FI127096B - Menetelmä ja järjestelmä henkilökohtaisen vedenkulutuksen mittaamiseen - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA JÄRJESTELMÄ HENKILÖKOHTAISEN VEDENKULUTUKSEN MITTAAMISEEN

KEKSINNÖN TAUSTA

Keksinnön kohteena on menetelmä ja järjestelmä henkilökohtaisen vedenkulutuksen mittaamiseen.

Tyypillisesti kotitalouteen tulee yksi vesijohtoliittymä, josta vesi jaetaan usealle kotitalouden vesipisteelle, joita tyypillisesti ovat vesihanat, suihkut, ulkoseinän vesipisteet, puutarhan vesipisteet, WC-vesipisteet, pesukoneiden ottoliittimet ja muut vastaavat.

Tunnetun tekniikan mukaiset vesipisteet toimivat tyypillisesti mekaanisesti eli hana avataan ja suljetaan käsin. Tunnettua tekniikkaa ovat myös vesipisteet, joissa veden virtausta voidaan ohjata liiketunnistimilla. On myös vesipisteitä, joissa veden virtausta voidaan ohjata äänikomentojen tai kosketuksen perusteella. Nämä vesipistetyypit eivät kuitenkaan erottele mitenkään kuka vesipistettä kulloinkin käyttää.

Tunnetun tekniikan mukaisissa kotitalouksien vedenkulutuksen mittausjärjestelmissä ja -laitteissa mittaus on tyypillisesti joko kiinteistö- tai huoneistokohtaista. Kiinteistökohtaiset vesimittarit voivat olla etäluettavia ja tarjota erilaisia tietoliikenneliittymiä kulutuksen lukemiseen langattomasti. Vesilaitokset laskuttavat kotitalouksia kiinteistö- tai huoneistokohtaisten vesimittareiden perusteella. Lähinnä kustannussyistä vedenkulutusta mitataan tyypillisesti enimmillään vain muutamassa kotitalouden vesipisteessä. Saatava mittausdata on näin ollen puutteellista. Erityisesti kun halutaan arvioida ja muuttaa kotitalouden kulutustottumuksia henkilötasolla, ei tunnetun tekniikan taso tarjoa tarpeeksi hienojakoista kulutustietoa.

KEKSINNÖN LYHYT SELOSTUS

Keksinnön tavoitteena on mahdollistaa vedenkulutuksen mittaaminen henkilötasolla sen sijaan, että joudutaan tyytymään pelkästään kiinteistö- tai huoneistokohtaiseen mittaukseen. Keksinnön pääajatus on tunnistaa käyttäjä joko äänentunnistuksen, hahmontunnistuksen tai muun sensoritiedon perusteella ja yhdistää tämä tieto samassa vesipisteessä mitattuun kulutustietoon. Edellä mainittu yhdistetty käyttäjä- ja kulutustieto prosessoidaan tunnistusyksikössä, joka tekee päätöksen minkä käyttäjän kulutustilille mitattu vedenkulutus merkitään.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja järjestelmälle on tunnusomaista, se mitä on sanottu itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksinnön etuja on tarkempi vedenkulutuksen erottelu, mitä voidaan käyttää hyödyksi, kun halutaan tunnistaa ja visualisoida paremmin, mistä osatekijöistä (vesipisteistä) kotitalouksien kokonaisvedenkulutus muodostuu.

Henkilötasolla tarkempaa kulutustietoa voidaan käyttää apuna kulutustottumusten muuttamisessa energia- ja kustannus tehokkaammiksi, mikä näkyy suorina säästöinä kotitalouksien vesi- ja jätevesikuluissa. Järjestelmän yksi osa on henkilökohtaisen vedenkulutustilin visualisoiminen näyttölaitteelle, mikä mahdollistaa kulutuksen tarkastelemisen visuaalisesti halutulla aikavälillä.

