器建議用以減少能量消耗的方式。在一些實(shí)施例中，所述移動(dòng)裝置的應(yīng)用被配置為在所述移動(dòng)裝置接觸各端單元或者位于距該端單元1米內(nèi)的情況下推斷該端單元的定位坐標(biāo)x、y、z。在另一方面，本發(fā)明涉及一種電氣管理方法，包括：(i)安裝包括電氣插座和電氣開關(guān)的多個(gè)端單元，各所述端單元包括(1)處理器、(2)存儲(chǔ)器、(3)用于測(cè)量通過所述端單元的電力的電力測(cè)量單元、以及(4)通信單元；(ii)將網(wǎng)關(guān)應(yīng)用安裝在連接至所述多個(gè)端單元的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中；(iii)將移動(dòng)裝置應(yīng)用安裝在連接至所述互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的移動(dòng)裝置上；(iv)將服務(wù)器連接至所述互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其中，所述電力測(cè)量單元每秒測(cè)量通過所述端單元的電力至少1000次。附圖說明圖1是包括連接至網(wǎng)關(guān)和移動(dòng)裝置的端單元、連接至路由器的網(wǎng)關(guān)、以及連接至服務(wù)器的路由器和移動(dòng)裝置的本發(fā)明的系統(tǒng)的框圖。圖2示出在用戶與網(wǎng)關(guān)取得聯(lián)系、然后端單元與移動(dòng)裝置取得聯(lián)系的情況下使用nfc(近場(chǎng)通信)的住所安裝處理。圖3是數(shù)據(jù)架構(gòu)的框圖。圖4是示出韓國(guó)lg電子的gr-t722bv型號(hào)的冰箱在幾小時(shí)內(nèi)的電力消耗的示例的圖。圖5示出在不同住所中進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)量值。具體實(shí)施方式在各種實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中，參考了形成其一部分并且利用可以實(shí)踐本發(fā)明的示意性特定實(shí)施例的方式所示的附圖。應(yīng)當(dāng)理解，可以利用其它實(shí)施例，并且可以在沒有偏離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變。如圖1所示，本發(fā)明的電氣管理系統(tǒng)包括多個(gè)端單元、安裝在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用、移動(dòng)裝置應(yīng)用以及服務(wù)器。端單元10包括本發(fā)明的電氣插座和電氣開關(guān)。本發(fā)明的這種電氣插座和電氣開關(guān)在外觀上看起來可以與市場(chǎng)上找到的常規(guī)電氣插座和電氣開關(guān)非常相似。本發(fā)明的電氣插座和電氣開關(guān)的向墻壁和布線的安裝與常規(guī)電氣插座和電氣開關(guān)的安裝類似。實(shí)際上，將本發(fā)明的電氣插座和電氣開關(guān)安裝在住所或辦公室中的人可能不會(huì)注意到任何不尋?；虿煌氖挛铩１景l(fā)明的各端單元10包括：(1)處理器；(2)連接至處理器的存儲(chǔ)器；(3)用于測(cè)量通過端單元的電力的電力測(cè)量單元；以及(4)通信單元。電力測(cè)量單元測(cè)量持續(xù)通過端單元的電力，其中每分鐘測(cè)量至少1000次。將所測(cè)量出的電力消耗值存儲(chǔ)在端單元的存儲(chǔ)器中。處理器分析所存儲(chǔ)的值，并決定應(yīng)當(dāng)將與電力消耗有關(guān)的哪種信息通信至服務(wù)器20。通過經(jīng)由本發(fā)明的連接至路由器40的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30向服務(wù)器20發(fā)送信息的通信單元來處理與服務(wù)器20的通信。通常，處理器僅通信電力消耗的變化，以使通信能量和所需帶寬最小。電力測(cè)量單元以高速率(例如，每秒1000至2500次)測(cè)量功耗。如果當(dāng)前測(cè)量(v0)的消耗值等于前次測(cè)量(v-1)，則無需向服務(wù)器20發(fā)送信息。如果2個(gè)值之間的差值小于預(yù)定閾值(例如，小于該差值的0.5％)，則v0可被確定為等于v-1。如果v0的值被確定為不等于v-1(例如，v0為v-1±0.5％)，則系統(tǒng)確認(rèn)是否需要通過對(duì)接下來的測(cè)量值進(jìn)行平均來發(fā)送測(cè)量值的變化。例如，對(duì)給定數(shù)量的接下來的測(cè)量(例如，10個(gè)測(cè)量)進(jìn)行平均(v1-10a)，并且將平均值與v0進(jìn)行比較。如果v0比v1-10a高或者低預(yù)定閾值(例如，高或者低至少0.5％)，則單元將向服務(wù)器發(fā)送v1-10a。閾值可以是變量。系統(tǒng)還包括安裝在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30中的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30以有線或無線的方式連接至所有的端單元10?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30還連接至路由器40。系統(tǒng)還包括安裝在移動(dòng)裝置50上的移動(dòng)裝置應(yīng)用。