KR20120018854A

KR20120018854A - Method, system and computer-readable recording medium for administrating electric power per appliance

Info

Publication number: KR20120018854A
Application number: KR1020100081773A
Authority: KR
Inventors: 박성욱; 왕보현; 김종식; 임수진; 황보세희
Original assignee: 강릉원주대학교산학협력단
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2012-03-06
Also published as: KR101172602B1

Abstract

PURPOSE: A method for managing power according to an electric appliance and a computer readable recording medium are provided to efficiently reduce power by identifying and monitoring each electric appliance and analyzing power consumption patterns according to each electric appliance. CONSTITUTION: Power information is periodically collected from an electric appliance(100). A power consumption pattern is obtained according to the electric appliance based on the collected power information. Each electric appliance is identified by using the power consumption pattern. The electric appliance is controlled by referring to the power consumption pattern.

Description

METHOOD, SYSTEM AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR ADMINISTRATING ELECTRIC POWER PER APPLIANCE}

본 발명은 가정 내 가전기기별로 전력 관리를 수행하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 가전기기별로 전력 소비 정보를 수집하고, 이를 통해 가전기기별로 전력 패턴을 분석하여 각각의 가전기기를 식별하고, 식별된 가전기기별로 최적화된 전력관리 서비스를 제공할 수 있는 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a method, a system and a computer readable recording medium for performing power management for each household electrical appliance. In more detail, a method for collecting power consumption information for each home appliance, and analyzing power patterns for each home appliance to identify each home appliance, and providing an optimized power management service for each identified home appliance; A system and a computer readable recording medium.

산업화, 정보화 시대가 발전함에 따라 에너지 소비(특히, 전기 에너지)가 급격하게 증가하고 있다. 이러한 전기 에너지를 안정적이고 효율적으로 사용하기 위한 노력이 소위 스마트 그리드(Smart Grid)라는 이름 하에 전 세계적으로 진행되고 있다.As the industrialization and information age evolve, energy consumption (especially electrical energy) is rapidly increasing. Efforts to use this electrical energy stably and efficiently are being carried out worldwide under the name of the so-called Smart Grid.

스마트 그리드란, 기존의 전력망에 IT기술을 접목하여 효율적으로 전력을 생산, 전송, 배분, 소비하는 시스템이라고 할 수 있는데, 이 중에서도 전력 공급자와 소비자가 실시간으로 전력에 대한 정보를 교환하면서 에너지 소비 시간을 변경하고, 에너지 소비량을 감소할 수 있는 AMI(Advanced Metering Infrastructure)는 스마트 그리드의 주요한 기술로 주목받고 있다.Smart grid is a system that produces, transmits, distributes and consumes power efficiently by integrating IT technology into the existing power grid. Among them, the energy supplier and consumer exchange energy information in real time and consume energy. Advanced Metering Infrastructure (AMI), which can change energy consumption and reduce energy consumption, is drawing attention as a major technology of the smart grid.

지금까지의 스마트 그리드는 전력공급자의 관점에서 관리의 편의성과 전력망의 안정성을 확보하는 것이 주된 관심사였지만, 이는 소비자 관점에서는 공감하기 미흡하다는 한계가 있었다.Until now, the smart grid has been the main concern from the perspective of the power provider to secure the convenience of management and the stability of the power grid, but this has a limitation that it is insufficient to agree with the consumer.

구체적인 일례로, 한국전력공사가 독거 노인 가정의 전기 사용량을 수집하여, 일정기간 동안 변동이 없으면 자동으로 사회복지사나 친지에 알려주는 서비스를 2009년 시범 실시하였다. 이러한 서비스는 전력소비정보를 바탕으로 생활패턴을 학습한 후, 생활패턴의 변화를 감지하여 제공하는 서비스로, 이를 구현하기 위해서 수용가 가정 전체의 전력 소비 패턴을 분석하는 과정이 수행되어야 했다.As a specific example, KEPCO conducted a pilot service in 2009 to collect electricity usage for elderly households living alone and automatically notify social workers or relatives if there is no change for a certain period of time. This service is a service that detects changes in living patterns after learning life patterns based on power consumption information. In order to implement these services, a process of analyzing power consumption patterns of the entire consumer's home had to be performed.

하지만, 이러한 가정 전체의 전력 소비 패턴을 분석하는 방식으로는 가전기기마다 상세한 전력소비정보를 얻을 수 없다는 문제점이 있다.But to analyze the power consumption pattern of these whole households There is a problem in that detailed power consumption information cannot be obtained for each home appliance.

또한, 가정 내 가전 제품들이 스마트 그리드와 연계되어 각종 서비스를 사용자에게 제공하기 위해서는 표준화를 통하여 새로운 서비스를 제공하는 것이 가장 좋은 방법인데, 하지만 가정에서 스마트 그리드와 연계하여 가전기기별 전기 사용량을 확인하고 전기 요금을 절약하기 위하여 보유하고 있는 가전기기들을 수요반응 대응이 가능한 가전기기로 모두 교체 하여야 하며 이는 오랜 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다. 그러므로, 기존 가전기기들을 사용하면서도 가전기기별 전기 사용량을 모니터링할 수 있다면, 사용자가 에너지 소비현황을 참고하여 에너지를 절감하는 효과를 아주 손쉽게 실현할 수 있을 것이다.In addition, in order to provide home appliances with various services to users in connection with the smart grid, it is best to provide new services through standardization. In order to check the electricity consumption of each home appliance in connection with the smart grid at home and to save electricity bills, all the home appliances must be replaced with home appliances that can respond to demand response. There was a problem that takes a long time and cost. Therefore, if the user can use the existing home appliances and can monitor the electricity consumption by each home appliance, the user can realize the effect of saving energy with reference to the energy consumption status very easily.

따라서, 이와 같이 스마트 그리드와 연계되어 소비자에게 보다 가치 있는 서비스를 제공하기 위해서는, 가전기기를 합리적으로 식별하기 위한 알고리즘의 개발이 필요하고 가전기기기별로 소비하는 전력소비정보를 수집하고 분석하여 보다 효율적으로 전기 에너지를 관리할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.Therefore, in order to provide more valuable services to consumers in connection with the smart grid, it is necessary to develop an algorithm for rationally identifying home appliances, and to collect and analyze power consumption information consumed by each home appliance more efficiently. Therefore, the development of technology that can manage electrical energy is needed.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.The object of the present invention is to solve all the problems of the prior art described above.

또한, 본 발명은 기존의 가전기기를 교체하지 않고 그대로 사용하면서도 가전기기별로 전력소비패턴을 모니터링할 수 있는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to be able to monitor the power consumption pattern for each home appliance while using it as it is without replacing the existing home appliances.

또한, 본 발명은 각각의 가전기기의 전력소비패턴을 분석하여 각각의 가전기기를 합리적으로 식별할 수 있는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to be able to reasonably identify each home appliance by analyzing a power consumption pattern of each home appliance.