Keksinnön edullisissa toteutusmuodoissa käyttäjän tunnistaminen toteutetaan esimerkiksi perustuen äänen- tai hahmontunnistamiseen, mikä tarkoittaa, että käyttäjän ei välttämättä tarvitse koskea vesipisteeseen esimerkiksi hanan avaamiseksi tai sulkemiseksi.

Vesilaitoksille keksintö voi tarjota uuden tavan seurata kotitalouksien kokonaiskulutusta. Lisäksi keksintö mahdollistaa vesilaitoksille uuden tavan markkinoida palveluita energiatehokkuuden näkökulmasta. Laajimmassa toteutusmuodossaan keksintö mahdollistaa useiden kotitalouksien vesipisteiden monitoroinnin Internet of Things(IoT)-mallin mukaisesti.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

Keksintöä selostetaan nyt eräiden toteutusesimerkkien avulla viitaten oheiseen piirrokseen (Kuvio 1), jossa numero 1 viittaa vesipisteeseen, numero 2 viittaa ohjainyksikköön, numero 3 viittaa mikrofonisensoriin, numero 4 viittaa kuva- tai videosensoriin, numero 5 viittaa lähetyslaitteeseen, numero 6 viittaa vastaanotinlaitteeseen, numero 7 viittaa tunnistusyksikköön, numero 8 viittaa vedenkulutustiliin ja numero 9 viittaa näyttölaitteeseen.

Viitaten kuvioon 1, keksinnön mukainen vedenkulutuksen mittausjärjestelmä muodostuu vesipisteestä (1), jossa on ohjainyksikkö (2), joka säätää veden virtaamista ja mittaa vedenkulutusta sekä vaihtaa tietoa sensoreiden (3,4) ja tunnistusyksikön (7) kanssa.

Ohjainyksikkö (2) toteuttaa vedenkulutuksen mittaamisen jollakin tunnettuun tekniikkaan perustuvalla mittaustavalla. Se voi perustua esimerkiksi mekaaniseen kierukkapohjäiseen virtauksen mittaamiseen, paine-eron, pyörretaajuuden, magneettikentän tai ultraäänen avulla toteutettavaan tunnettuun veden virtauksen mittausmenetelmään.

Eräässä mahdollisessa toteutusmuodossa käyttäjä tunnistetaan äänen perusteella. Tällöin tunnistusyksikköön (7), jonka toteutus voi perustua esimerkiksi ohjelmoitavaan mikroprosessoriin, on tallennettu ennalta käyttäjien ääniprofiilit. Käyttäjän sanoessa esimerkiksi "AVAA" ohjainyksikkö avaa vedenvirtauksen ja käyttäjän sanoessa esimerkiksi "SULJE" ohjainyksikkö (2) sulkee vedenvirtauksen. Samalla ohjainyksikkö (2) kommunikoi mikrofonisensorin (3) kanssa ja lähettää vastaanotetun ääninäytteen tietoliikenneverkon (5,6) yli tunnistusyksikölle (7) verrattavaksi ennalta tallennettuihin ääniprofiileihin. Lisäksi ohjainyksikkö (2) lähettää tunnistusyksikölle (7) myös kulutustiedon vesipisteeltä yhdessä tai useammassa osassa, kuitenkin siten, että kulutustieto voidaan kohdistaa vastaavaan tunnistustietoon esimerkiksi tapahtumakohtaisten koodien perusteella. Kulutustieto voi muodostua yksinkertaisimmillaan pelkistä aikaleimoista milloin esimerkiksi vesihana on avattu ja suljettu tai se voi sisältää jo valmiiksi lasketun numeerisen kulutuslukeman.