移動(dòng)裝置50可以是移動(dòng)電話、平板電腦、筆記本計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、便攜式游戲機(jī)、智能手表或任何類似的現(xiàn)在或?qū)淼囊苿?dòng)裝置。移動(dòng)裝置50經(jīng)由蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)基站55無線地連接至互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30。系統(tǒng)還包括以有線或無線的方式連接至互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30的服務(wù)器20?？蛇x地，系統(tǒng)還可以包括不同的傳感器，諸如定時(shí)器、調(diào)度器、調(diào)光器、溫度傳感器、濕度傳感器、水傳感器、感測(cè)器、氣體傳感器、門窗開啟傳感器、用于控制電視的ir單元、用于控制娛樂單元的ir單元、以及用于控制空調(diào)系統(tǒng)的ir單元、或其任何組合。端單元10經(jīng)由有線或無線通信(例如，使用zigbee協(xié)議)來與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)20進(jìn)行通信。安裝過程首先，應(yīng)當(dāng)在住所中安裝包括本發(fā)明的電氣插座60、電氣開關(guān)70和傳感器的端單元10。該安裝可以在構(gòu)建住所時(shí)發(fā)生，或者在之后通過更換現(xiàn)有的電氣插座和電氣開關(guān)而發(fā)生。用戶將本發(fā)明的移動(dòng)應(yīng)用下載到該用戶的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)裝置50中。包括本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30連接至為安裝有系統(tǒng)的住所服務(wù)的路由器40。接著，移動(dòng)裝置50(包含本發(fā)明的移動(dòng)應(yīng)用)與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，移動(dòng)裝置如圖1所示經(jīng)由近場(chǎng)通信(nfc)與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)相連接?？蛇x地，使用其它無線或有線通信方式來將移動(dòng)裝置和互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30連接并關(guān)聯(lián)。接著，啟動(dòng)端單元10并將其登記到本發(fā)明的系統(tǒng)中。在一些實(shí)施例中，移動(dòng)裝置50例如通過使各端單元10與移動(dòng)裝置取得聯(lián)系、經(jīng)由nfc來與各端單元10相連接?？蛇x地，移動(dòng)裝置50和端單元10經(jīng)由任何其它的無線或有線通信方法而連接。在最初啟動(dòng)端單元10的情況下，通過移動(dòng)裝置50將端單元的信息發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30。端單元10的信息包括：端單元id、所分配的名稱、一般描述、住所的x、y、z坐標(biāo)(緯度、經(jīng)度、高度)以及其它可選信息。系統(tǒng)中的端單元id可以由移動(dòng)裝置50的應(yīng)用決定、并且被通信至端單元10，或者可選地，各端單元10可以最初具有被通信至移動(dòng)裝置50的端單元id。在與端單元10取得聯(lián)系的情況下，移動(dòng)裝置50可以通過使用移動(dòng)裝置50上的諸如gps、加速度計(jì)、陀螺儀、羅盤等的可用技術(shù)來推斷其在空間中的位置(x、y、z坐標(biāo))。移動(dòng)裝置50可以以任何無線或有線技術(shù)(例如，經(jīng)由wifi、因特網(wǎng)連接、nfc、藍(lán)牙等)來與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30進(jìn)行通信。在最初的安裝處理中，各端單元10可以具有特定的參數(shù)，以例如定義插座始終開啟(像冰箱那樣)、調(diào)光器禁用/啟用、開/關(guān)和漸變功能、調(diào)度器、定時(shí)器等。定時(shí)器決定從起始點(diǎn)開始電力將會(huì)保持多久，例如，在一分鐘之后關(guān)掉樓道燈或者在開啟熱水器一小時(shí)之后將其關(guān)閉。調(diào)度器在預(yù)定時(shí)間執(zhí)行例行開/關(guān)任務(wù)，例如，在8：00pm開啟入口燈、然后在5：00am關(guān)掉，或者在每天6：00pm(正好在房客下班返回之前)開啟空調(diào)。用戶可以如常規(guī)電氣插座和電氣開關(guān)那樣使用本發(fā)明的電氣插座60和電氣開關(guān)70，即，用戶可以手動(dòng)開啟或關(guān)閉電氣開關(guān)70，并將設(shè)備插入電氣插座60中或者拔掉設(shè)備。另外，用戶還可以經(jīng)由本發(fā)明的移動(dòng)應(yīng)用來對(duì)本發(fā)明的電氣插座60和電氣開關(guān)70進(jìn)行操作。另外，還可以例如從個(gè)人工作計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程地使用本發(fā)明的應(yīng)用，使得用戶可以管理、開啟或關(guān)閉住所中的電氣設(shè)備。