KR101867222B1 - Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method and Device using Influence of Complex Sensors on State of Appliance - Google Patents

Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method and Device using Influence of Complex Sensors on State of Appliance Download PDF

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Abstract

Provided are an appliance identification method and an appliance identification apparatus and recording medium using the same. According to the appliance identification method, by using sensor data which are measurement values sensed by a plurality of sensors installed in a space in which at least one appliance is included, state information based on the sensor data, which is information predicting a probability of each state of each appliance, can be calculated and power usage state information of at least one appliance can be predicted using the calculated state information based on the sensor data, thereby improving an appliance identification rate using information on total amount of power, information on a complex sensor, and an impact value of the appliance and the information on the complex sensor.

Description

복합 센서의 기기상태 영향도 기반 비접촉 가전기기 식별방법 및 장치{Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method and Device using Influence of Complex Sensors on State of Appliance}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method and apparatus for identifying non-contact electric home appliances based on the state of a state of a composite sensor,

본 발명은 에너지 관리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가전기기의 전력 사용현황을 식별하기 위한 방법, 장치 및 기록매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to energy management technology, and more particularly, to a method, an apparatus, and a recording medium for identifying a power usage state of a home appliance.

에너지 소비를 절감하고 지능적으로 제어하기 위해서는 에너지 기기의 소비전력과 사용량 및 그 기기의 사용현황을 알 수 있어야 한다.In order to reduce energy consumption and control intelligently, it is necessary to know the power consumption and usage of the energy device and its usage status.

하지만, 일반 가정에서는 분전반을 통하여 수용가의 총 에너지 사용량(누적 전력량) 만을 알 수 있을 뿐인데, 이 정보만으로는 어떤 기기가 사용되고 있는지 알 수 없다.However, in general households, only the total energy consumption (cumulative power) of the customer is known through the distribution board, and this information alone can not tell which device is being used.

이에, 에너지 기기마다 각각 스마트 플러그를 설치하여 모니터링 해야 하는데, 스마트 플러그의 단가가 비교적 높은 편이어서, 비용 문제를 유발하게 된다.Therefore, it is necessary to install a smart plug for each energy device, and the cost of the smart plug is relatively high, which causes a cost problem.

이와 같은 비용 문제를 해결하기 위해, 최근 소비전력 총량기반의 비접촉 식별 방법 (NIALM : Non-Intrusive Appliance Load Monitoring)에 관한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 비접촉식 식별방법은 에너지 기기 식별률이 저하된다는 단점을 가지고 있다.In order to solve such a cost problem, research on a non-intrusive appliance load monitoring (NIALM) based on the total power consumption has recently been conducted. However, the non-contact identification method has a disadvantage that the identification rate of the energy device is lowered.

저비용으로 더욱 정확한 식별율을 보장하는 가전기기의 전력 사용 현황 파악 방법을 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다.It is required to search for a method for providing a method of grasping the power usage state of household appliances which ensures a more accurate identification rate at low cost.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하고 산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 가전기기 식별방법 및 이를 적용한 가전기기 식별장치 및 기록매체를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a home appliance, A method of identifying the at least one household electric appliance using the calculated sensor data based state information and a method of identifying the home appliance using the calculated sensor data based state information, A device identification device, and a recording medium.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하고, 산출된 센서데이터기반 상태정보와 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 이용하여 가전기기의 모든 상태에 대해 각 상태별로 해당될 확률값들을 포함하는 가전기기 상태정보를 산출하고, 산출된 가전기기 상태정보의 각 상태별 확률값들 중 가장 높은 확률값에 해당되는 상태가 해당 가전기기의 현재 상태인 것으로 예측하며, 예측된 현재 상태에 대응되는 소비 전력값을 적용하여 해당 가전기기의 현재 소비전력을 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 가전기기 식별방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the probability of each home appliance by using sensor data that are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance, Based on the calculated sensor data base state information and the previously calculated home appliance state information, calculates household appliance state information including probability values to be applied to each state of each of the household appliances , It is predicted that the state corresponding to the highest probability value among the probability values of each state of the calculated home appliance status information is the current state of the home appliance and the power consumption value corresponding to the predicted current state is applied, Providing an appliance identification method for predicting power usage status information of at least one household appliance by calculating current consumption power It is.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 가전기기 식별방법은, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하는 제1 산출단계; 및 산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for identifying a home appliance, including the steps of: using sensor data, which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance, A first calculation step of calculating sensor data based state information, which is information predicting a probability of each state of the home appliance; And estimating power usage state information of at least one household appliance using the calculated sensor data base state information.