Tunnistusyksikössä (7) suoritetaan puhujan tunnistus, joka on tunnettua tekniikkaa ja voidaan toteuttaa riittävän hyvällä luotettavuudella ohjelmallisesti. Tyypillisesti tunnistusyksikkö (7) erottelee ääniprofiilista ja ääninäytteestä kullekin henkilölle ominaiset äänen rakenteelliset piirteet. Näihin piirteisiin vaikuttavat esimerkiksi kunkin ihmisen anatomia, puhetyyli ja puheen ominaistaajuudet. Tunnistusyksikkö (7) voi olla toteutettuna erillään tai integroituna vesipisteeseen (1). Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa tunnistusyksikön (7) kannattaa olla erillään, jotta se voi ohjata ja palvella useampaa ohjainyksikköä (2) ja vesipistettä (1).

Kun tunnistus on tehty, tunnistusyksikkö (7) tallentaa kulutustiedon oikealle kulutustilille, jota voidaan sitten tarkastella erilaisten näyttölaitteiden (9) kautta. Näyttölaitteita (9) voivat olla esimerkiksi puhelimet, älypuhelimet, kannettavat tietokoneet, tabletit ja muut tähän tarkoitukseen ilmeiset laitteet.

Keksinnön eräässä toisessa toteutusmuodossa käyttäjä tunnistetaan hahmontunnistuksen avulla. Tällöin tunnistusyksikköön (7), jonka toteutus voi perustua esimerkiksi ohjelmoitavaan mikroprosessoriin, on tallennettu ennalta käyttäjien hahmoprofiilit, jotka voivat perustua pelkästään kavoihin tai koko vartaloon. Hahmontunnistusta käytettäessä vesipisteen (1) ohjaus voi perustua joko manuaaliseen avaamiseen ja sulkemiseen tai ohjaus voidaan toteuttaa äänen perusteella. Käyttäjän avatessa keksinnön mukaisen vesipisteen (1) vesihanan, vesipisteen (1) ohjainyksikkö (2) kommunikoi kuva- ja videosensorin (4) kanssa ja lähettää vastaanotetun kuva- tai videonäytteen tietoliikenneverkon (5,6) yli tunnistusyksikölle (7) verrattavaksi ennalta tallennettuihin käyttäjien hahmoprofiileihin. Lisäksi ohjainyksikkö (2) lähettää tunnistusyksikölle (7)myös kulutustiedon vesipisteeltä (1) yhdessä tai useammassa osassa, kuitenkin siten, että kulutustieto voidaan kohdistaa vastaavaan tunnistustietoon esimerkiksi tapahtumakohtaisten koodien perusteella.

Tunnistusyksikössä (7) suoritetaan hahmontunnistus, joka on tunnettua tekniikkaa ja voidaan toteuttaa riittävän hyvällä luotettavuudella ohjelmallisesti. Tyypillisesti tunnistusyksikkö (7) erottelee kuvanäytteestä kullekin henkilölle ominaiset kasvon tai hahmon rakenteelliset piirteet. Näitä piirteitä ovat esimerkiksi kasvojen muodot, värit, muut ominaisuudet, kasvon- tai kehonosien etäisyydet ja mittasuhteet. Tunnistusyksikkö (7) voi olla toteutettuna erillään tai integroituna vesipisteeseen (1). Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa tunnistusyksikön (7) kannattaa olla erillään, jotta se voi ohjata ja palvella useampaa ohjainyksikköä (2) ja vesipistettä (1).

Kun tunnistus on tehty, tunnistusyksikkö (7) tallentaa kulutustiedon oikealle kulutustilille, jota voidaan sitten tarkastella erilaisten näyttölaitteiden (9) kautta. Näyttölaitteita (9) voivat olla esimerkiksi puhelimet, älypuhelimet, kannettavat tietokoneet, tabletit ja muut tähän tarkoitukseen ilmeiset laitteet.

