具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于数据库预测的独居老人电能监控系统，包括红外线传感器、独居老人分布模型建立模块、独居老人情况汇集模块、用电数据统计模块1、数据处理模块2和人机交互模块3，所述红外线传感器的输出端与红外感知模块的输入端电性连接，所述红外感知模块的输出端与独居老人情况汇集模块的输入端电性连接，所述括独居老人分布模型建立模块及独居老人情况汇集模块的输出端均与数据汇总模块的输入端电性连接，所述用电数据统计模块1、单独电器用电数据记录模块及数据汇总模块的输出端均与云数据库的输入端电性连接，所述云数据库的的输出端与数据处理模块2的输入端电性连接，所述数据处理模块2的输出端与数据传输模块的输入端电性连接，所述数据传输模块的输出端与数据接收终端的输入端之间通过局域网连接，所述数据接收终端的输出端与人机交互模块3的输入端电性连接，所述数据接收终端为计算机、手机或笔记本电脑中的一种或多种，独居老人情况汇集模块主要为对于独居老人的活动轨迹信息进行监测，主要是在房间内的一些关键位置(比如床边、厨房、沙发、过道、入户门)等位置进行监控，监测可通过红外传感器实现；

所述用电数据统计模块1包括用电参数统计模块11、用电量统计模块、计时模块12与时间段划分模块，所述用电参数统计模块11的输出端与用电量统计模块的输入端电性连接，所述计时模块12的输出端与时间段划分模块的输入端电性连接，所述时间段划分模块及用电量统计模块的输出端均与用电量划分模块的输入端电性连接，所述用电量划分模块的输出端与用电量分段合计模块的输入端电性连接，通过设置有用电数据统计模块1，可对于全天中不同的时间段进行分段电能监控，例如在5-10点、10点到16点与16点到22点这些用电高峰时间段进行监测，使得出的用电数据更加具有代表性，便于后续对于用电数据及用电习惯进行分析；

所述数据处理模块2包括数据回归分析模块21、智能学习模块22、电趋势图绘制模块与电费计量模块，所述数据回归分析模块21通过SPSSAU算法处理，所述数据回归分析模块21及智能学习模块22的输出端均与电趋势图绘制模块的输入端电性连接，所述电趋势图绘制模块的输出端与电费计量模块的输入端电性连接，所述电费计量模块的输出端与电费图例绘制模块的输入端电性连接，所述电费图例绘制模块的输出端与用电建议生成模块的输入端电性连接，通过设置有数据处理模块2，可对于收集到的电能数据进行有效分析，从而对于电趋势图进行快速绘制，可有效直观的表现出不同时间段的用电分布，且同时可对于电费进行计量，对于电费也进行图例绘制，且同时可根据不同的用电习惯进行用电建议生成，可为独居老人制定一个良好的用电习惯，避免电能浪费，且对于电能的使用得到一个良好的规划；

所述人机交互模块3包括指令发射模块31、控制器32与数据回传模块33，所述控制器32为编程逻辑控制器，所述控制器32的接口为RS232接口，所述指令发射模块31的输出端与控制器32的输入端电性连接，所述控制器32的输出端与数据回传模块33的输入端电性连接，所述数据回传模块33的输出端与计电表之间通过Zigbee通信网络连接，通过设置有人机交互模块3，用电数据在处理后可输入接收终端内，接收终端可输出指令，人机交互模块3可对于指令进行接收并将数据回传至用电表内，独居老人可接收到回传的信息，有效得知用电量与用电习惯，具有有效交互性，且对于独居老人来说，此交互方法是最直接、最方便的，便于独居老人了解数据。