그리고, 예측단계는, 산출된 센서데이터기반 상태정보와 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 함께 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측할 수도 있다. The prediction step may predict the power usage state information of at least one home appliance using the calculated sensor data base state information and the previously calculated home appliance state information together.

또한, 소비전력 총량의 변화 패턴을 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 상태별 확률을 예측하는 정보인 총전력기반 상태정보를 산출하는 제2 산출단계;를 더 포함하고, 예측단계는, 산출된 총전력기반 상태정보, 산출된 센서데이터기반 상태정보 및 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 함께 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측할 수도 있다. And a second calculating step of calculating total power based state information which is information for predicting a probability of each state of at least one household electric appliance by using a variation pattern of the total amount of electric power consumption, The power usage state information of at least one household appliance may be predicted using the power based state information, the calculated sensor data based state information, and the previously calculated home appliance state information together.

그리고, 예측단계는, 산출된 총전력기반 상태정보에 제1 가중치를 곱한 값과, 산출된 센서데이터기반 상태정보에 제2 가중치를 곱한 값과, 이전에 산출된 가전기기 상태정보에 제3 가중치와 상태유지확률을 곱한 값을 모두 더하여, 가전기기의 상태별 확률값을 나타내는 가전기기 상태정보를 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측할 수도 있다. The prediction step may further include a value obtained by multiplying the calculated total power based state information by a first weight, a value obtained by multiplying the calculated sensor data based state information by a second weight, and a third weight And the state maintaining probability are all added to calculate the household appliance state information indicating the probability value for each state of the household appliance to predict the power use state information of at least one household appliance.

또한, 예측단계는, 가전기기의 모든 상태에 대해 각 상태별로 해당될 확률값들을 포함하는 가전기기 상태정보를 산출하고, 산출된 가전기기 상태정보의 각 상태별 확률값들 중 가장 높은 확률값에 해당되는 상태가 해당 가전기기의 현재 상태인 것으로 예측하며, 예측된 현재 상태에 대응되는 소비 전력값을 적용하여 해당 가전기기의 현재 소비전력을 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측할 수도 있다. Also, the predicting step may include calculating household appliance state information including probability values corresponding to each state of all states of the home appliance, calculating a state corresponding to a highest probability value among the probability values of each state of the home appliance state information, The power consumption state information of the at least one household appliance may be predicted by estimating that the current state of the home appliance is the current state and calculating the current consumption power of the home appliance by applying the power consumption value corresponding to the predicted current state .

그리고, 제1 가중치, 제2 가중치 및 제3 가중치의 값은, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간의 종류, 센서의 개수 및 센서의 분포에 따라 달라질 수도 있다. The values of the first weight, the second weight, and the third weight may vary depending on the type of the space including at least one home appliance, the number of sensors, and the distribution of the sensors.

또한, 제1 산출단계는, 각 가전기기의 상태 예측에 각각의 센서의 측정값이 미치는 정도를 각 가전기기별 각 센서별 각 상태별로 나타낸 영향도 행렬을 이용하여, 센서데이터기반 상태정보를 산출할 수도 있다. The first calculating step calculates the sensor data based state information using the influence degree matrix showing the degree of the measurement value of each sensor in the state prediction of each of the home appliances, You may.

그리고, 제1 산출단계는, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들 중 특정 임계값을 넘는 측정값들만을 유효한 센서데이터로 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출할 수도 있다. In the first calculation step, only the measurement values exceeding the specific threshold value among the measurement values sensed by the plurality of sensors installed in the space including at least one home appliance are used as valid sensor data, The sensor data based state information which is information that predicts the probability of each state of the sensor data.

