一种非侵入式负荷识别算法的调试方法和调试系统与流程

1.本发明属于智能用电管理技术领域，具体涉及一种非侵入式负荷识别算法的调试方法和调试系统。


背景技术：

2.非侵入式负荷监测(non
‑
intrusive load monitoring,nilm)系统，是指在电力入口处安装监测设备，通过监测该处的电压、电流等信号，分析得到负荷集群中单个负荷的种类和运行情况。它只需在电力入口处安装非侵入式装置，不仅降低硬件成本，同时提高用户接受度。非侵入式电力负荷监测技术是电力管理系统和用户能源管理系统的重要组成部分，也是目前电网智能化，家居管理智能化进一步提升的方向。相比于侵入式技术而言，非侵入式技术具有用户侧友好、经济成本低廉，安装维护便利等优点，呈现出良好的发展前景。
3.pc机系统与嵌入式系统相比，具有内存大、运算速度快、开发工具与参考算例多等优点。所以非侵入式负荷识别技术在嵌入式系统中实现的时候，往往是先在pc机上完成算法的调试，再移植到嵌入式系统中。开发时，会搭建用于pc研发的调试系统，同时也会搭建用于嵌入式系统研发的调试系统。代码移植时，有时会出现对于同样负荷工况做调试时，pc机系统算法代码执行正确，而嵌入式系统代码执行异常的状况发生。这是由于两个系统，虽然外部工况一致，但对于程序的算法函数而言，它们的输入可能是不一致的。当出现不一致时，由于不知道错误出现在哪一个步骤或部位，需要对嵌入式系统的全部步骤或部位进行排查，导致效率较低。


