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一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置

阅读：1067发布：2021-03-01

IPRDB可以提供一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，包括用电行为异常监控器，所述用电行为异常监控器包括外壳，外壳内设有主控模块、数据分析处理控制模块和远程通信模块，主控模块通过串口板连接电表，主控模块还连接外壳上的以太网口和VGA显示接口；数据分析处理控制模块连接远程通信模块，远程通信模块连接外壳顶部的天线；该基于PCA算法的用电行为异常监察装置能够采集电表数据，进一步利用主成分分析算法，与关联数据构建用电行为异常的动态分析和预测模型，可以动态甄别用户的用电行为异常，而非简单的阈值异常，从而形成一套更加智能化的用户用电行为异常分析系统。，下面是一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，包括用电行为异常监控器，其特征在于，所述用电行为异常监控器包括外壳，外壳的背面设有横向设置的卡条，外壳的后侧设有固定架，该固定架上设有与卡条配合的卡槽，卡条嵌入该卡槽内；外壳的左侧设置插头，外壳的右侧设有插口，插头与插口间隙配合，外壳的顶部设有天线；外壳内设有主控模块、数据分析处理控制模块和远程通信模块，主控模块通过串口板连接电表，主控模块还连接外壳上的以太网口和VGA显示接口；数据分析处理控制模块连接远程通信模块，远程通信模块连接外壳顶部的天线。

2.根据权利要求1所述的一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，其特征在于，所述主控模块为飞凌工业级FETMX6UL-C开发板，包括一个ARM7芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，其特征在于，所述数据分析处理控制模块为AT9261-EK板，包括一个ARM9芯片。

4.根据权利要求1所述的一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，其特征在于，所述串口板通过RS485总线连接电表的采集器和脉冲模块，通过RS422总线连接电表的电力载波模块和红外模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，其特征在于，所述主控模块通过GPIO连接连接开关或LED。

6.根据权利要求1所述的一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，其特征在于，所述主控模块与外壳上的USB接口连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，其特征在于，所述数据分析处理控制模块连接SD卡，SD卡连接以太网口。

8.根据权利要求1所述的一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，其特征在于，该基于PCA算法的用电行为异常监察装置与可视化展示器连接，该可视化展示器包括CPU、数据接口、存储设备和液晶10寸触摸显示器，其中数据接口、存储设备和液晶10寸触摸显示器均与CPU连接。

说明书全文

一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及用电监察技术领域，尤其是一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置。

背景技术

[0002] 在供电企业的不断发展中，其各项工作的管理水平和处理能力也得到了较大的提升，然而在用电监察中用户电量数据异常这个方面仍然没有得到有效地解决，这也是电力企业运营中的一个常见问题。

[0003] 用电监察是一项繁琐枯燥的且工作量大的工作，这就导致用电监察人员在实际工作中易产生疲惫心理和消极怠慢的情绪，加上许多用电监察人员受传统思维的影响，对用电监察工作未予以足够的重视，在监察时采用的监察方法不恰当。这些都导致了用电监察工作不到位，监察效果不佳的后果，使得用电监察形同虚设，没有发挥实际作用。传统的高密度用户用电行为异常分析，通常会因为密度阈值的设定，无法分析在密度范围内的用电行为异常。实用新型内容

[0004] 本实用新型旨在提供一种采集异常数据并进行分析的基于PCA算法的用电行为异常监察装置。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，包括用电行为异常监控器，其特征在于，所述用电行为异常监控器包括外壳，外壳的背面设有横向设置的卡条，外壳的后侧设有固定架，该固定架上设有与卡条配合的卡槽，卡条嵌入该卡槽内；外壳的左侧设置插头，外壳的右侧设有插口，插头与插口间隙配合，外壳的顶部设有天线；外壳内设有主控模块、数据分析处理控制模块和远程通信模块，主控模块通过串口板连接电表，主控模块还连接外壳上的以太网口和VGA显示接口；数据分析处理控制模块连接远程通信模块，远程通信模块连接外壳顶部的天线。