또한, 상기 센서들은, 음향 센서, 조도 센서 및 온도 센서 중 적어도 둘을 포함할 수도 있다. In addition, the sensors may include at least two of an acoustic sensor, an illuminance sensor, and a temperature sensor.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 가전기기 식별장치는, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 수신하는 수신부; 및 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하고, 산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 프로세서;를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a home appliance identification apparatus comprising: a receiver for receiving sensor data, which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance; And sensor data based on the calculated sensor data based on the calculated sensor data based on the calculated sensor data based state information and estimating the power use state information of at least one home appliance by using the calculated sensor data based state information, And a processor.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하는 제1 산출단계; 및 산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 단계;를 포함하는 가전기기 식별방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium for recording data on a plurality of home appliances using sensor data, which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance, A first calculation step of calculating sensor data based state information, which is information predicting probability of each device state; And estimating power usage status information of at least one household appliance using the calculated sensor data based status information.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 가전기기 식별방법은, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하는 제1 산출단계; 및 산출된 센서데이터기반 상태정보와 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 이용하여 가전기기의 모든 상태에 대해 각 상태별로 해당될 확률값들을 포함하는 가전기기 상태정보를 산출하고, 산출된 가전기기 상태정보의 각 상태별 확률값들 중 가장 높은 확률값에 해당되는 상태가 해당 가전기기의 현재 상태인 것으로 예측하며, 예측된 현재 상태에 대응되는 소비 전력값을 적용하여 해당 가전기기의 현재 소비전력을 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for identifying a home appliance, comprising the steps of: using sensor data, which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance, A first calculation step of calculating sensor data based state information which is information predicting a probability of occurrence; And calculates the home appliance state information including the probability values to be applied to each state of all the home appliances using the calculated sensor data base state information and the previously calculated home appliance state information and outputs the calculated home appliance state information Estimates that the state corresponding to the highest probability value among the probability values of each state of the home appliance is the current state of the home appliance and calculates the current power consumption of the home appliance by applying the power consumption value corresponding to the predicted current state, And predicts the power usage state information of at least one home appliance.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하고 산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 가전기기 식별방법 및 이를 적용한 가전기기 식별장치 및 기록매체를 제공할 수 있게 되어, 전력 총량 정보와 더불어 복합센서 정보, 그리고 가전기기와 복합센서 정보와의 영향도 값을 이용하여 가전기기 식별률을 향상시킬 수 있게 된다. According to various embodiments of the present invention, sensor data, which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance, It is possible to provide a household appliance identification method for estimating the power usage state information of at least one household appliance by calculating the data base state information and using the calculated sensor data based status information, , The combined power information, the combined sensor information, and the influence value of the home appliance and the hybrid sensor information can be used to improve the identification ratio of the home appliances.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기 식별방법의 개념도,
도 2는 가전기기 각각에 대한 소비전력 패턴을 나타낸 도면,
도 3은 가전기기 조합에 대한 소비전력 패턴을 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기 식별장치의 블럭도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기 식별방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기와 센서 간의 영향도 그래프를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기와 센서 간의 영향도 행렬을 구하는 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 측정값에 임계값을 적용하는 과정을 도시한 도면, 및
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기의 상태유지확률의 개념을 도시한 도면이다.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a method of identifying a home electric appliance according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing a power consumption pattern for each of the household appliances,
3 is a diagram illustrating a power consumption pattern for a combination of home electric appliances;
FIG. 4 is a block diagram of a home appliance identification apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of identifying a home appliance according to an exemplary embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a graph showing influences of a home appliance and a sensor according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a schematic view illustrating a process of obtaining an influence matrix between a home appliance and a sensor according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating a process of applying a threshold value to a sensor measurement value according to an embodiment of the present invention, and FIG.
9 is a diagram illustrating a concept of state retention probability of a home appliance according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기 식별방법의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a method of identifying a home electric appliance according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 가전기기 식별방법에 의하면, 가전기기 식별장치(100)는 스마트 콘센트나 스마트 플러그 등과 같은 접촉 장치들을 사용하지 않고, 총전력기반 상태정보, 센서데이터기반 상태정보 및 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 함께 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하게 된다. According to the household appliance identification method according to the embodiment of the present invention, the home appliance identification apparatus 100 does not use contact devices such as smart outlet or smart plug, And the power usage status information of at least one household electric appliance is predicted using the calculated appliance status information together.

이 때, 총전력기반 상태정보는 소비전력 총량으로부터 현재 사용중인 가전기기들이 무엇들인지 예측하는 방법을 나타내는 것으로, 소비전력 총량기반의 비접촉 식별 방법 (NIALM : Non-Intrusive Appliance Load Monitoring)을 예로 들 수 있다. 가전기기 식별장치(100)는 도 1에 도시된 분전반의 전력미터를 통해 측정된 전력총량 기반 기기식별을 통해 기기 사용 여부 식별 알고리즘을 적용하여 총전력기반 상태정보를 산출하게 된다. In this case, the total power-based state information indicates a method of predicting the current household appliances from the total power consumption amount. For example, the non-intrusive appliance load monitoring (NIALM) based on the total power consumption have. The home appliance identification apparatus 100 calculates the total power based state information by applying the device use identification algorithm through the power total amount based device identification measured through the power meter of the distribution board shown in FIG.