또한, 본 발명은 가전기기별 전력소비패턴을 분석하여 전체적인 전력 소비를 절감할 수 있는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to reduce the overall power consumption by analyzing the power consumption pattern for each home appliance.

또한, 본 발명은 가전기기별로 다수 개의 통신 경로를 구비하여 통신 안정성을 향상시킬 수 있는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to improve the communication stability by providing a plurality of communication paths for each home appliance.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.Representative configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.

본 발명의 일 태양에 따르면, 가전기기별 전력 관리를 위한 방법에 있어서, (a) 일정 기간마다 다수 개의 가전기기에서 소비되는 전력 정보를 수집하는 단계, (b) 상기 수집된 전력 정보를 기초로 상기 가전기기별로 전력소비패턴을 획득하는 단계, (c) 상기 획득된 전력소비패턴을 이용하여 상기 각각의 가전기기를 식별하는 단계, 및 (d) 상기 식별된 가전기기마다 대응되는 각각의 상기 전력소비패턴을 참조로 하여 상기 각각의 가전기기가 제어되도록 하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, in a method for power management for each home appliance, (a) collecting power information consumed by a plurality of home appliances every predetermined period, (b) based on the collected power information Acquiring a power consumption pattern for each of the home appliances; (c) identifying each of the home appliances using the obtained power consumption pattern; and (d) each of the powers corresponding to each of the identified home appliances. A method is provided that includes controlling each home appliance with reference to a consumption pattern.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 가전기기별 전력 관리를 위한 시스템에 있어서, 일정 기간마다 다수 개의 가전기기에서 소비되는 전력 정보를 수집하고, 상기 수집된 전력 정보를 기초로 상기 가전기기별로 전력소비패턴을 획득하는 검출 장치, 및 상기 획득된 전력소비패턴을 이용하여 상기 각각의 가전기기를 식별하고, 상기 식별된 가전기기마다 대응되는 각각의 상기 전력소비패턴을 참조로 하여 상기 각각의 가전기기가 제어되도록 하는 데이터 분석 장치를 포함하는 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, in a system for power management for each home appliance, power information consumed by a plurality of home appliances is collected every predetermined period, and the power consumption pattern for each home appliance based on the collected power information. A detection device for acquiring the control unit, and identifying each of the home appliances using the obtained power consumption pattern, and controlling each of the home appliances with reference to the respective power consumption patterns corresponding to the identified home appliances. A system is provided that includes a data analysis device.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.In addition, there is provided another method, system, and computer readable recording medium for recording a computer program for carrying out the method for implementing the present invention.

본 발명에 의하면, 종래의 가전기기를 교체 없이 사용하면서도 가전기기별 전력소비에 관한 정보를 수집할 수 있어 효율적이다.According to the present invention, it is possible to collect information on power consumption for each home appliance, while using a conventional home appliance without replacement.

또한, 본 발명은 가전기기별로 전력소비패턴을 이용하여 이를 분석함으로써 자동으로 각각의 가전기기를 합리적으로 식별할 수 있다.In addition, the present invention can automatically reasonably identify each home appliance by analyzing it using a power consumption pattern for each home appliance.

또한, 본 발명에 의하면, 가전기기별 전력소비패턴을 분석하여 대기전력을 차단하고 필요할 때 전력 공급을 다시 재개함으로써 전력 절감 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, by analyzing the power consumption pattern for each home appliance, it is possible to obtain a power saving effect by cutting off standby power and resuming power supply when necessary.

또한, 본 발명에 의하면, 가전기기별 전력소비패턴을 분석하여 고장 여부를 실시간으로 감시할 수 있어, 사고를 미연에 방지하거나 사용자에게 효율적으로 알려 줄 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to monitor the failure in real time by analyzing the power consumption pattern for each home appliance, it is possible to prevent the accident in advance or to inform the user efficiently.

또한, 본 발명에 의하면, 가전기기마다 다수의 통신 포트를 구성하여 통신 안정성을 확보할 수 있다.In addition, according to the present invention, a plurality of communication ports can be configured for each home appliance to ensure communication stability.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기별 전력소비를 관리하기 위한 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 장치(200)의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치(300)의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(400)의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 가전기기별 전력소비에 관한 정보가 제공되고 있는 것을 나타내는 인터페이스 화면을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 장치(200)에 의해 검출된 가전기기별 사용 전력량의 변화를 일정 기간 동안 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 가전기기별 사용 전력량의 변화를 주파수 영역으로 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기별 사용 전력량의 변화를 스펙트로그램(Spectrogram)으로 나타내는 그래프이다.1 is a view showing a schematic configuration of a system for managing power consumption for each household appliance according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating in detail the internal configuration of the detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating in detail the internal configuration of the interface device 300 according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating in detail the internal configuration of the data analysis device 400 according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an exemplary interface screen indicating that information on power consumption for each home appliance is provided according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a change in the amount of power used for each home appliance detected by the detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention for a certain period of time.
7 and 8 are graphs illustrating a change in power consumption for each home appliance in a frequency domain according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing a change in the amount of power used for each household appliance according to an embodiment of the present invention as a spectrogram.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 해당 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항들에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조 부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

[본 발명의 바람직한 실시예][Preferred Embodiments of the Invention]

전체 시스템의 구성Configuration of the entire system

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 가전기기별로 전력 관리를 수행하기 위한 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of an entire system for performing power management for each household appliance according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 시스템은 가전기기(100), 복수의 검출 장치(200), 인터페이스 장치(300), 데이터 분석 장치(400), 데이터베이스(500) 및 표시 장치(600)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the entire system according to an embodiment of the present invention includes a home appliance 100, a plurality of detection devices 200, an interface device 300, a data analysis device 400, a database 500, and a display. And device 600.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기(100)는 전기 에너지를 이용하여 구동하는 기기를 총칭하는 것으로, 일례로, 본 발명에서는 냉장고, 전기밥솥, TV, 세탁기와 같은 기기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 공지된 전기기기를 포괄하는 것으로 이해될 수 있다.First, the home appliance 100 according to an embodiment of the present invention refers to a device that is driven by using electrical energy. For example, the present invention may be a device such as a refrigerator, an electric rice cooker, a TV, a washing machine, The present invention is not limited thereto and may be understood to encompass known electric devices.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 장치(200)는 전원(예를 들면, 상용전원)으로부터 가전기기(100)에 전력이 공급될 때 가전기기(100)별로 사용되는 소비전력에 관한 정보를 수집하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention relates to the power consumption used for each home appliance 100 when power is supplied to the home appliance 100 from a power source (for example, a commercial power source). It can perform the function of collecting information.

또한, 검출 장치(200)는 수집된 소비전력 정보를 기초로 가전기기(100)마다의 전력소비패턴을 산출하기 위해 소비전력의 전압과 전류를 측정하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the detection apparatus 200 may perform a function of measuring a voltage and a current of power consumption in order to calculate a power consumption pattern for each home appliance 100 based on the collected power consumption information.