本發(fā)明的服務(wù)器20基于從本發(fā)明的端單元10接收到的信息、從電氣設(shè)備的制造商接收到的技術(shù)規(guī)范、以及諸如天氣、濕度、白晝時(shí)間等的環(huán)境信息，來采集和分析數(shù)據(jù)。本發(fā)明的服務(wù)器20分析住所中的設(shè)備的行為、模式和電力消耗，并發(fā)出報(bào)告、與不尋常的值或行為有關(guān)的警告、以及對(duì)于節(jié)能的推薦?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30將住所的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接至因特網(wǎng)。住所的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使家用移動(dòng)裝置50(電話、平板電腦、便攜式計(jì)算機(jī)、便攜式游戲機(jī)等)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)這兩者在內(nèi)部連接在不同裝置之間，并且在外部連接至因特網(wǎng)。互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30使得能夠進(jìn)行有線和無線通信這兩者。無線通信能力包括用于與計(jì)算機(jī)和移動(dòng)裝置50進(jìn)行通信的wifi、以及用于與本發(fā)明的端單元10進(jìn)行通信的zigbee。網(wǎng)關(guān)30從網(wǎng)絡(luò)接收時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并且因而可以根據(jù)預(yù)定調(diào)度(例如，在早上或晚上開啟或關(guān)閉供暖或空調(diào))來管理設(shè)備。數(shù)據(jù)架構(gòu)現(xiàn)在參考示出本發(fā)明的系統(tǒng)的典型數(shù)據(jù)架構(gòu)的圖3。通常，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在連接至本發(fā)明的服務(wù)器20的數(shù)據(jù)庫中。服務(wù)器20和數(shù)據(jù)庫兩者可以在云中。本發(fā)明的系統(tǒng)收集來自4個(gè)源的數(shù)據(jù)：1.本發(fā)明的移動(dòng)應(yīng)用；2.本發(fā)明的端單元10；3.用于諸如天氣條件、電價(jià)、設(shè)備定價(jià)、設(shè)備技術(shù)規(guī)范等的一般信息的因特網(wǎng)；以及4.社交網(wǎng)絡(luò)，其可以提供可能影響住所的信息，例如惡劣天氣警告、旅行計(jì)劃等。在服務(wù)器20接收到信息的情況下，將該信息傳遞至提取轉(zhuǎn)換加載(etl)單元，其中該提取轉(zhuǎn)換加載單元用于分析所接收到的數(shù)據(jù)，識(shí)別并提取相關(guān)/有關(guān)的信息，然后將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫。在一些實(shí)施例中，通過mapreduce或類似處理來執(zhí)行信息加載。mapreduce是用于利用集群上的并行分布式算法來處理并生成大數(shù)據(jù)集的編程模型和關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，使用hadoop數(shù)據(jù)文件系統(tǒng)(hdfs)以使數(shù)據(jù)分布在若干集群中。hadoop是一種跨服務(wù)器的分布式集群來存儲(chǔ)龐大數(shù)據(jù)集、然后在各個(gè)集群中運(yùn)行“分布式”分析應(yīng)用的方式。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)以nosql格式存儲(chǔ)，以便于信息的編寫和檢索?？梢詫⒎?wù)器20所接收到的數(shù)據(jù)分為兩種類型的數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)和處理后的數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)包括以下存儲(chǔ)庫：●用戶數(shù)據(jù)：名稱、地址、可選支付信息(針對(duì)增值服務(wù))等；●端單元10：各端單元的唯一id、端單元所生成的所有報(bào)告、住所中的各端單元的定位(x、y、z坐標(biāo))等；●外部信息(來自因特網(wǎng))：天氣數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、白晝數(shù)據(jù)(日出和日落)、電力定價(jià)(用于計(jì)算使用成本)、設(shè)備定價(jià)(用于推薦購買更換設(shè)備)等。處理后的數(shù)據(jù)包括以下存儲(chǔ)庫：●空間-追蹤被識(shí)別為位于相同開放空間(房間、辦公室、走廊等)中的所有端單元；●類型、型號(hào)、貢獻(xiàn)(tmc)-按模塊和類型以及它們對(duì)于其所處空間的貢獻(xiàn)(即，它們對(duì)該空間加熱或冷卻的貢獻(xiàn))，包含設(shè)備的電氣模式(簽名)；●故障分析-按設(shè)備的構(gòu)造和型號(hào)，包含所有故障模式；●推薦-為用戶提供最新推薦，以便節(jié)省成本并提高用戶的設(shè)備的效率；●人類行為-追蹤用戶行為和動(dòng)作。分析模式辨識(shí)-在連接至電網(wǎng)的情況下，本發(fā)明的所有端單元10持續(xù)并且以高精度測(cè)量通過端單元10的電流。