또한, 센서데이터기반 상태정보는 복합 센서의 다양한 센서들의 측정값을 이용하여 파악한 센서데이터를 이용하여 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보이다. 가전기기 식별장치(100)는 도 1에 도시된 음향센서, 조도센서 및 온도센서를 포함하는 복합센서를 통해 측정된 복합센서 기반 기기 사용상황 감지(음향가전, 전열가전, 조명가전 등)를 통해 기기 사용 여부 식별 알고리즘을 적용하여 센서데이터기반 상태정보를 산출하게 된다. In addition, the sensor data based status information is information that predicts the probability of each of the home appliances using the sensor data obtained by using the measured values of various sensors of the hybrid sensor. The home appliance identification apparatus 100 is a system for detecting the state of use of a complex sensor-based device (acoustic home appliance, electrothermal home appliance, lighting appliance, etc.) measured through a composite sensor including the acoustic sensor, the illuminance sensor and the temperature sensor shown in FIG. And the sensor information based state information is calculated by applying the device use identification algorithm.

이를 통해, 가전기기 식별장치(100)는 총전력기반 상태정보, 센서데이터기반 상태정보 및 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 함께 이용하여, 가전기기들(오디오, 셋톱, 전열기, 조명 등) 각각의 상태(온, 오프, 강, 중, 약 등)를 예측하게 된다. Accordingly, the home electric apparatus identifying apparatus 100 can use the total electric power based state information, the sensor data based state information, and the previously calculated home electric appliance state information together to calculate the electric power consumption of each of the household appliances (audio, set top, electric heater, (On, off, strong, medium, weak, etc.)

가전기기 식별방법을 통한 가전기기별 소비전력 예측은, 아래의 수학식을 통해 나타낸 바와 같이, 특정 시구간(t) 동안 분전반의 전력미터로부터 수집되는 가전기기들의 총 소비전력[P(t)]을 가전기기 별 소비전력들(pi)로 분해하여, 현재 사용되고 있는 가전기기를 예측하는 것이다.Prediction of the power consumption per household appliance through the household appliance identification method can be expressed as the total power consumption [P (t)] of the household appliances collected from the power meter of the distribution board during a specific time period t, To the consumed electric power (p i ) per household appliance to predict the household appliances currently in use.

P(t) = p1(t) + p2(t) + p3(t) ... + pm(t) P (t) = p 1 ( t) + p 2 (t) + p 3 (t) ... + p m (t)

위의 수식은 총 소비전력[P(t)]을 m개의 가전기기의 개별 소비전력으로 분해하여 더한 값으로 표현한 것이다. The above equation represents the total power consumption [P (t)] divided by the individual power consumption of m household appliances and expressed as a sum value.

가전기기 식별장치(100)는 총전력기반 상태정보를 산출하기 위해서는 가전기기들 각각의 소비전력 패턴에 대한 학습 결과를 이용한다. 도 2는 가전기기 각각에 대한 소비전력 패턴을 나타낸 도면이고, 도 3은 가전기기 조합에 대한 소비전력 패턴을 예시한 도면이다. 도 2에는 오디오, 셋톱 박스, 전열기, 조명, TV 각각에 대한 소비전력 패턴 학습 과정을 나타내었다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가전기기 식별장치(100)는 가전기기들을 다양하게 조합하고, 각각에 대한 소비전력 패턴들을 추가로 학습하여 그 결과를 더 이용하는 것도 가능하다. 도 3에는 "조명 + 전열기 + 조명"을 조합한 경우에 대한 소비전력 패턴 학습 과정을 예시하였다. 이와 같은 가전기기들의 소비전력 패턴을 이용 및 학습하여, 가전기기 식별장치(100)는 총전력기반 상태정보를 산출하게 된다. The home appliance identification apparatus 100 uses the learning results of the power consumption patterns of the home appliances in order to calculate the total power based state information. Fig. 2 is a diagram showing a power consumption pattern for each of household appliances, and Fig. 3 is a diagram illustrating a power consumption pattern for a combination of household appliances. FIG. 2 shows a power consumption pattern learning process for audio, set-top box, electric heater, lighting, and TV. As shown in FIG. 3, the home appliance identification apparatus 100 can combine various home appliances, learn additional power consumption patterns, and use the results further. FIG. 3 illustrates a process of learning a power consumption pattern in a case of combining "illumination + electric heater + illumination". By using and learning the power consumption pattern of such home appliances, the home appliance identification apparatus 100 calculates the total power based state information.