또한, 검출 장치(200)는 측정된 전압과 전류를 이용하여 위상차 정보를 산출하여 가전기기(100)마다의 전력 사용량을 산출할 수 있다.In addition, the detection apparatus 200 may calculate power consumption for each home appliance 100 by calculating phase difference information using the measured voltage and current.

또한, 각각의 검출 장치(200)는 이후 설명되는 데이터 분석 장치(400)에서 수행되는 가전기기(100)마다의 전력 분석에 따라 대기전력을 차단하고, 필요할 경우 다시 전력 공급을 재개함으로써 전력 절감 효과를 얻을 수 있는 기능을 더 수행할 수 있다.In addition, each detection device 200 cuts the standby power in accordance with the power analysis for each home appliance 100 performed in the data analysis device 400 described later, if necessary, power saving effect by restarting the power supply again You can perform more functions to get.

이러한 검출 장치(200)의 구체적인 구성은 도 2 이하를 참조한 이하의 상세한 설명을 통해 자세히 알아보기로 한다.Detailed configuration of the detection apparatus 200 will be described in detail with reference to the following detailed description with reference to FIG.

다음으로, 본 발명의 일 실시예 따른 인터페이스 장치(300)는 각각의 검출 장치(200)에서 측정된 가전기기(100)마다의 전력 소비에 관한 정보를 소정의 통신 경로로 선택적으로 다른 구성들[예를 들면, 데이터 분석 장치(400), 데이터베이스(500), 표시 장치(600)]로 제공하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the interface device 300 according to an embodiment of the present invention selectively transmits information about power consumption for each home appliance 100 measured by each detection device 200 to a predetermined communication path. For example, the data analysis apparatus 400, the database 500, and the display apparatus 600 may be provided.

즉, n개의 가전기기(100) 중 어느 하나의 가전기기(100)의 정보만을 선택적으로 제공함으로써, 본 발명에 의한 가전기기(100)별 전력 관리 서비스를 구현할 수 있다.That is, by selectively providing only the information of any one home appliance 100 of the n home appliances 100, it is possible to implement a power management service for each home appliance 100 according to the present invention.

또한, 인터페이스 장치(300)는 하나의 가전기기(100)마다 다수 개의 통신 경로를 구비하여 검출 장치(200)와 통신 안정성을 확보할 수 있는데, 이러한 인터페이스 장치(300)에 관하여는 도 3 이하를 참조한 이하의 상세한 설명을 통해 자세히 알아보기로 한다.In addition, the interface device 300 may secure a communication stability with the detection device 200 by providing a plurality of communication paths for each home appliance 100. For the interface device 300, FIG. Reference will be made in detail to the detailed description below.

다음으로, 본 발명의 일 실시예 따른 데이터 분석 장치(400)는 인터페이스 장치(300)를 통해 제공되는 가전기기(100)에 관한 정보를 분석하여 개별 가전기기(100)를 식별하고 식별된 가전기기(100)에 관하여 진단하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the data analysis device 400 according to an embodiment of the present invention analyzes the information about the home appliance 100 provided through the interface device 300 to identify the individual home appliance 100 and identify the identified home appliance. Diagnose function 100.

예를 들면, 데이터 분석 장치(400)는 가전기기(100)마다의 전력소비패턴을 분석하여 전력을 절감하도록 지원할 수 있다. 또한, 가전기기(100)의 사용 시간을 분석하여 대기전력이 차단 또는 공급되도록 함으로써 전력을 절감하도록 지원할 수 있다.For example, the data analysis device 400 may analyze power consumption patterns for each home appliance 100 to help reduce power. In addition, by analyzing the use time of the home appliance (100) it can support to save power by blocking or supplying standby power.

또한, 데이터 분석 장치(400)는 가전기기(100)마다의 전력소비패턴에 대한 분석을 통해 각각의 가전기기(100)의 고장여부를 진단하도록 지원할 수 있다.In addition, the data analysis device 400 may assist in diagnosing a failure of each home appliance 100 by analyzing a power consumption pattern for each home appliance 100.

이러한 데이터 분석 장치(400)에 관하여는 도 4 이하를 참조로 한 상세한 설명을 통해 자세히 알아보기로 한다.The data analysis device 400 will be described in detail with reference to FIG. 4.

다음으로, 본 발명의 일 실시예 따른 데이터베이스(500)는 인터페이스 장치(300)로부터 수신된 가전기기(100)마다의 전력 사용량을 포함하는 데이터를 가전기기(100)별로 저장하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the database 500 according to an embodiment of the present invention may perform a function of storing data including power consumption for each home appliance 100 received from the interface device 300 for each home appliance 100. have.

한편, 비록 도 1에서는 데이터베이스(500)가 별도로 구성되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명을 구현하는 당업자의 필요에 따라, 각각의 검출 장치(200), 인터페이스 장치(300), 데이터 분석 장치(400) 및 표시 장치(600) 중 적어도 어느 하나에 포함되어 구성될 수도 있다. 한편, 본 발명에 따른 데이터베이스(500)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 포함하는 개념으로서, 협의의 데이터베이스뿐만 아니라 파일 시스템에 기반한 데이터 기록 등을 포함하는 넓은 의미의 데이터베이스도 포함하여 지칭하며, 단순한 로그의 집합이라도 이를 검색하여 데이터를 추출할 수 있다면 본 발명에서 말하는 데이터베이스(500)에 포함된다.Meanwhile, although the database 500 is illustrated as being separately configured in FIG. 1, each of the detection apparatus 200, the interface apparatus 300, and the data analysis apparatus 400 according to the needs of those skilled in the art for implementing the present invention. And the display device 600 may be included in at least one. On the other hand, the database 500 according to the present invention is a concept that includes a computer-readable recording medium, and refers to not only a narrow database but also a database of a broad meaning including a data system based on a file system, If a set can be retrieved to extract data, it is included in the database 500 of the present invention.

마지막으로, 본 발명의 일 실시예 따른 표시 장치(600)는 디지털 연산 처리된 결과를 디스플레이할 수 있는 장치로서 소정의 디스플레이 패널을 통하여 소정의 영상을 디스플레이하는 기능을 수행하는 장치일 수 있다. 이러한 표시 장치(600)는 상술된 인터페이스 장치(300)에서 제공되는 전력 사용량을 포함하는 정보 또는 데이터 분석 장치(400)에서 제공되는 전력소비패턴 및/또는 전력소비패턴에 대한 분석 정보를 디스플레이하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 표시 장치(600)는 데이터베이스(500)에 저장된 전력 사용량을 포함하는 정보를 디스플레이하는 기능을 수행할 수 있는데, 이때, 이러한 정보를 인터페이스 장치(300)를 통해 제공받을 수도 있으나, 데이터베이스(500)로부터 직접 제공받을 수도 있다.Lastly, the display device 600 according to an exemplary embodiment of the present invention may display a digitally processed result and may be a device that performs a function of displaying a predetermined image through a predetermined display panel. The display device 600 may display information including power usage provided by the interface device 300 described above or analysis information about the power consumption pattern and / or power consumption pattern provided by the data analysis device 400. Can be performed. In addition, the display device 600 may perform a function of displaying information including power usage stored in the database 500. In this case, the information may be provided through the interface device 300, but the database 500 may be provided. You can also get it directly.