各端單元10的電力測(cè)量單元以每秒至少1000次的頻率且以0.1瓦特的精度進(jìn)行電力測(cè)量。將所測(cè)量出的電力值存儲(chǔ)在端單元10的存儲(chǔ)器中。端單元10的處理器分析測(cè)量值并且將變化通信至服務(wù)器。這樣的變化可以是使設(shè)備開啟或關(guān)閉，或者是高于設(shè)備的預(yù)定閾值的電力消耗方面的任何增加或減少。僅將這種變化通信至服務(wù)器20，這樣減少了數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間兩者。對(duì)端單元10的電力消耗進(jìn)行分析的一個(gè)目的是：首先通過辨識(shí)設(shè)備的電氣模式(簽名)并且識(shí)別以這類模式為特征的分組來識(shí)別設(shè)備的類型(冰箱、空調(diào)單元、電視機(jī)、燈泡等)。應(yīng)當(dāng)理解，同一組的不同產(chǎn)品(例如，不同的冰箱)會(huì)具有不同的實(shí)際模式。設(shè)備的實(shí)際模式取決于不同的因素，包括：使用頻率、設(shè)備的能量效率、使用設(shè)備的用戶類型、諸如天氣等的外部條件等。圖4是示出韓國(guó)lg電子的gr-t722bv型號(hào)的冰箱在幾小時(shí)內(nèi)的電力消耗的示例的圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易地辨識(shí)這種模式中的電力消耗的變化的源。當(dāng)住所處于活動(dòng)中時(shí)，可以看到常規(guī)的電力消耗：冰箱門的打開(啟動(dòng)約40瓦特的燈泡)、除霜的啟動(dòng)(瞬時(shí)增加至高達(dá)330瓦特)、夜晚降至空閑模式等。該圖清楚地識(shí)別冰箱的一般模式。諸如洗衣機(jī)、空調(diào)單元、電視等的不同設(shè)備在一天中將具有基本上不同的電力消耗模式。例如，洗衣機(jī)僅在短時(shí)間段內(nèi)處于活動(dòng)中，并且大部分時(shí)間沒有消耗。當(dāng)洗衣機(jī)處于活動(dòng)中時(shí)，其具有諸如電力消耗值不同的漂洗或旋轉(zhuǎn)等的清洗循環(huán)。另一方面，電視機(jī)具有穩(wěn)定的極小消耗值(當(dāng)處于睡眠模式時(shí))，然后在開啟后具有非常穩(wěn)定的消耗值。在一些實(shí)施例中，識(shí)別設(shè)備的類型是通過使用最鄰近搜索(nns)類型的算法來實(shí)現(xiàn)的。nns是一種用于求出最接近的(或最相似的)點(diǎn)的優(yōu)化問題。在一些實(shí)施例中，測(cè)量設(shè)備的活動(dòng)是通過循環(huán)檢測(cè)類型的算法來執(zhí)行的，其中，該算法通過將當(dāng)前測(cè)量值與過去的測(cè)量值進(jìn)行比較來識(shí)別電力消耗的重復(fù)循環(huán)。循環(huán)檢測(cè)算法的示例如下所示：循環(huán)檢測(cè)算法是在迭代函數(shù)值的序列中求出循環(huán)的算法問題。對(duì)于將有限集s映射到自身的任何函數(shù)f、以及s中的任何初始值x0，迭代函數(shù)值的序列必須最終使用相同的值兩次：必須有一些i≠j，使得xi＝xj。x0，x1＝∫(x0)，...x2＝∫(x1)，...xi＝∫(xi-1)，...一旦發(fā)生這種情況，序列必須通過重復(fù)從xi至xj-1的相同序列的值來周期性繼續(xù)。循環(huán)檢測(cè)是在給定f和x0的情況下求出i和j的問題。定義電氣設(shè)備類型的模式近年來對(duì)于識(shí)別電氣設(shè)備的模式(簽名)的研究可以匯總在下表中：表1-識(shí)別電氣模式第1種方法第2種方法本發(fā)明測(cè)量頻率低(每隔10分鐘)高(毫秒)高(毫秒)測(cè)量長(zhǎng)度長(zhǎng)(小時(shí))短(秒)連續(xù)可以定義若干個(gè)電氣設(shè)備族：●連續(xù)工作的設(shè)備，如冰箱；●在開/關(guān)模式下工作的設(shè)備，如燈泡或真空吸塵器；●根據(jù)預(yù)定程序進(jìn)行工作的設(shè)備，如洗碟機(jī)或洗衣機(jī)；以及●其它設(shè)備，像諸如攪拌機(jī)或微波爐等的小型廚房設(shè)備。系統(tǒng)中的分析步驟用戶定義-在設(shè)置處理中，互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30(具有本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用)連接至因特網(wǎng)，用戶向系統(tǒng)登記，并且在將本發(fā)明的移動(dòng)應(yīng)用下載到用戶的移動(dòng)裝置50之后(如果尚未安裝)，開始住所定義和登記。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)30例如在用戶的移動(dòng)裝置50與網(wǎng)關(guān)取得聯(lián)系時(shí)經(jīng)由nfc將安全令牌傳遞至該移動(dòng)裝置50。在系統(tǒng)中安全令牌對(duì)移動(dòng)裝置50進(jìn)行認(rèn)證，并且使得移動(dòng)裝置50能夠定義住所網(wǎng)絡(luò)并登記本發(fā)明的端單元10。安全令牌還使得移動(dòng)裝置50能夠?qū)ζ渌b置(例如，住所中的用戶的另一移動(dòng)裝置50)進(jìn)行認(rèn)證。住所網(wǎng)絡(luò)定義-在一些實(shí)施例中，移動(dòng)裝置50通過與各端單元10取得聯(lián)系來登記本發(fā)明的每個(gè)端單元10。在移動(dòng)裝置50和端單元10取得聯(lián)系時(shí)經(jīng)由nfc通信來在這兩者之間執(zhí)行握手。