所述红外感知模块还包括轨迹检测模块，所述轨迹检测模块包括红外检测电路与出门控制电路，所述红外检测电路中采用型号类似于LHI878的红外线传感器作为红外线传感器U1来检测独居老人在屋内的行迹信号，将多只红外线传感器U1置于独居老人屋内的客厅、卧室、厨房等位置，当独居老人在室内活动时，利用运放器U2B、电阻R1、电阻R2和电阻R3组成阻抗匹配器来实现将检测到的行迹信号无损耗的向红外感知模块进行传输，最大程度的将行迹信号向红外感知模块进行传输，为避免红外线传感器U1在检测行迹信号的过程中有空气中存在的电磁干扰的影响，利用可变电容C1、电容C2和电感L1组成谐振回路将行迹信号选择出来，以滤除空气中存在的电磁干扰对行迹信号的影响，为避免红外感知模块接收到行迹信号幅度不一，不利于红外感知模块的接收和处理，利用场效应管Q1、稳压管D1将行迹信号进行稳压处理，当检测到行迹信号的幅值高于稳压管D1的稳压值时，场效应管Q1此时作为调整管来使行迹信号的幅值稳定在稳压管D1的幅值之内，以便红外感知模块进行接收行迹信号，而当独居老人出门时，门口放置着型号类似于PX409-485的压力传感器作为压力传感器U3来检测独居老人出门时站在门口时的压力信号，利用二极管D2将压力信号传输至电阻R7、电容C3、电阻R8和电容C4组成的RC选频网络将压力信号选择出来，此是为了避免在检测到压力信号的过程中有空气中存在的电磁干扰的影响，以期得到合适的压力信号，为避免压力传感器U3误将独居老人站在门口逗留的信号当做独居老人出门的信号，利用话筒M1检测门锁的声音信号，并将压力信号与声音信号送至与门U4A的两只引脚上进行与操作，只有在同时检测到压力信号和声音信号时才可判定为独居老人出门，此时与门U4A输出高电平信号，高电平信号通过可调电阻R11将三极管Q2导通，三极管Q2导通后则继电器K1的线圈得电，而红外检测电路中的开关S1是继电器K1的引脚，当继电器K1得电时，开关S1从常闭状态改为常开状态，红外检测电路中的供电电源VCC无法继续为红外传感器U1进行供电，即红外检测电路在独居老人出门时停止工作，且与门U4A输出的高电平信号为电容C5供电，当电容C5充满电之后和可调电阻R11作为三极管Q2的延时电路，改变可调电阻R11的可调端所在的位置即改变电容C5的放电速度，以延长红外检测电路的停止时间，而当压力传感器第二次检测到压力信号，话筒M1也同时检测到声音信号，表明独居老人已出门返回，由于独居老人在开门时要进行拿钥匙开门等行为，耗费的时间较出门时的长，所以与门在进门时与门U4A输出的高电平信号能够将电容C6导通，而出门时的与门U4A无法将电容C6导通，电容C6导通后则继电器K2导通，继电器K2的线圈得电则其3引脚和4引脚断开连接，则正极性电源VCC无法为继电器K1供电，则继电器K1停止工作，电容C5和可调电阻R11组成的延时电路也停止工作，红外检测电路中的正极性电源VCC继续为红外传感器U1进行供电，红外检测电路继续检测独居老人在屋内的行踪。

所述红外检测电路包括红外线传感器U1，红外线传感器U1的vcc引脚与开关S1的一端相连接，开关S1的另一端与电阻R5的一端相连接并连接正极性电源VCC，红外线传感器U1的out引脚与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端分别连接运放器U2B的反相端、电阻R3的一端，运放器U2B的同相端与电阻R2的一端相连接，运放器U2B的输出端分别连接电阻R3的另一端、可变电容C1的一端、电感L1的一端、电阻R4的一端，可变电容C1的另一端与电容C2的一端相连接，电阻R4的另一端分别连接稳压管D1的负极、场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的漏极与电阻R5的另一端相连接，场效应管Q1的源极分别连接电阻R6的一端、红外感知模块；所述出门控制电路包括压力传感器U3,压力传感器U3的gnd引脚分别连接电阻R8的一端、电容C4的一端、三极管Q2的发射极、红外检测电路中的红外线传感器U1的gnd引脚，电阻R2的另一端、电容C2的一端、电感L1的另一端、电阻R6的另一端、稳压管D1的正极并接地，压力传感器U3的out引脚与二极管D2的正极相连接，二极管D2的负极与电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端分别连接电阻R8的另一端、电容C4的另一端、与门U4A的7引脚，与门U4A的5引脚分别连接电阻R9的一端、电阻R10的一端、话筒M1的一端，电阻R9的另一端分别连接压力传感器U3的vcc引脚、继电器K2的4引脚的一端并连接正极性电源VCC，话筒M1的另一端分别连接电阻R10的另一端、电容C5的一端、继电器K2的2引脚并接地，与门U4A的输出端分别连接可调电阻R11的左端、电容C6的一端、电容C5的另一端，电容C6的另一端与继电器K1的1引脚相连接，可调电阻R12的右端分别连接可调电阻R12的可调端、三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极分别连接继电器K1的一端、二极管D3的正极，继电器K1的另一端分别连接二极管D3的负极、继电器K2的3引脚的一端，继电器K2的3引脚的另一端与继电器K2的4引脚的另一端相连接。

工作原理：用电数据统计模块1内设置有计时模块与时间段划分模块，可对于全天中不同的时间段进行分段电能监控，例如在5-10点、10点到16点与16点到22点这些用电高峰时间段进行监测，使得出的用电数据更加具有代表性，便于后续对于用电数据及用电习惯进行分析，对于用电数据进行记录后输入云数据库内有效保存，此时数据处理模块2可对于数据进行处理，对于收集到的电能数据进行有效分析，从而对于电趋势图进行快速绘制，可有效直观的表现出不同时间段的用电分布，且同时可对于电费进行计量，对于电费也进行图例绘制，且同时可根据不同的用电习惯进行用电建议生成，可为独居老人制定一个良好的用电习惯，避免电能浪费，且对于电能的使用得到一个良好的规划，再将处理好的数据发送至数据接收终端内，接收终端可输出指令，人机交互模块可对于指令进行接收并将数据回传至用电表内，独居老人可接收到回传的信息，有效得知用电量与用电习惯，具有有效交互性，且对于独居老人来说，此交互方法是最直接、最方便的，便于独居老人了解数据。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。