이러한 표시 장치(600)는, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터와 같은 PC, 게임기, 스마트 폰, 프로젝터, PDA 폰 등이 두루 채용될 수 있을 뿐만 아니라, 워크스테이션, 디지털 TV 수신기, 전자 여행자 가이드, 전자 간판 등과 같이, 디스플레이 수단과 메모리 수단을 내장하고 간단한 마이크로프로세서(microprocessor)를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 장치라면, 얼마든지 다양하게 본 발명에 따른 표시 장치(600)로서 채택될 수 있다.The display device 600 may be a desktop computer, a PC such as a laptop computer, a game machine, a smartphone, a projector, a PDA phone, or the like, as well as a workstation, a digital TV receiver, an electronic tourist guide, an electronic signage, and the like. Likewise, any device having a computing capability by embedding a display means and a memory means and mounting a simple microprocessor may be variously adopted as the display device 600 according to the present invention.

한편, 이상의 설명에서는 표시 장치(600)는 디스플레이부와 디지털 처리부가 포함되어 있는 것으로 언급되었지만, 본 발명을 구현하는 당업자의 필요에 따라서는, 디스플레이부와 디지털 처리부를 서로 분리하여 구성하거나, 디지털 처리부의 적어도 일부 모듈을 데이터 분석 장치(400) 등의 외부 장치에 포함하여 구성할 수도 있다.Meanwhile, in the above description, although the display device 600 is referred to as including a display unit and a digital processing unit, according to the needs of those skilled in the art for implementing the present invention, the display unit and the digital processing unit may be separated from each other, or the digital processing unit At least some of the modules may be included in an external device such as the data analysis device 400.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 가전기기별 전력소비에 관한 정보가 제공되고 있는 것을 나타내는 인터페이스 화면을 예시적으로 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating an exemplary interface screen indicating that information on power consumption for each home appliance is provided according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 표시 장치(600)에는 가전기기(100)별 전력소비에 관한 정보가 제공되고 있는 인터페이스 화면(20) 내에 “가전기기별 전력 사용 비율”, “요일별 누적 전력량 및 사용 전력량”, “가전기기별 전력 사용 패턴” 등에 관한 정보가 디스플레이될 수 있다.Referring to FIG. 5, the display device 600 includes “power usage ratio for each appliance”, “accumulated power amount for each day, and power usage amount” in the interface screen 20 where information on power consumption for each home appliance 100 is provided. , “Power usage pattern for each appliance” may be displayed.

구체적으로, “가전기기별 전력 사용 비율”은 냉장고, TV, 전기밥솥, 세탁기 등의 가전기기(100)마다의 소비전력 비율을 시각적으로 이용하여 사용자에게 제공할 수 있다.Specifically, the “power usage ratio for each household appliance” may be provided to the user by visually using the power consumption ratio for each home appliance 100 such as a refrigerator, a TV, an electric rice cooker, and a washing machine.

또한, “요일별 누적 전력량 및 사용 전력량”은 시간(예를 들면, 요일별)에 따른 가전기기(100)의 소비 전력 특성을 효율적으로 제공할 수 있다.In addition, the "accumulated amount of electricity and the amount of power used per day" may efficiently provide power consumption characteristics of the home appliance 100 according to time (eg, day of week).

또한, “가전기기별 전력 사용 패턴”은 냉장고, TV, 전기밥솥, 세탁기 등의 가전기기(100)마다의 소비 전력 변화의 패턴을 효율적으로 제공할 수 있다.In addition, the "power usage pattern for each home appliance" can efficiently provide a pattern of power consumption change for each home appliance 100 such as a refrigerator, a TV, an electric rice cooker, and a washing machine.

따라서, 사용자는 상술된 다양한 소비 전력에 관한 정보를 모니터링하여 전력을 효율적으로 절감할 수 있다.Therefore, the user can monitor the information about the various power consumptions described above to save the power efficiently.

이상에서 설명된 검출 장치(200), 인터페이스 장치(300) 및 데이터 분석 장치(400)의 보다 구체적인 구성과 구동 방법에 대한 이해를 돕기 위해, 이하의 상세한 설명을 참조할 수 있다. For better understanding of the configuration and driving method of the detection device 200, the interface device 300, and the data analysis device 400 described above, reference may be made to the following detailed description.

검출 장치의 구성Configuration of the detector

이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 각각의 검출 장치(200) 중 임의의 하나의 검출 장치(200)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the internal configuration and the function of each component of any one detection apparatus 200 among the respective detection apparatuses 200 performing important functions for the implementation of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 검출 장치(200) 중 임의의 하나의 검출 장치(200)의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the internal configuration of any one of the plurality of detection apparatuses 200 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 장치(200)는 전원 연결부(210), 전력 측정부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.2, the detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may include a power connection unit 210, a power measurement unit 220, a communication unit 230, and a control unit 240.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전원 연결부(210), 전력 측정부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)는 프로그램 모듈들일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.According to an embodiment of the present invention, the power connection unit 210, the power measurement unit 220, the communication unit 230, and the control unit 240 may be program modules. Such program modules may be physically stored on a variety of known storage devices in the form of operating systems, application modules, and other program modules. On the other hand, such program modules include, but are not limited to, routines, subroutines, programs, objects, components, data structures, etc. that perform particular tasks or execute particular abstract data types, described below, in accordance with the present invention.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 연결부(210)는 외부에 위치하는 전원공급장치(10)와 연결되어, 가전기기(100)에 전원을 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 콘센트(10)에서 제공되는 상용 전력이 전원 연결부(210)를 통해 가전기기(100)에 공급될 수 있다.First, the power connection unit 210 according to an embodiment of the present invention may be connected to a power supply device 10 located outside to perform a function of supplying power to the home appliance 100. For example, as shown, commercial power provided from the outlet 10 may be supplied to the home appliance 100 through the power connection unit 210.

또한, 전원 연결부(210)는, 데이터 분석 장치(400)에서 가전기기(100)의 사용 시간을 분석하여 대기전력을 차단하는 것이 바람직하다고 판단할 경우, 전원공급장치(10)에서 가전기기(100)로 전원이 공급되는 것을 차단하는 기능을 더 수행할 수 있다.In addition, when the power connection unit 210 determines that it is desirable to cut off standby power by analyzing the usage time of the home appliance 100 in the data analysis device 400, the home appliance 100 in the power supply device 10. ) To further block the power supply.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 측정부(220)는 가전기기(100)에서 사용되는 전력량을 측정하는 기능을 수행할 수 있다. Next, the power measuring unit 220 according to an embodiment of the present invention may perform a function of measuring the amount of power used in the home appliance 100.