또한, 가전기기 식별장치(100)는 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출한다. 센서데이터는 음향 정보, 조도 정보 및 온도 정보의 조합으로 이루어지며, 도 1에 도시된 바와 같이 이 정보들을 수집하기 위한 센서들이 필요하다.In addition, the home appliance identification apparatus 100 uses sensor data, which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including home appliances, to calculate a sensor data base And calculates status information. The sensor data consists of a combination of acoustic information, illuminance information and temperature information, and sensors for collecting such information are needed as shown in FIG.

하지만, 센서데이터를 구성하는 정보들에 대한 위 나열은 예시적인 것에 불과하다. 따라서, 이들 중 적어도 하나를 배제, 적어도 하나를 다른 정보로 대체 또는 적어도 하나의 다른 정보를 포함하여 센서데이터를 구현할 수 있음은 물론이다.However, the above listing of the information constituting the sensor data is merely illustrative. It is, of course, possible to implement sensor data by excluding at least one of them, replacing at least one with other information, or including at least one other information.

이하에서는, 가전기기 식별장치(100)의 가전기기 식별방법에 대해 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기 식별장치(100)의 블럭도이다. Hereinafter, the method of identifying the household appliance of the home appliance identification apparatus 100 will be described in detail. FIG. 4 is a block diagram of a home appliance identification apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 가전기기 식별장치(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 수신부(110), 프로세서(120), 저장부(130) 및 출력부(140)를 포함한다.The home appliance identification apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a receiving unit 110, a processor 120, a storage unit 130, and an output unit 140, as shown in FIG.

전력 미터(10)는 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간의 총 소비전력을 측정한다. 그리고, 복합 센서(20)는 음향 센서, 조도 센서 및 온도 센서 중 적어도 둘을 포함하며, 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치되어 센서데이터기반 상태정보의 기초가 되는 센서 데이터들을 생성한다.The power meter 10 measures the total power consumption of a space including at least one household appliance. The composite sensor 20 includes at least two of an acoustic sensor, an illuminance sensor, and a temperature sensor, and is installed in a space including at least one household appliance to generate sensor data serving as a basis for sensor data based status information.

수신부(110)는 전력 미터(10)로부터 총 소비전력값을 수신하고 복합 센서(20)로부터 센서데이터들을 수신한다. 수신부(110)는 유선으로 또는 무선으로 총 소비전력값 및 센서데이터를 수신할 수 있다. The receiving unit 110 receives the total power consumption value from the power meter 10 and receives sensor data from the composite sensor 20. [ The receiving unit 110 can receive the total power consumption value and the sensor data by wire or wirelessly.

프로세서(230)는 도 5에 도시된 가전기기 식별방법을 실행한다. 그리고, 프로세서(230)는 그 실행 결과를 출력부(250)를 통해 출력할 수도 있다. The processor 230 executes the household appliance identification method shown in Fig. The processor 230 may output the execution result through the output unit 250. [

저장부(240)에는 소비전력 패턴 학습 결과 DB, 과거 센서 데이터가 저장되고, 총 소비전력이 저장되며, 후술될 영향도 행렬 및 이전에 산출된 가전기기 상태정보 등이 누적 저장되는 저장매체이다.The storage unit 240 stores a power consumption pattern learning result database, past sensor data, total power consumption, and an influence matrix to be described later, and previously calculated home appliance status information.

도 4에 기재된 가전기기 식별장치(100)는 그 자체로 물리적으로 독립된 장치로 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 어떤 장치나 시스템의 일부로 포함되어 있는 형태로 구현될 수도 있으며, 컴퓨터나 서버 등에 설치된 프로그램 또는 프레임워크 또는 애플리케이션 등의 소프트웨어 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다. 또한, 가전기기 식별장치(100)의 각 구성요소는 물리적 구성요소로 구현될 수도 있고 소프트웨어의 기능 형태의 구성요소로 구현될 수도 있다. The home appliance identification device 100 shown in FIG. 4 may be implemented as a device that is physically independent of itself, as a part of a certain device or system, or may be implemented as a program installed in a computer, a server, or the like But may be implemented in software such as a framework or an application. In addition, each component of the home appliance identification device 100 may be implemented as a physical component or as a functional component of the software.

이하에서는, 도 5를 참고하여, 상술한 가전기기 식별장치(100)에 의한 가전기기 식별방법에 대해 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기 식별방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. Hereinafter, with reference to Fig. 5, a method of identifying the home electric appliance by the home electric appliance identifying apparatus 100 will be described in detail. 5 is a flowchart illustrating a method of identifying a home appliance according to an exemplary embodiment of the present invention.