在握手之后，將端單元10的唯一id登記在系統(tǒng)中，并且網(wǎng)關(guān)30向住所網(wǎng)絡(luò)添加該端單元10。在一些實(shí)施例中，各端單元10最初具有被發(fā)送至移動(dòng)裝置50的唯一id?？蛇x地，移動(dòng)裝置50可以向端單元10分配其唯一id，然后該端單元10將其唯一id存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。用戶能夠?yàn)槎藛卧?0定義名稱，因此，用戶可以更容易地識(shí)別端單元10。如果端單元10是設(shè)備所連接至的電氣插座60，則用戶能夠提供該設(shè)備的名稱。定義住所中的端單元10的位置和空間-在用戶最初步行并且針對(duì)每個(gè)端單元10與移動(dòng)裝置50取得聯(lián)系以便定義該端單元的情況下，移動(dòng)裝置50計(jì)算端單元10的確切位置/地點(diǎn)。移動(dòng)裝置50使用包括gps、加速度計(jì)、陀螺儀、羅盤等的所有可用的定位技術(shù)。還針對(duì)所登記的先前的端單元以及針對(duì)網(wǎng)關(guān)來計(jì)算每個(gè)端單元10的位置。以這種方式，可以繪制住所中的電氣插座60和開關(guān)70。同一墻壁上或者緊鄰的電氣插座60和開關(guān)70將被假設(shè)為處于相同的空間(房間、辦公室、走廊)中。用戶分配給各端單元的名稱(例如“起居室”或“父母臥室”)也有助于確定端單元10位于住所中的哪個(gè)空間內(nèi)。定義熱源和冷源-要求用戶識(shí)別作為光源(照明設(shè)備、燈泡、電動(dòng)百葉窗等)、熱源(照明設(shè)備、燈泡、烤箱、冰箱、空調(diào)單元)、以及冷源(空調(diào)單元、門或窗)的各端單元10。稍后將確認(rèn)不同端單元10以及熱源和冷源的相互影響，以查看是否可以進(jìn)行任何改進(jìn)。例如，在熱環(huán)境中，某些燈泡可能發(fā)熱太多，如果用其它發(fā)熱較少的燈泡來替換這些燈泡，則將會(huì)節(jié)省空調(diào)能量。識(shí)別設(shè)備類型并創(chuàng)建簽名-如上所述，模式辨識(shí)使得系統(tǒng)能夠辨識(shí)連接至本發(fā)明的電氣插座或開關(guān)的設(shè)備?？梢园?個(gè)等級(jí)來進(jìn)行識(shí)別：1.類型-這是冰箱、洗碟機(jī)等；2.類型和型號(hào)-這是惠爾普(whirlpool)adp4411洗碟機(jī)；以及3.指紋-識(shí)別確切的設(shè)備，例如，這是序列號(hào)為1953431741684的惠爾普adp4411。為了更準(zhǔn)確地識(shí)別設(shè)備，創(chuàng)建用于存儲(chǔ)包括電力消耗模式的設(shè)備數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。可以要求用戶提供與其設(shè)備有關(guān)的信息。應(yīng)答不非強(qiáng)制性的。用戶能夠以其所希望的任何精度水平來應(yīng)答，例如：●這是電視機(jī)；●這是三星(samsung)電視機(jī)；●這是三星ue50h6400電視機(jī)；或者●這是序列號(hào)為7846584的三星ue50h6400電視機(jī)。數(shù)據(jù)庫中的信息越多，則基于電氣模式來辨識(shí)電氣設(shè)備將變得越容易。識(shí)別設(shè)備的電氣簽名，這是基于精確地測(cè)量連接至電氣插座或開關(guān)的設(shè)備的電氣消耗的能力。如之前所討論的，各端單元10每秒測(cè)量電力消耗至少1000次，并且在一些情況下，甚至每秒測(cè)量2500次或更多次。在一些實(shí)施例中，以0.1瓦特的精度測(cè)量電力消耗。端單元10(經(jīng)由網(wǎng)關(guān))向服務(wù)器報(bào)告該端單元10判斷為需要報(bào)告的電力消耗的變化。各報(bào)告包括端單元id、時(shí)間戳、瓦特值和狀態(tài)。正確地識(shí)別設(shè)備的電氣模式將識(shí)別出有問題的設(shè)備的類型。在數(shù)據(jù)庫中有更多數(shù)據(jù)可用的情況下，模式的進(jìn)一步處理還可以基于以每秒至少1000次的非常高的速率采樣的設(shè)備的電氣行為測(cè)量，來識(shí)別該設(shè)備的具體型號(hào)。識(shí)別設(shè)備的模式變化-首先將設(shè)備的當(dāng)前模式與類型模式進(jìn)行比較，以確保連接至同一端單元10仍然是同一設(shè)備。然后，將當(dāng)前模式與幾次循環(huán)中的過去數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。各設(shè)備具有其自身的單獨(dú)循環(huán)模式。例如，洗碟機(jī)全年都處于活動(dòng)中，而空調(diào)只在炎熱的季節(jié)處于活動(dòng)中。當(dāng)前模式和過去模式的比較將旨在針對(duì)住所中的內(nèi)部變量(人數(shù)、溫度、濕度、照明等)和外部變量(溫度、濕度、照明等)兩者使模式標(biāo)準(zhǔn)化。結(jié)果將會(huì)是：設(shè)備模式的異?？杀煌ㄐ胖劣脩簦袝r(shí)伴隨著用于修復(fù)這種情況的有關(guān)信息。例如，清潔空調(diào)過濾器可以使得空調(diào)單元的電力消耗減少15％。比較不同地點(diǎn)的設(shè)備-可以比較不同住所中的相同設(shè)備(構(gòu)造和型號(hào))的行為，以便理解針對(duì)該類設(shè)備，哪種行為被認(rèn)為是正常行為以及哪種行為將被認(rèn)為是異常行為。