技术实现要素：

4.本发明针对现有非侵入式电力负荷监测技术从pc机系统转移到嵌入式系统出现结果不一致时，排查较为困难的不足，提供一种非侵入式负荷识别算法的调试方法，当pc端和嵌入端输出结果不一致进行排查时，提高排查效率。本发明同时提供一种调试系统。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种非侵入式负荷识别算法的调试方法，所述调试方法包括以下步骤：
6.步骤一、采集用电数据并存储在pc机中；
7.步骤二、将采集到的用电数据作为pc端非侵入式负荷识别程序的输入进行负荷识别，获得pc端识别结果，同时，将该采集到的用电数据定时发送给嵌入式系统，作为嵌入式系统非侵入式识别识别程序的输入进行负荷识别，获得嵌入端识别结果；
8.步骤三、将嵌入端识别结果发送回pc机，pc机对pc端负荷识别结果和嵌入端识别结果进行对比，当两个结果不一致时，比较pc端和嵌入端的运算过程。
9.本发明的非侵入式负荷识别算法的调试方法，在pc端上进行完成算法的调试，相比在嵌入端上直接进行，工具多、效率快；在从pc端转移到嵌入端的调试过程中，采pc端程序和嵌入端程序采用相同的用电数据输入，从而，当嵌入端未能识别时，可以通过pc端和嵌
入端运算过程的对比，较快地定位不同之处，发现问题所在，从而提升排查效率。
10.作为调试方法的改进，步骤一中，用电数据包括电网每周期128个点或256个点的电压电流数据。
11.作为调试方法的改进，步骤二中，每间隔20ms发送一次用电数据。电网频率为50hz。
12.作为调试方法的改进，步骤三中，将运算过程分成多个步骤或部位，从前到后比较各个步骤或部位，当不一致时，区别显示该步骤或部位，从而有助于快速定位问题点。
13.作为调试方法的改进，所述用电数据存储为txt文件；所述pc机与嵌入式系统通过usb转spi口相连；所述嵌入端识别结果通过串口发送给pc机。
14.作为调试方法的改进，在调试嵌入端程序前，先将pc端程序调试完成，由于pc端程序调试可用工具多、算力大，pc端程序调试较为快捷，将调试好的pc端程序转成嵌入端程序存入嵌入式系统。
15.一种非侵入式负荷识别算法的调试系统，所述调试系统包括：
16.数据采集单元，所述数据采集单元采集用电数据并保存；
17.pc机，所述pc机存储有pc端非侵入式负荷识别程序，所述pc机接收处理所述用电数据，获得pc端处理结果；
18.嵌入式系统，所述嵌入式系统包括嵌入式非侵入式负荷识别程序，所述嵌入式系统接收、处理来自pc机的所述用电数据并将嵌入端处理结果发送给pc机；
19.其中，所述pc机还存储有结果显示与比较单元，所述结果显示与比较单元将pc端处理结果和嵌入端处理结果进行对比显示。
20.作为调试系统的改进，所述用电数据包括电网每周期128个点或256个点的电压电流数据。
21.作为调试系统的改进，所述pc机每间隔20ms发送一次用电数据。
22.作为调试系统的改进，所述用电数据存储为txt文件；所述pc机与嵌入式系统通过usb转spi口相连；所述嵌入端识别结果通过串口发送给pc机。
23.作为调试系统的改进，当pc端和嵌入端输出不一致时，所述结果显示与比较单元区别显该嵌入端上不同于pc端的步骤或部位。
24.本发明的非侵入式负荷识别算法的调试方法的有益效果是：对采集到的用电数据进行pc端负荷识别和嵌入端负荷识别，当识别结果不一致时，通过对比pc端和嵌入端的运算过程，可以快速定位问题点，从而提升排查效率。
附图说明
25.图1是本发明非侵入式负荷识别算法的调试方法的实施例的步骤流程图。
26.图2是本发明基于非侵入式负荷监测的安全防护方法的实施例的结构框图。
具体实施方式
27.下面结合本发明创造实施例的附图，对本发明创造实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明创造的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明创造
的保护范围。
28.调试算法的实施例
29.参见图1，本发明的一种非侵入式负荷识别算法的调试方法，所述调试方法包括以下步骤：
30.步骤一、采集用电数据并存储在pc机中；
31.步骤二、将采集到的用电数据作为pc端非侵入式负荷识别程序的输入进行负荷识别，获得pc端识别结果，同时，将该采集到的用电数据定时发送给嵌入式系统，作为嵌入式系统非侵入式识别识别程序的输入进行负荷识别，获得嵌入端识别结果；
32.步骤三、将嵌入端识别结果发送回pc机，pc机对pc端负荷识别结果和嵌入端识别结果进行对比，当两个结果不一致时，比较pc端和嵌入端的运算过程。
33.相比现有技术中当输出不一致或嵌入端无法识别时，需要对嵌入端的全部步骤或部位进行排查，本发明的非侵入式负荷识别算法的调试方法，在pc端上进行完成算法的调试，相比在嵌入端上直接进行，工具多、效率快；在从pc端转移到嵌入端的调试过程中，采pc端程序和嵌入端程序采用相同的用电数据输入，从而，当嵌入端未能识别时，可以通过pc端和嵌入端运算过程的对比，较快地定位不同之处，发现问题所在，从而提升排查效率。
34.作为调试方法的改进，步骤一中，用电数据包括电网每周期128个点或256个点的电压电流数据。
35.作为调试方法的改进，步骤二中，每间隔20ms发送一次用电数据。电网频率为50hz。
36.作为调试方法的改进，步骤三中，将运算过程分成多个步骤或部位，从前到后比较各个步骤或部位，当不一致时，区别显示该步骤或部位，从而有助于快速定位问题点。区别显示可以是高亮、闪烁、加粗、变色等等。
37.作为调试方法的改进，所述用电数据存储为txt文件；所述pc机与嵌入式系统通过usb转spi口相连；所述嵌入端识别结果通过串口发送给pc机。
38.本发明的非侵入式负荷识别算法的调试方法的工作原理是：在pc端先完成调试，然后将调试完成的算法转入嵌入端，在调试嵌入端程序时，在pc端和嵌入端输入相同的用电数据分别进行运行识别，当嵌入端识别的结果和pc端的结果不一致时(包括嵌入端未识别出)，对比嵌入端和pc端的运算过程，如将运算过程分为10个步骤，前5个步骤的运算结果一致，第6个开始不一致，则核查第6个步骤对应部分，修改该部分并进行再次对比，从而可以较为快速地找到原因。
39.本发明的非侵入式负荷识别算法的调试方法的有益效果是：对采集到的用电数据同时进行pc端负荷识别和嵌入端负荷识别，当识别结果不一致时，通过对比，可以快速定位问题点，从而提升排查效率。
40.调试系统的实施例
41.参见图2，本发明的一种非侵入式负荷识别算法的调试系统，所述调试系统包括：
42.数据采集单元，所述数据采集单元采集用电数据并保存；
43.pc机，所述pc机存储有pc端非侵入式负荷识别程序，所述pc机接收处理所述用电数据，获得pc端处理结果；
44.嵌入式系统，所述嵌入式系统包括嵌入式非侵入式负荷识别程序，所述嵌入式系
统接收、处理来自pc机的所述用电数据并将嵌入端处理结果发送给pc机；
45.其中，所述pc机还存储有结果显示与比较单元，所述结果显示与比较单元将pc端处理结果和嵌入端处理结果进行对比显示。
46.作为调试系统的改进，所述用电数据包括电网每周期128个点或256个点的电压电流数据。
47.作为调试系统的改进，所述pc机每间隔20ms发送一次用电数据。
48.作为调试系统的改进，所述用电数据存储为txt文件；所述pc机与嵌入式系统通过usb转spi口相连；所述嵌入端识别结果通过串口发送给pc机。
49.作为调试系统的改进，当pc端和嵌入端输出不一致时，所述结果显示与比较单元区别显该嵌入端上不同于pc端的步骤或部位。
50.本发明的非侵入式负荷识别算法的调试方法的有益效果是：具有结果显示与比较单元，对采集到的用电数据同时进行pc端负荷识别和嵌入端负荷识别，结果显示与比较单元进行显示和对比，当识别结果不一致时，区别显示不同处，可以快速定位问题点，从而提升排查效率。
51.以上所述，仅为本发明创造的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明创造包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明创造的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。