이때, 전력 측정부(220)는 가전기기(100)별로 주기적으로 전력 사용량을 측정하여 이를 인터페이스 장치(300)로 제공할 수 있는데, 가전기기(100)별 소비 전력을 측정하기 위하여 전압과 전류를 검출하고, 검출된 전압과 전류의 위상차를 산출하여 소비 전력을 얻을 수 있다.In this case, the power measurement unit 220 may periodically measure the amount of power used by each home appliance 100 and provide the same to the interface device 300. The power measurement unit 220 may measure voltage and current in order to measure power consumption for each home appliance 100. The power consumption can be obtained by detecting and calculating a phase difference between the detected voltage and current.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(230)는 상기와 같이 검출된 소비 전력에 관한 정보를 인터페이스 장치(300)로 제공하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the communication unit 230 according to an embodiment of the present invention may perform a function of providing the interface device 300 with information on the detected power consumption as described above.

이때, 통신부(230)는 통신 안정성을 확보하기 위해 적어도 두 개의 통신 경로를 가지는 것이 바람직하다. 일례로, 통신부(230)는 와이파이(Wi-Fi) 채널, PLC(Power Line Communication) 채널을 포함하여 통신 경로를 구성할 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 공지된 다양한 유/무선 통신 방식을 제한 없이 사용할 수 있을 것이다.In this case, the communication unit 230 preferably has at least two communication paths in order to secure communication stability. For example, the communication unit 230 may configure a communication path including a Wi-Fi channel and a power line communication (PLC) channel, but the present invention is not limited thereto and various known wired / wireless communication methods are known. You can use it without limitation.

마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(240)는 전원 연결부(210), 전력 측정부(220) 및 통신부(230) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(240)는 외부로부터의 또는 검출 장치(200)의 각 구성요소 간의 데이터의 흐름을 제어함으로써, 전원 연결부(210), 전력 측정부(220) 및 통신부(230)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.Finally, the control unit 240 according to an embodiment of the present invention may perform a function of controlling the flow of data between the power connection unit 210, the power measurement unit 220 and the communication unit 230. That is, the control unit 240 according to the present invention by controlling the flow of data from the outside or between each component of the detection device 200, in the power connection unit 210, power measurement unit 220 and communication unit 230 Each can be controlled to perform its own function.

인터페이스 장치의 구성Interface device configuration

이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 인터페이스 장치(300)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the internal structure of the interface device 300 performing important functions for the implementation of the present invention and the function of each component will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치(300)의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating in detail the internal configuration of the interface device 300 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치(300)는 다수 개의 노드(310) 및 선택부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the interface device 300 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of nodes 310 and a selector 320.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노드(310)는 검출 장치(200)에 포함되는 n개의 검출 장치(200)와 각각 연결되는데, 이때, 적어도 두 개의 통신 포트(311, 312)를 포함하여 안정적인 통신 기능을 수행할 수 있도록 한다.According to an embodiment of the present invention, the node 310 is connected to each of the n detection devices 200 included in the detection device 200, wherein at least two communication ports 311 and 312 are included. Enable communication functions.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택부(320)는 다수 개의 노드(310) 중 어느 하나를 선택하여 해당 노드(310)와 연결된 검출 장치(200)로부터 제공되는 전력에 관한 정보를 다른 구성들[예를 들면, 데이터 분석 장치(400), 데이터베이스(500), 표시 장치(600)]로 제공하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the selector 320 according to an embodiment of the present invention selects any one of the plurality of nodes 310 to change information about power provided from the detection device 200 connected to the corresponding node 310. Functions provided to the components (eg, the data analyzing apparatus 400, the database 500, and the display apparatus 600) may be performed.

또한, 선택부(320)는 각각의 가전기기(100)에 연결되어 있는 다수 개의 통신 경로를 제어하여 통신 안정성을 확보할 수 있는데, 예를 들면, 통신 장애 정도를 참조로 하여 노드(310)를 구성하는 제1 포트(311), 제2 포트(312) 중 어느 하나를 선택하는 기능을 더 수행할 수 있다.In addition, the selector 320 may control a plurality of communication paths connected to each home appliance 100 to secure communication stability. For example, the node 310 may be referred to by referring to a degree of communication failure. A function of selecting any one of the first port 311 and the second port 312 may be further performed.

따라서, 선정된 통신 포트를 통하여 정보를 송수신하는 경우 만약 선정된 통신 포트에 이상이 발생된다고 하더라도 다른 통신 포트를 이용하여 동일한 검출 장치(200)와 통신할 수 있다.Therefore, when information is transmitted and received through the selected communication port, even if an abnormality occurs in the selected communication port, the other communication port may be used to communicate with the same detection apparatus 200.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 장치(200)에 의해 검출된 가전기기별 사용 전력량의 변화를 일정 기간 동안 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing a change in the amount of power used for each home appliance detected by the detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention for a certain period of time.

도 6을 참조하면, 가전기기(100)가 가령 냉장고, 전기밥솥, TV, 세탁기일 경우, 검출 장치(200)를 통해 검출된 소비 전력에 관한 정보를 다음과 같이 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, when the home appliance 100 is, for example, a refrigerator, an electric rice cooker, a TV, or a washing machine, information about power consumption detected through the detection device 200 may be checked as follows.

예를 들면, 30초 간격으로 약 1일간 검출 장치(200)에서 수집되어 인터페이스 장치(300)를 통해 데이터베이스(500)에 저장되었거나 데이터 분석 장치(400)로 제공되는 전력 사용량을 냉장고, 전기밥솥, TV 및 세탁기별로 시간에 따라 그래프로 표현되도록 할 수 있다. 이때, X축은 시간(Second), Y축은 전력(Watt)을 의미한다.For example, the power consumption collected by the detection device 200 at an interval of about 30 seconds and stored in the database 500 through the interface device 300 or provided to the data analysis device 400 may include a refrigerator, an electric rice cooker, Each TV and washing machine can be represented as a graph over time. At this time, the X-axis means time and the Y-axis means power.

먼저, 도 6을 참조하면, 냉장고의 경우 전력소비패턴이 일정한 주기를 유지하는 것을 확인할 수 있고, 전기 밥솥의 경우 보온 상태를 유지하기 위해서 지속적으로 특정 패턴을 가지면서 전력을 소비하는 모습을 확인할 수 있다. First, referring to FIG. 6, in the case of the refrigerator, it can be seen that the power consumption pattern maintains a constant cycle, and in the case of the electric cooker, it can be seen that the power consumption is continuously having a specific pattern in order to maintain a warm state. have.

또한, 도 6을 참조하면, TV의 경우 TV를 시청할 때는 일정량의 전력을 소비하고 시청하지 않을 때는 전혀 전력을 소비하지 않는 극명한 차이를 가지는 것을 확인할 수 있고, 세탁기의 경우는 사용자가 세탁기를 사용한 시간에 한정하여 일정한 패턴을 나타냄을 확인할 수 있다.In addition, referring to Figure 6, it can be seen that the TV has a distinct difference that consumes a certain amount of power when watching TV and no power at all when not watching, and in the case of a washing machine, the time the user uses the washing machine. It can be seen that only a certain pattern is shown.