首先，將針對(duì)所識(shí)別出的構(gòu)造和型號(hào)來驗(yàn)證所有設(shè)備的id，以確保未發(fā)生變化。然后，將計(jì)算隨時(shí)間的平均消耗。然后，將特定的設(shè)備模式與所計(jì)算出的平均模式進(jìn)行比較，以便識(shí)別被視為足夠大到要報(bào)告給客戶端的與平均值的任何偏差。圖5示出在對(duì)不同地點(diǎn)和地理位置中的數(shù)據(jù)(例如，功耗、內(nèi)部環(huán)境、住所到場(chǎng)人數(shù)、當(dāng)日時(shí)間、外部環(huán)境、日期和特殊信息(假日等)以及相互影響)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的情況下要考慮的不同制作法的圖。內(nèi)部的多邊形示出分配給各因素的權(quán)重。學(xué)習(xí)地點(diǎn)的使用模式-通過本發(fā)明的端單元10來識(shí)別地點(diǎn)(住所、辦公室、工廠等)中的所有電氣事件，并且將相關(guān)事件報(bào)告給服務(wù)器20。服務(wù)器20分析用戶的習(xí)慣以檢測(cè)常規(guī)的使用模式和異常。例如，如果用戶在一周中從不在家，突然間，起居室中的燈在中午突然開啟，則這就是可以報(bào)告給用戶的異常。也許是盜賊破門而入，小孩曠課等。系統(tǒng)在發(fā)出警告時(shí)可以考慮到周末和假日。使用分析可以產(chǎn)生與住所用戶有關(guān)的重要信息。例如，每天晚上多次去衛(wèi)生間(開啟衛(wèi)生間的燈)可能表示房子里有老年人。具有正當(dāng)授權(quán)的用戶還可以獲得其它住所的警告。例如，有獨(dú)居的年老父母的用戶可被警告父母活動(dòng)中所注意到的一些異常。例如，假設(shè)父母每天8：00am之前醒來，使用衛(wèi)生間(點(diǎn)亮衛(wèi)生間的燈)，并在9：00am之前啟動(dòng)電熱水壺。如果一天早上，在10：30am之前衛(wèi)生間的燈未開啟、并且未啟動(dòng)電熱水壺，則可以向用戶進(jìn)行警告。警告的類型(事件、時(shí)間)可以完全由用戶自定義。用戶還可以更新與即將發(fā)生的事件(諸如其父母在這些日期休假)有關(guān)的系統(tǒng)，使得系統(tǒng)不將這些天的不活動(dòng)算作異常。系統(tǒng)建議-系統(tǒng)收集與設(shè)備的電氣消耗有關(guān)的信息，并且如果構(gòu)造和型號(hào)是已知的，則將該設(shè)備與其它住所中的相似設(shè)備的電氣消耗進(jìn)行比較。電氣消耗的變化可能表示可以向用戶推薦改進(jìn)的情況。例如，如果空調(diào)單元的電氣消耗在一段時(shí)間內(nèi)突然增加(并且天氣沒有變得更熱)，則可能表示過濾器需要清潔。因此，系統(tǒng)可以對(duì)用戶發(fā)出推薦“請(qǐng)驗(yàn)證過濾器是否干凈”。系統(tǒng)還可以將推薦作為問題呈現(xiàn)給用戶“您最近清潔了空調(diào)過濾器嗎？”，并且從用戶的應(yīng)答中獲悉情況。故障和維護(hù)預(yù)測(cè)-一些電氣設(shè)備可能在故障或劣化之前呈現(xiàn)異常的電氣行為。系統(tǒng)收集與其管理的所有設(shè)備有關(guān)的數(shù)據(jù)。通過比較同一類型的許多設(shè)備在故障或劣化之前的電氣模式，系統(tǒng)能夠識(shí)別表示即將發(fā)生的故障或劣化的確定模式。因此，在這些情況下，系統(tǒng)能夠警告用戶：設(shè)備在特定時(shí)間幀內(nèi)正面臨可能的故障或劣化。然后，系統(tǒng)能夠向用戶呈現(xiàn)可能的動(dòng)作，諸如清潔該部件、更換該部件、對(duì)該部件進(jìn)行維護(hù)、或者考慮更換設(shè)備等。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)連接至在線商務(wù)網(wǎng)站并且能夠?yàn)橛脩糍徺I特定設(shè)備以更換現(xiàn)有設(shè)備。電氣消耗預(yù)測(cè)-在收集電氣消耗數(shù)據(jù)持續(xù)一段時(shí)間并且考慮到天氣條件之后，系統(tǒng)可以針對(duì)特定天氣來預(yù)測(cè)住所中的消耗。如果用戶希望對(duì)將來的使用進(jìn)行預(yù)算，則可以將這樣的信息賦予用戶。可選地，在給定用戶授權(quán)的情況下，可以將這些信息聚集并通信至電力公司。系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)可以考慮住所中的內(nèi)部溫度、外部溫度以及相對(duì)外部濕度來示出一段時(shí)間內(nèi)住所的電氣消耗。外部溫度和濕度信息可以從因特網(wǎng)上的公共信息和/或從連接至系統(tǒng)的外部傳感器得到。內(nèi)部溫度和/或濕度數(shù)據(jù)通過連接至系統(tǒng)的傳感器來提供。系統(tǒng)還可以在分析時(shí)考慮諸如日出時(shí)間、日落時(shí)間、學(xué)校假期、假日、太陽角度等的附加參數(shù)。住所內(nèi)部和外部這兩者的附加傳感器能夠向系統(tǒng)提供更多的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，假設(shè)住所空間(房間、走廊等)是可用的，則針對(duì)住所中的各空間提供并分析這些信息。為了比較不同住所和地理位置中的電力消耗，針對(duì)與住所有關(guān)的內(nèi)部和外部的溫度和濕度、太陽輻射、太陽角度、其它功耗狀態(tài)(冰箱和加熱器的行為與冰箱和a/c不同)以及其它消耗值來對(duì)消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。