[0006] 作为本实用新型的进一步方案：所述主控模块为飞凌工业级FETMX6UL-C开发板，包括一个ARM7芯片。

[0007] 作为本实用新型的进一步方案：所述数据分析处理控制模块为AT9261-EK板，包括一个ARM9芯片。

[0008] 作为本实用新型的进一步方案：所述串口板通过RS485总线连接电表的采集器和脉冲模块，通过RS422总线连接电表的电力载波模块和红外模块。

[0009] 作为本实用新型的进一步方案：所述主控模块通过GPIO连接连接开关或LED。

[0010] 作为本实用新型的进一步方案：所述主控模块与外壳上的USB接口连接。

[0011] 作为本实用新型的进一步方案：所述数据分析处理控制模块连接SD卡，SD卡连接以太网口。

[0012] 作为本实用新型的进一步方案：该基于PCA算法的用电行为异常监察装置与可视化展示器连接，该可视化展示器包括CPU、数据接口、存储设备和液晶10寸触摸显示器，其中数据接口、存储设备和液晶10寸触摸显示器均与CPU连接。

[0013] 本实用新型的工作原理及有益效果是：通过外壳的背面设有横向设置的卡条，外壳的后侧设有固定架，该固定架上设有与卡条配合的卡槽4，卡条嵌入该卡槽内；固定架上设有螺孔，固定架通过螺丝固定连接中转箱或电表箱，然后再将卡条从卡槽一端沿卡槽滑入卡槽内；卡条和卡槽的横截面呈燕尾形，这样在固定架安装到位后再安装用电行为异常监控器，能够在维护时不需要工具即可快速拆装用电行为异常监控器。该基于PCA算法的用电行为异常监察装置能够采集电表数据，并且对于数据进行分析处理，通过利用用户历史用电数据，把碎片化的用电行为异常数据，按照特定算法，排列并整合成为有用的数据表，进一步利用主成分分析(PCA)算法，与关联数据构建用电行为异常的动态分析和预测模型，可以动态甄别用户的用电行为异常，而非简单的阈值异常，从而形成一套更加智能化的用户用电行为异常分析系统。

[0014] 本实用新型通过异常数据监控结合云计算大数据等先进手段可以很好的解决用电行为异常这一难题。对大量的异常数据进行高效分析后形成具有指导意义的统计数据，不仅便于更好的制定监察计划，还能就个监察漏洞点做出及时调整。用电行为异常大数据分析，可以大量节省用电监察的人力，财力投入，并能及时正确的反馈用电异常信息。

附图说明

[0015] 图1为本实用新型的结构示意图；

[0016] 图2为本实用新型的后视图；

[0017] 图3为本实用新型的固定架的横截面示意图；

[0018] 图4为本实用新型的内部模块结构示意图；

[0019] 图5为本实用新型的异常监察系统架构图；

[0020] 图6为本实用新型的异常监察系统技术结构图。

具体实施方式

[0021] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0022] 本实用新型中所述的远程通信模块、以太网口、VGA显示接口、数据分析处理控制模块、远程通信模块均为行业内常见的常规设备，基于PCA算法的用电行为异常监察也是目前行业内的现有软件及处理算法，本实用新型只对结构部分的改进作出描述。

[0023] 请参阅图1-6，本实用新型实施例中，一种基于PCA算法的用电行为异常监察装置，包括用电行为异常监控器，所述用电行为异常监控器包括外壳1，外壳1的背面设有横向设置的卡条2，外壳1的后侧设有固定架3，该固定架3上设有与卡条2配合的卡槽4，卡条2嵌入该卡槽4内；固定架3上设有螺孔，固定架3通过螺丝固定连接中转箱或电表箱，然后再将卡条2从卡槽4一端沿卡槽4滑入卡槽4内；卡条2和卡槽4的横截面呈燕尾形，这样在固定架3安装到位后再安装用电行为异常监控器，能够在维护时不需要工具即可快速拆装用电行为异常监控器。固定架3可设置较长的长度，以此可以在固定架3上安装多个用电行为异常监控器，为了方便多个用电行为异常监控器的安装，在外壳1的左侧设置插头5，外壳1的右侧设有插口，插头5与插口间隙配合，两个相邻的用电行为异常监控器的插头5与插口结合，形成相互连接。外壳的顶部设有天线6，正面设有LED7和开关8。

[0024] 外壳1内设有主控模块11、数据分析处理模块12和远程通信模块13，主控模块11通过串口板14连接电表21，主控模块11还连接外壳1上的以太网口15和VGA显示接口16；

[0025] 数据分析处理模块12连接远程通信模块13，远程通信模块13连接外壳1顶部的天线6；

[0026] 主控模块11为飞凌工业级FETMX6UL-C开发板，包括一个ARM7芯片，数据分析处理模块12为AT9261-EK板，包括一个ARM9芯片，加载主成分分析(PCA)算法(为现有成熟算法，如何对其进行在ARM平台上加载和运行为现有技术)，利用利用主成分分析(PCA)算法，与关联数据构建用电行为异常的动态分析和预测模型，可以动态甄别用户的用电行为异常，而非简单的阈值异常，从而形成一套更加智能化的用户用电行为异常分析系统；