따라서, 가전기기(100)마다 고유의 전력소비패턴이 존재함을 확인할 수 있는데, 이러한 정보는 데이터 분석 장치(400)를 통해 구체적으로 분석될 수 있을 것이다. 또한, 이러한 분석된 데이터는 표시 장치(600)를 통해 사용자에게 제공될 수도 있을 것이다.Therefore, it can be confirmed that a unique power consumption pattern exists for each home appliance 100, and this information may be analyzed in detail through the data analysis device 400. In addition, the analyzed data may be provided to the user through the display device 600.

데이터 분석 장치의 구성Configuration of data analysis device

이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 데이터 분석 장치(400)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the internal configuration of the data analysis device 400 performing important functions for the implementation of the present invention and the functions of each component will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(400)의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating in detail the internal configuration of the data analysis device 400 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 분석 장치(400)는 분석부(410), 관리부(420), 통신부(430) 및 제어부(440)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the data analysis apparatus 400 according to an exemplary embodiment of the present invention may include an analyzer 410, a manager 420, a communicator 430, and a controller 440.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 분석부(410), 관리부(420), 통신부(430) 및 제어부(440)는 프로그램 모듈들일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.According to an embodiment of the present invention, the analyzer 410, the manager 420, the communicator 430, and the controller 440 may be program modules. Such program modules may be physically stored on a variety of known storage devices in the form of operating systems, application modules, and other program modules. On the other hand, such program modules include, but are not limited to, routines, subroutines, programs, objects, components, data structures, etc. that perform particular tasks or execute particular abstract data types, described below, in accordance with the present invention.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부(410)는 인터페이스부(300)를 통해 제공되는 소비 전력에 관한 정보를 분석하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 소비 전력에 관한 정보는 데이터베이스(500)에 저장된 정보일 수 있다.First, the analysis unit 410 according to an embodiment of the present invention may perform a function of analyzing information about power consumption provided through the interface unit 300. In this case, the information on the power consumption may be information stored in the database 500.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부(410)는 이러한 소비 전력에 관한 정보(예를 들면 도 6)를 기초로 가전기기(100)의 종류를 판별할 수 있다.In addition, the analysis unit 410 according to an embodiment of the present invention may determine the type of the home appliance 100 based on the information on the power consumption (for example, FIG. 6).

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부(410)는 소비 전력에 관한 정보를 주파수 영역으로 변환할 수 있으며, 주파수 영역으로 변환된 전력소비패턴을 참조로 할 때, 각각의 가전기기들을 제1 가전기기 부류 및 제2 가전기기 부류로 나눌 수 있다. 가령, 타 가전기기들에 비해 소정의 임계치 이상으로 높은 크기값을 보이는 주파수 대역이 존재하면 제1 가전기기 부류로 식별하고, 타 가전기기들에 비해 상기 소정의 임계치 이상으로 높은 크기값을 보이는 주파수 대역이 존재하지 않는다면 제2 가전기기 부류로 식별할 수 있다.Specifically, the analysis unit 410 according to an embodiment of the present invention may convert the information on the power consumption to the frequency domain, when referring to the power consumption pattern converted into the frequency domain, each of the home appliances It can be divided into a first household appliance class and a second household appliance class. For example, if there is a frequency band showing a higher magnitude value than a predetermined threshold compared to other household appliances, the frequency is identified as the first household appliance class, and a frequency showing a magnitude higher than the predetermined threshold compared to other household appliances. If no band exists, it can be identified as a second class of household appliances.

또한, 상기 제1 가전기기 부류에 포함되는 각각의 가전기기들에 대해서도 보다 구체적으로 식별될 필요가 있는데, 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부(410)는 제1 가전기기 부류에 포함되는 각각의 가전기기들마다 대응되는 상기 소정의 임계치 이상의 크기값을 보이는 주파수 대역을 참조로 하여 식별되도록 할 수 있다.In addition, each home appliance included in the first home appliance class needs to be identified in more detail. For this purpose, the analysis unit 410 according to an embodiment of the present invention is included in the first home appliance class. Each home appliance may be identified by referring to a frequency band showing a magnitude value corresponding to the predetermined threshold value or more.

한편, 상기 제2 가전기기 부류에 포함되는 각각의 가전기기들에 대해서도 보다 구체적으로 식별될 필요가 있는데, 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부(410)는 제2 가전기기 부류에 포함되는 각각의 가전기기들마다 소정의 작은 시간 단위로 나누어 국소 푸리에 변환(short time Fourier Transform)을 수행하고 이를 분석함으로써 식별되도록 할 수 있다. On the other hand, each of the home appliances that are included in the second home appliance class need to be identified in more detail, for this purpose, the analysis unit 410 according to an embodiment of the present invention is included in the second home appliance class Each home appliance may be divided into predetermined small time units to be identified by performing a short time Fourier transform and analyzing the same.

이에 대한 구체적인 설명은 도 7 내지 도 9를 참조로 후술한다.A detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 7 to 9.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 가전기기별 사용 전력량의 변화를 주파수 영역으로 나타내는 그래프이다.7 and 8 are graphs illustrating a change in power consumption for each home appliance in a frequency domain according to an embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 가전기기(100)에 대한 전력소비패턴을 분석하여 가전기기(100)를 식별할 수 있는 규칙을 추출할 수 있다.7 and 8, according to an embodiment of the present invention, a rule for identifying the home appliance 100 may be extracted by analyzing a power consumption pattern for the home appliance 100.

먼저, 주파수 영역에서 일정한 통계적인 성질을 유지하는지를 분석할 수 있는데, 24시간 동안 확보한 전력소비패턴 정보를 푸리에 변환(Fourier Transform)한 결과를 보여주고 있다.First, we can analyze whether a certain statistical property is maintained in the frequency domain. The result of Fourier transform of power consumption pattern information obtained for 24 hours is shown.

특히, 도 7에서 알 수 있듯이 시간적으로 주기성을 보이는 냉장고와 전기밥솥의 경우, 각각 0.0004Hz(도 7)와 0.022Hz(도 8)에서 다른 가전기기들에 비해서 높은 값을 보이고 있다. 하지만, TV와 세탁기의 푸리에 변환(Fourier Transform) 결과는 시간적으로 주기성을 보이지 않으므로 다른 가전기기들과 크기값이 큰 차이가 없어 구분하기 어렵다.In particular, as shown in Figure 7, the refrigerator and the rice cooker showing a periodicity in time, showing a higher value than other household appliances at 0.0004Hz (Fig. 7) and 0.022Hz (Fig. 8), respectively. However, since the Fourier Transform results of TVs and washing machines do not show periodicity in time, it is difficult to distinguish them from other home appliances because there is no big difference in size.