Keksinnön mukaisessa järjestelmässä henkilön tunnistus voidaan toteuttaa millä tahansa tunnetulla tunnistustavalla. Edellä esitetyt tunnistustavat ovat vain joitakin mahdollisia toteutustapoja. Muita tunnettuja tunnistustapoja ovat esimerkiksi silmän iiriksen, painon, eleiden tai sormenjälkien perusteella tehtävä käyttäjän tunnistaminen.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa usealla eri tavalla patenttivaatimusten rajoissa. Keksintö ei siis rajoitu yllä esitettyihin esimerkkeihin vaan vaihtoehtoisia suoritusmuotoja voi olla muitakin. On todennäköistä, että tulevaisuudessa kehitetään uusia tapoja tunnistaa henkilö. Erilaiset uudet tunnistamistekniikat eivät muuta keksinnön perusaj atusta.

Claims (10)

1. Menetelmä henkilökohtaisen vedenkulutuksen mittaamiseen ja henkilökohtaisen kulutustiedon esittämiseen erilaisissa vedenkäyttöympäristöissä, tunnettu siitä, että vesipiste (1), jossa on vedenvirtaamista säätävä ja kulutusta mittaava ohjainyksikkö (2), kerää käyttäjään liittyvää tunnistustietoa ohjainyksikköön (2) liitetyn mikrofonisensorin (3) avulla ja siirtää käyttäjään liittyvän tunnistustiedon ja vedenkulutustiedon tiedonsiirtoverkon (5,6) yli prosessoitavaksi tunnistusyksikölle (7), joka tunnistaa käyttäjän äänen perusteella vertaamalla tunnistusyksikössä (7) mikrofoni-sensorin (3) vastaanottamaa ääninäytettä kunkin ihmisen henkilökohtaiseen ääniprofiiliin ja merkitsee kulutustiedon käyttäjää vastaavalle vedenkulutustilille (8), minkä jälkeen henkilökohtainen vedenkulutustieto on tarkasteltavissa erilaisten näyttölaitteiden (9) avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käyttäjän tunnistamisen lisäksi äänentunnistusta käytetään samanaikaisesti ohjaamaan myös vedenvirtausta ennalta määritellyillä komentosanoilla.

3. Järjestelmä henkilökohtaisen vedenkulutuksen mittaamiseen ja henkilökohtaisen kulutustiedon esittämiseen erilaisissa vedenkäyttöympäristöissä, tunnettu siitä, että järjestelmä koostuu - vesipisteestä (1), jossa on vedenvirtaamista säätävä ja kulutusta mittaava ohjainyksikkö (2), - sensoreista (3,4), joiden avulla ohjausyksikkö (2) kerää käyttäjään liittyvää tunnistustietoa, - tiedonsiirtoverkosta, jonka yli ohjausyksikkö (2) siirtää käyttäjään liittyvän tunnistus- ja kulutustiedon, - tunnistusyksiköstä, joka tunnistaa käyttäjän äänen perusteella vertaamalla tunnistusyksikössä (7) mikrofonisensorin (3) vastaanottamaa ääninäytettä kunkin ihmisen henkilökohtaiseen ääniprofiiliin ja merkitsee kulutustiedon käyttäjää vastaavalle vedenkulutustilille (8), sekä - näyttölaitteista (9), joiden avulla vedenkulutustietoa voidaan tarkastella.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ohjainyksikkö muodostaa integroidun kokonaisuuden sensoreiden kanssa.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tiedonsiirtoverkon tiedonsiirto tapahtuu langattomasti.

6. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tiedonsiirtoverkon tiedonsiirto tapahtuu langallisesti.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tunnistusyksikkö (7) on sijainniltaan erillään vesipisteestä.

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tunnistusyksikkö(7) on sijainniltaan integroitu vesipisteeseen. Patentkrav:

9. Identifieringsenhet (7) för ett system enligt patentkrav 5, kännetecknad av att identifieringsenheten (7) är placerad separat från tappstället.

10. Identifiering senhet (7) för ett system enligt patentkrav 5, kännetecknad av att identifieringsenheten (7) är integrerad i tappstället.