在新設(shè)備連接至系統(tǒng)的情況下，對(duì)(任何一段時(shí)間內(nèi)的)消耗值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化并與相同設(shè)備(相同構(gòu)造和型號(hào))的參考值進(jìn)行比較。例如，假設(shè)系統(tǒng)具有針對(duì)250個(gè)機(jī)組的lg1247-2空調(diào)(ac)單元的電力消耗數(shù)據(jù)。在針對(duì)各機(jī)組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化之后，將時(shí)耗值加在一起，并且用總和除以250以得到該ac單位的當(dāng)前參考值。在系統(tǒng)可用更多數(shù)據(jù)的情況下，參考值可以隨時(shí)間變化。在新的lg1247-2單元連接至系統(tǒng)的情況下，將其消耗與系統(tǒng)參考值進(jìn)行比較。如果差值大于預(yù)定閾值，則系統(tǒng)可以向用戶警告：新設(shè)備與其應(yīng)消耗的電力相比較而言消耗了太多電力(太少當(dāng)然是最好的，并且不需要報(bào)告)。因此，系統(tǒng)能夠分析設(shè)備的消耗值并且向用戶報(bào)告維護(hù)、劣化、故障或改進(jìn)建議。例如：●如果系統(tǒng)通知ac單元逐漸消耗越來越多的電力，則很可能需要清潔ac過濾器。告知用戶檢查空氣過濾器并且在必要時(shí)進(jìn)行清潔，從而減少電力消耗。●如果系統(tǒng)通知相比于相同構(gòu)造和型號(hào)的其它單元，冰箱壓縮機(jī)工作得更加頻繁(標(biāo)準(zhǔn)化到天氣條件和開門次數(shù))，則系統(tǒng)可以提議：冰箱壓縮機(jī)可能有故障并應(yīng)該由技術(shù)人員進(jìn)行檢查?！裣到y(tǒng)可以分析洗碟機(jī)的使用頻率和消耗，并且推斷出相比于更新且更高效的型號(hào)，洗碟機(jī)消耗了太多電力。系統(tǒng)可以建議將洗碟機(jī)更換為推薦的型號(hào)(例如，由在線購物網(wǎng)站的合作伙伴推薦的型號(hào))，甚至告訴用戶投資回報(bào)：通過減少電費(fèi)，新的洗碟機(jī)的成本將在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)收回。場(chǎng)景-在住所的給定情形下，可能同時(shí)發(fā)生若干動(dòng)作和需求。例如，在午餐場(chǎng)景中，用戶可能會(huì)看電視、準(zhǔn)備午餐、然后食用午餐。每個(gè)動(dòng)作在溫度和環(huán)境光方面可能具有不同的要求。系統(tǒng)將分析廚房中相關(guān)物品(在這種情況下為照明、百葉窗(電動(dòng)的或機(jī)械的)以及空調(diào))的當(dāng)前值(或位置)。廚房中的照明值、溫度值和濕度值由所安裝的本發(fā)明的傳感器來得到。系統(tǒng)可以推斷出：使溫度增加4度并且使照明增加3度將會(huì)更好。百葉窗當(dāng)前是部分閉合的，并且照明是關(guān)閉的。系統(tǒng)可以通過建議打開百葉窗而開始。如果照明仍然不足，則一些燈泡將會(huì)被調(diào)光至合適的值。如果外部溫度低于內(nèi)部溫度(并且外部空氣不被認(rèn)為是污染的)，則系統(tǒng)可以詢問用戶是否希望打開窗戶來使廚房冷卻?？蛇x地，可以開啟ac設(shè)備來使廚房冷卻。當(dāng)用戶按下關(guān)閉按鈕時(shí)，如電視機(jī)等的一些電氣設(shè)備特別是通過遠(yuǎn)程控制進(jìn)行操作的情況下不會(huì)完全關(guān)閉。作為替代，設(shè)備進(jìn)入“睡眠”模式，但由于設(shè)備始終使準(zhǔn)備好從遠(yuǎn)程控制接受命令的模塊工作，因此仍然消耗電力。隨著時(shí)間過去，住所中的若干設(shè)備的這種電力消耗可能是顯著的。當(dāng)用戶使用本發(fā)明的移動(dòng)應(yīng)用來開啟或關(guān)閉設(shè)備時(shí)，該移動(dòng)應(yīng)用與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30進(jìn)行通信，然后互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)30指示與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的開關(guān)的電氣輸出。以這種方式，設(shè)備可以在關(guān)閉時(shí)完全切斷以節(jié)省電力。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，沒有偏離本發(fā)明的教導(dǎo)的變化和修改將是顯而易見的。這樣的變化和修改被視為在本發(fā)明和所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。顯而易見，這里描述的各種方法和算法可以例如通過適當(dāng)編程的通用計(jì)算機(jī)和計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)。通常，處理器(例如，一個(gè)或多個(gè)微處理器)將接收來自存儲(chǔ)器等裝置的指令，并且執(zhí)行這些指令，從而執(zhí)行這些指令所定義的一個(gè)或多個(gè)處理。此外，可以以多種方式使用各種介質(zhì)來存儲(chǔ)并發(fā)送實(shí)現(xiàn)這些方法和算法的程序。