한편, 냉장고, 전기 밥솥의 경우는 하루 종일 동작하지만, TV와 세탁기의 경우 사용자가 조작하면 동작을 시작하는 특징이 있다. 따라서, TV와 세탁기의 경우 하루 전체의 전력소비데이터를 분석하는 것보다, 작은 시간 단위로 나누어서 분석하는 것이 더 효과적일 수 있다. On the other hand, the refrigerator and the electric rice cooker operates all day, but in the case of the TV and the washing machine is characterized by starting the operation when the user operates. Therefore, in the case of a TV and a washing machine, it may be more effective to analyze the data by dividing it into smaller time units than to analyze the power consumption data of the whole day.

따라서, TV와 세탁기의 경우 스펙트로그램(Spectrogram)을 이용하여 도 6의 데이터를 다시 분석하였으며, 이를 도 9를 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.Therefore, in the case of a TV and a washing machine, the data of FIG. 6 is analyzed again using a spectrogram, which will be described below with reference to FIG. 9.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기별 사용 전력량의 변화를 스펙트로그램(Spectrogram)으로 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing a change in the amount of power used for each household appliance according to an embodiment of the present invention as a spectrogram.

도 9를 참조하면, 256개의 샘플데이터(128분 = 256샘플 * 30초)에 대해서 국소 푸리에 변환(short time Fourier Transform)을 수행하고, 64 sample을 오버 랩(overlap)한 스펙트로그램이다.Referring to FIG. 9, a short time Fourier transform is performed on 256 sample data (128 minutes = 256 samples * 30 seconds), and the spectrogram overlaps 64 samples.

구체적으로, 냉장고와 전기밥솥의 경우, 하루 데이터를 모두 분석한 것과 같이 모든 시간에 대하여 특정 주파수에서 큰 값을 보이고 있음은 예상한 바와 같다. 한편, TV의 경우는 처음과 중간 시간 영역(A)에서 전력소비패턴의 변화가 크게 나타났음을 알 수 있다. 또한, 세탁기의 경우는 시간적으로 처음과 끝 시간 영역(B)에 급격한 변화가 있다는 것을 알 수 있다.Specifically, in the case of the refrigerator and the rice cooker, as shown in the analysis of all the daily data shows a large value at a specific frequency for all time as expected. On the other hand, in the case of TV, it can be seen that the power consumption pattern is greatly changed in the first and middle time regions (A). In addition, in the case of the washing machine, it can be seen that there is a sudden change in the first and last time areas B in time.

이와 같이 전력패턴을 시간과 주파수 관점(푸리에 변환 및 국소 푸리에 변환을 적절히 사용하는 관점)에서 분석하면 4가지 가전기기를 보다 용이하게 식별하는 것이 가능하다.By analyzing the power pattern in terms of time and frequency (perhaps using Fourier transform and local Fourier transform appropriately), it is possible to identify four home appliances more easily.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 관리부(420)는 분석부(410)로부터 획득된 각 가전기기(100)의 식별자 정보 및 가전기기(100)별 전력소비패턴을 기초로 전력을 절감할 수 있도록 관리하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 아래에서 언급되는 예와 같이, 식별된 가전기기별로 사용자의 조작 행위를 파악하고, 이와 같이 파악된 사용자의 조작 행위를 참조로, 전력 소비를 절감하기 위한 방법을 제시해 줄 수 있다.Next, the management unit 420 according to an embodiment of the present invention can save power based on the identifier information of each home appliance 100 obtained from the analysis unit 410 and the power consumption pattern for each home appliance 100. It can perform a function to manage. In this case, as shown in the example mentioned below, the user's operation behavior can be identified for each identified home appliance, and a method for reducing power consumption can be presented with reference to the user's operation behavior.

예를 들면, 사용자의 가전기기(100)마다의 전력소비패턴에 따라 적합한 전력 절감 정보를 표시 장치(600)를 통해 사용자에게 제공할 수도 있으며, 검출 장치(200)를 자동적으로 제어하여 전력이 절감되도록 제어할 수도 있다.For example, according to the power consumption pattern of each home appliance 100 of the user, suitable power saving information may be provided to the user through the display device 600, and the power is saved by automatically controlling the detection device 200. It can also be controlled.

일례로, 냉장고는 일정한 사이클을 가지고 모터를 동작시켜 냉장고 내부의 온도를 유지한다. 하지만, 사용자가 문을 자주 여닫거나 장시간 열어서 사용하면, 모터의 동작 사이클에 변화가 생기고 성에를 제거하기 위한 내부 히터가 동작하게 된다. 이러한 냉장고 동작을 전력소비패턴을 분석하여 추정한 다음 사용자에게 제공하고 행동의 변화를 유도할 수 있다.For example, the refrigerator maintains a temperature inside the refrigerator by operating a motor with a constant cycle. However, if the user opens or closes the door frequently or uses it for a long time, the operation cycle of the motor may change, and an internal heater for removing frost may be operated. Such refrigerator operation may be estimated by analyzing power consumption patterns, and then provided to the user and induced a change in behavior.

다른 예로는, 에어컨과 선풍기를 들 수 있다. 에어컨과 선풍기가 사용되는 빈도, 시간 및 위치를 분석한 후, 에어컨만 사용되고 있다고 판단이 된다면 사용자에게 에어컨과 선풍기를 함께 사용하여 전기소비를 줄일 것을 권장할 수 있다. 특히, 요일, 주간/야간과 같이 시간(기간)에 따른 가전기기(100)마다의 전력소비 정보를 더 이용할 수도 있다.Other examples include air conditioners and fans. After analyzing the frequency, time and location of air conditioners and fans used, if it is determined that only air conditioners are being used, the user may be encouraged to use both air conditioners and fans together to reduce electricity consumption. In particular, the power consumption information for each home appliance 100 according to a time (period), such as day and day / night, may be further used.

또한, 가전기기(100)의 사용 시간을 분석하여 대기전력을 차단 또는 공급함으로써, 전력을 절감하는 기술을 제공할 수 있다.In addition, by analyzing the use time of the home appliance 100 by cutting off or supplying standby power, it is possible to provide a technology for reducing power.

보다 상세하게 설명하면, 가전기기(100)별로 사용자의 사용 패턴을 분석한 후, 사용자가 가전기기(100)를 사용하지 않는 시간과 사용하는 시간을 식별할 수 있다. 이러한 분석 결과를 기반으로 가전기기(100)마다 전력소비정보 수집을 위해서 부착된 검출장치(200)는 사용자가 가전기기(100)를 사용하지 않는 시간에 전기를 공급하지 않음으로써 대기전력을 차단할 수 있다. 그리고, 사용자가 가전기기(100)를 사용할 것으로 예상되는 시간에 전기를 공급하여 가전기기(100)를 대기상태로 전환시킬 수 있다.In more detail, after analyzing the use pattern of the user for each home appliance 100, the user may identify the time when the home appliance 100 is not used and the time of use. Based on the analysis result, the detection device 200 attached to collect the power consumption information for each home appliance 100 may cut off standby power by not supplying electricity at a time when the user does not use the home appliance 100. have. The home appliance 100 may be switched to a standby state by supplying electricity at a time when the user is expected to use the home appliance 100.