[0027] 串口板14通过RS485总线连接电表21的采集器和脉冲模块，通过RS422总线连接电表21的电力载波模块和红外模块；

[0028] 主控模块11通过GPIO19连接指示灯和控制其他开关8量，共有六路，连接开关8或LED7。

[0029] 主控模块11与外壳1上的USB接口17，主控模块11与以太网口15、VGA显示接口16、USB接口17之间通过通讯线连接，并且采用MODBUS、SCTM、IEC870中的一种或多种通讯协议进行通讯。

[0030] 数据分析处理模块12连接SD卡18，SD卡18连接以太网口15。

[0031] 远程通信模块13为GPRS远程通信模块。

[0032] 该基于PCA算法的用电行为异常监察装置与可视化展示器连接，该可视化展示器包括CPU、数据接口、存储设备和液晶10寸触摸显示器，其中数据接口、存储设备和液晶10寸触摸显示器均与CPU连接。

[0033] 本实用新型的结构特点：卡条2和卡槽4的横截面呈燕尾形，这样在固定架3安装到位后再安装用电行为异常监控器，能够在维护时不需要工具即可快速拆装用电行为异常监控器。飞凌工业级FETMX6UL-C开发板作为用电行为异常监控器的主控模块11，成本优势明显，通讯接口丰富，扩展性强，产品生命周期长，可运行Linux系统，支持Sqlite数据库，支持Telnet，tftp，ftp功能。操作系统采用ARM-LINUX2.4.20系统，多进程设计，各进程模块并发运行，可极大的提高系统效率，通过各个硬件之间的组合连接结构，使得本产品相对于其他同类产品，终端在稳定性、实时性、可靠性、可扩展性上都有较大的提高。基于PCA算法实现用电异常数据在线采集、分析和监测预警上传，通信模块采用GPRS模块。

[0034] 基于PCA算法的用电行为异常监察系统架构如图5所示，主要分为历史用户用电数据(线损、用户缴费记录、用电用户信息等，部分数据利用主控模块11将电表数据进行采集)、用户异常特征约束(用电法规、网公司标准、经验)、PCA主特征分析(Matlab数据主特征分析)、异常特征库(用电异常的主要特征库)、特征执行分析器(按特征对用电客户数据运算的构建(或平台)、可视化展示(展示特征的关系及远近)四个层次。利用数据分析处理模块12对数据进行PCA主特征分析处理，然后再通过远程通信模块13上传(平台或服务器)，最终结合异常特征库构建用电行为异常的动态分析和预测模型，可以动态甄别用户的用电行为异常，并且通过可视化展示装置进行展示，动态甄别属于现有平台的功能，数据通过数据分析处理模块12上传后进行的处理均脱离用电行为异常监察装置，不属于本实用新型的用电行为异常监察装置的功能。

[0035] 对历史大量数据进行处理时，会应用大数据HDFS分布式文件对数据建立维度、分布存储、特征运算等提供支撑高性能分布式计算支撑，并结合可视化展示技术作为数据分析结果的最终呈现，其技术结构如图6所示。

[0036] 设计时本实用新型的基于PCA算法的用电行为异常监察系统还设计了如下功能：

[0037] 1、用电异常行为管理：用电异常行为的用户进行跟踪管理，包括处罚、整改以及教育等相关跟进措施的管理和记录。

[0038] 2、系统辅助权限管理：用户权限管理是系统管理员，对系统移动终端涉及的所有用户和权限进行管理。用户权限管理主要功能有：用户新增、修改、冻结、启用、日志记录、角色分配、角色权限、用户角色分配等。

[0039] 3、报表数据的导出。

[0040] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0041] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

标题	发布/更新时间	阅读量
组播MPH算法-专利编号CN105429768A	2020-05-12	838
WaitandEpidemic路由算法-专利编号CN102201989A	2020-05-12	786
一种ICP算法-专利编号CN104680530A	2020-05-13	256
保护DSP算法-专利编号CN101057245A	2020-05-12	381
IPQAM平滑算法-专利编号CN110536170A	2020-05-13	1156
一种ACE算法-专利编号CN104734883A	2020-05-11	730
径流算法-专利编号CN103268522A	2020-05-11	593
A2HARQ算法-专利编号CN1332540A	2020-05-11	273
WaitandEpidemic路由算法-专利编号CN102201989B	2020-05-13	829
算法密码-专利编号CN101359987A	2020-05-11	327

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