在一些實(shí)施例中，硬連接電路或定制硬件可以代替或者與用于實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的處理的軟件指令相結(jié)合地使用。因此，實(shí)施例不限于硬件和軟件的任何特定組合。“處理器”意味著任何一個(gè)或多個(gè)微處理器、中央處理單元(cpu)、計(jì)算裝置、微控制器或數(shù)字信號(hào)處理器等的裝置。術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”是指參與提供計(jì)算機(jī)或處理器等裝置可讀取的數(shù)據(jù)(例如，指令)的任何介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可以采取許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)例如包括光盤或磁盤以及其它持續(xù)性存儲(chǔ)器。易失性介質(zhì)包括通常構(gòu)成主存儲(chǔ)器的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)。傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、銅線和光纖，這些介質(zhì)包括連接至處理器的系統(tǒng)總線。傳輸介質(zhì)可以包括或傳送諸如在射頻(rf)和紅外(ir)數(shù)據(jù)通信期間產(chǎn)生的聲波、光波和電磁輻射。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的常見形式例如包括軟盤、柔性盤、硬盤、磁帶、任何其它磁性介質(zhì)、cd-rom、dvd、任何其它光學(xué)介質(zhì)、穿孔卡片、紙帶、具有孔圖案的任何其它物理介質(zhì)、ram、prom、eprom、flash-eeprom、任何其它存儲(chǔ)器芯片或盒、如下文所述的載波、或計(jì)算機(jī)可以讀取的任何其它介質(zhì)。在將指令序列攜載至處理器的過程中可能涉及各種形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，指令序列(i)可以從ram傳送至處理器，(ii)可以經(jīng)由無線傳輸介質(zhì)攜載，以及/或者(iii)可以根據(jù)許多格式、諸如藍(lán)牙、tdma、cdma、3g等的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議進(jìn)行格式化。在描述了數(shù)據(jù)庫的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，(i)可以容易地采用針對(duì)所描述的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的備選數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，以及(ii)可以容易地采用除數(shù)據(jù)庫之外的其它存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。這里呈現(xiàn)的任何樣本數(shù)據(jù)庫的任何圖示或描述是針對(duì)所存儲(chǔ)的信息表示的示例性布置。除通過例如附圖或其它各處所示的表格所建議的那些布置之外，還可以采用任何數(shù)量的其它布置。類似地，數(shù)據(jù)庫的任何所示條目?jī)H表示示例性信息；本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，條目的數(shù)量和內(nèi)容可以與這里描述的這些條目的數(shù)量和內(nèi)容不同。此外，盡管將數(shù)據(jù)庫描繪為表格，但可以使用其它格式(包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫、基于對(duì)象的模型和/或分布式數(shù)據(jù)庫)來存儲(chǔ)和操縱這里描述的數(shù)據(jù)類型。同樣地，可以使用數(shù)據(jù)庫的對(duì)象方法或行為來實(shí)現(xiàn)諸如這里描述等的各種處理。另外，數(shù)據(jù)庫可以以已知的方式存儲(chǔ)在本地或者存儲(chǔ)在訪問這種數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的裝置的遠(yuǎn)處。本發(fā)明可被配置為在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中工作，這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或多個(gè)裝置進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可以經(jīng)由諸如因特網(wǎng)、lan、wan或以太網(wǎng)(ethernet)、令牌環(huán)(tokenring)等的有線或無線介質(zhì)、或者經(jīng)由任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞交蚨鄠€(gè)通信方式的組合來直接或間接地與裝置進(jìn)行通信。這些裝置各自可以包括諸如基于適于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的intel.rtm.pentium.rtm.或centrino.tm.處理器的計(jì)算機(jī)等的計(jì)算機(jī)。任何數(shù)量和類型的機(jī)器可以與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。當(dāng)前第1頁12