또한, 데이터 분석 장치(400)는 가전기기(100)마다의 소비전력 분석을 통해 제품의 고장여부를 진단하는 기술을 제공할 수 있다.In addition, the data analysis device 400 may provide a technology for diagnosing a failure of a product through power consumption analysis for each home appliance 100.

보다 상세하게 설명하면, 일차적으로 가전기기(100)를 식별하여 해당 기기의 정상적인 전력소비패턴과 정격소비전력을 파악한다. 이때, 정격소비전력파악을 위하여 웹과 연동하여 신제품의 정격소비전력을 참고할 수도 있다.In more detail, the home appliance 100 is first identified to determine the normal power consumption pattern and the rated power consumption of the device. At this time, it may refer to the rated power consumption of the new product in conjunction with the web to determine the rated power consumption.

한편, 모니터링하고 있는 전력패턴이 정상적인 패턴과 달라졌음을 인식하거나, 정격소비전력보다 많은 전력 소비 패턴을 보인다면 사용자에게 경고메시지를 출력할 수 있다. 만일, 과다 전력소비로 화재의 위험이 있는 경우 전력모니터링 시스템은 전력을 차단할 수도 있고, 이상 현상의 원인이 부품의 고장으로 의심되는 경우는 추정되는 원인을 사용자에게 알려주고 에프터 서비스관련 정보를 제공할 수도 있다.On the other hand, if it recognizes that the power pattern being monitored is different from the normal pattern or shows more power consumption pattern than the rated power consumption, a warning message can be output to the user. If there is a risk of fire due to excessive power consumption, the power monitoring system may cut off the power, and if the cause of the abnormality is suspected to be a failure of the part, it may inform the user of the estimated cause and provide after-sales service related information. have.

이해를 돕기 위한 예로서, 냉온수기와 냉장고를 들 수 있다. 냉온수기의 경우, 온도 센서가 오동작하여 장시간 전 열기가 동작하면 화재의 위험이 있을 수 있어, 전력소비패턴을 분석함으로써 화재를 방지할 수 있다. 냉장고의 경우, 전력소비패턴을 분석하여 비정상적으로 냉각기가 빈번하게 동작하면 냉매 부족을 의심하거나 모터의 성능저하를 체크하도록 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.As an example for understanding, a hot / cold water heater and a refrigerator are mentioned. In the case of cold and hot water heaters, if the temperature sensor malfunctions and the heat is operated for a long time, there may be a risk of fire. In the case of the refrigerator, if the cooler is frequently operated abnormally by analyzing the power consumption pattern, information may be provided to the user to suspect the refrigerant shortage or to check the performance degradation of the motor.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(430)는 데이터 분석 장치(400)와 인터페이스 장치(300) 및 표시 장치(600) 등과 같은 외부 장치와 통신할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.Next, the communication unit 430 according to an embodiment of the present invention performs a function of enabling communication with external devices such as the data analysis device 400, the interface device 300, and the display device 600.

마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(440)는 분석부(410), 관리부(420) 및 통신부(430) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(440)는 외부로부터의 또는 데이터 분석 장치(400)의 각 구성요소 간의 데이터의 흐름을 제어함으로써, 분석부(410), 관리부(420) 및 통신부(430)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.Finally, the controller 440 according to an embodiment of the present invention may perform a function of controlling the flow of data between the analyzer 410, the manager 420, and the communicator 430. That is, the controller 440 according to the present invention controls the flow of data from the outside or between the respective components of the data analysis apparatus 400, so that the analysis unit 410, the management unit 420, and the communication unit 430 respectively. You can control to perform unique functions.

본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. Embodiments according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer components, and may be recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Although the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the limited embodiments and drawings, it is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, Those skilled in the art can make various modifications and variations from this description. Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

100: 가전기기
200: 검출 장치
300: 인터페이스 장치
400: 데이터 분석 장치
500: 데이터베이스
600: 표시 장치100: home appliances
200: detection device
300: interface device
400: data analysis device
500: database
600: display device

Claims

In the method for power management for each home appliance,
(a) collecting power information consumed by a plurality of home appliances at regular intervals;
(b) acquiring a power consumption pattern for each of the household appliances based on the collected power information;
(c) identifying each of the home appliances using the obtained power consumption pattern, and
(d) allowing each of the home appliances to be controlled by referring to the respective power consumption patterns corresponding to the identified home appliances;
How to include.

The method of claim 1,
In step (b),
(b1) detecting a voltage and a current for each household appliance, and
(b2) calculating a power consumption amount using the phase difference between the detected voltage and current.

The method of claim 1,
In step (c),
When converting the obtained power consumption pattern into a frequency domain and referring to the first power consumption pattern, each household electrical appliance includes a first household appliance class having a frequency band showing a higher magnitude than a predetermined threshold. And identifying a second household appliance class having no frequency band showing a higher magnitude value than the other predetermined household appliances compared to other household appliances.

The method of claim 3,
In the step (c),
Wherein each of the household appliances included in the first category of household appliances is identified with reference to a frequency band showing a magnitude value above the predetermined threshold corresponding to each household appliance.

The method of claim 3,
In the step (c),
Each home appliance included in the second class of home appliances is identified by performing a local time Fourier Transform by analyzing a corresponding power consumption pattern for each of the home appliances by a time unit below a predetermined threshold. Characterized in that the method.

The method of claim 1,
In step (d),
And when it is determined that the power consumption pattern shows no power consumption for a predetermined period, the power supplied to the home appliance is cut off for the predetermined period.

The method of claim 1,
In step (d),
By analyzing the power consumption pattern for each home appliance,
And outputting a warning message when the power consumption pattern is different from the normal pattern or when the power consumption pattern is more than the rated power consumption.

The method of claim 1,
In step (d),
(d1) identifying a user's manipulation behavior for each of the identified household appliances based on the information on the identified household appliances, and
(d2) presenting a method for reducing power consumption with reference to the identified user's manipulation behavior.

In the system for power management by home appliances,
A detection device that collects power information consumed by a plurality of home appliances every predetermined period of time and obtains a power consumption pattern for each of the home appliances based on the collected power information;
A data analysis device for identifying each of the home appliances using the obtained power consumption pattern, and for controlling each of the home appliances with reference to the respective power consumption patterns corresponding to the identified home appliances.
System comprising a.

10. The method of claim 9,
The detection device,
And detecting a voltage and a current for each of the home appliances, and calculating a power consumption amount by using a phase difference between the detected voltage and the current.

The method of claim 10,
And an interface device for selecting a communication path through which the power consumption pattern information is transmitted from the detection device to the data analysis device.

The method of claim 11,
And a plurality of communication paths for each household electrical appliance.

A computer readable recording medium having recorded thereon a computer program for executing the method according to any one of claims 1 to 8.