가전기기 식별장치(100)는 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출한다(S210).The home appliance identification apparatus 100 uses sensor data that are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance to calculate sensor data Based status information (S210).

이 때, 가전기기 식별장치(100)는 각 가전기기의 상태 예측에 각각의 센서의 측정값이 미치는 정도를 각 가전기기별 각 센서별 각 상태별로 나타낸 영향도 행렬을 이용하여, 센서데이터기반 상태정보를 산출하게 된다. At this time, the home electric apparatus identifying apparatus 100 uses the influence degree matrix indicating the degree of the measurement value of each sensor in the state prediction of each home appliance according to each state of each sensor for each home appliance, Information is calculated.

영향도 행렬에 대해서는 도 6 및 도 7을 참고하여 설명한다. The influence degree matrix will be described with reference to FIG. 6 and FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기와 센서 간의 영향도 그래프를 도시한 도면이다. 6 is a graph showing influences of a home appliance and a sensor according to an embodiment of the present invention.

가전기기 식별장치(100)는 가전기기와 복합센서의 영향도 그래프를 먼저 생성한다. 가전 기기의 상태의 변화는 주변 공간의 환경에 영향을 준다. 예를 들어, 조명기기는 켜지면 밝아지고 꺼지면 어두워지므로 조도센서에 의해 상태의 감지가 가능할 수 있다. 또한, TV나 음향기기는 켜지면 소리가 나고 꺼지면 소리가 나지 않기 때문에 음향센서에 의해 상태의 감지가 가능할 수 있다. 이와 같이, 복합 센서(20)는 이러한 환경 변화를 측정한 센서 데이터를 수집한다. 그리고, 가전기기 식별장치(100)는 수집된 센서 데이터를 기반으로 학습된 결과를 도 6에 도시된 영향도 그래프(influence graph) 형태로 표현하여 저장부(130)에 저장한다. 여기에서 영향도 그래프는 사용자의 행동에 대응되는 기기의 상태로 정의하여, 주변 환경 변화에 대응되는 기기 상태의 변화 정도를 표현한 정보이다. The home appliance identification apparatus 100 first generates an influence degree graph of the home appliance and the complex sensor. A change in the state of the appliance affects the environment of the surrounding space. For example, a lighting device may be illuminated when turned on and dimmed when turned off, so that the condition can be detected by the illuminance sensor. In addition, since a sound is emitted when the TV or sound device is turned on and no sound is emitted when the sound is turned off, it is possible to detect the state by the acoustic sensor. Thus, the composite sensor 20 collects sensor data that measures such environmental change. Then, the home appliance identification apparatus 100 expresses the learned result based on the collected sensor data in the form of an influence graph shown in FIG. 6 and stores the result in the storage unit 130. Here, the influence graph is information representing the degree of change of the device state corresponding to the change of the surrounding environment by defining the state of the device corresponding to the user's behavior.

영향도 그래프는 가전 기기의 상태와 주변 환경 변화를 감지한 센서 데이터와의 관계를 표현한다. 각 가전 기기 별로 독립적인 하나의 영향도 그래프가 생성된다. 각 센서 값이 기기 상태 변화에 영향을 주지 않을 경우(e=0인 서브그래프)는 생성하지 않는다. The influence graph expresses the relationship between the state of the appliance and the sensor data which detects the change of the surrounding environment. One independent influence graph is generated for each appliance. If each sensor value does not affect the instrument state change (subgraph with e = 0), do not create it.

영향도 그래프는 가전 기기(도 6의 굵은 사각형)의 상태(도 6의 일반 사각형)에 따라 그 상태 변화에 영향을 주는 센서(도 6의 원형)를 표현한다. 센서를 통해 측정된 값(value)이 특정 기기 상태에 영향을 줄 경우, 그 정도를 e로 정의한다. 가전기기 식별장치(100)는 모든 가전 기기에 대해서 독립적인 영향도 그래프를 생성하여 저장부(130)에 저장하게 된다. The influence graph represents a sensor (circle in Fig. 6) that affects the state change according to the state of the home appliance (bold square in Fig. 6) (the general square in Fig. 6). If the value measured through the sensor affects a particular instrument condition, define the degree as e. The home appliance identification apparatus 100 generates an independent influence graph for all home appliances and stores the graph in the storage unit 130. [

그리고, 가전기기 식별장치(100)는 영향도 그래프를 이용하여 영향도 행렬을 생성하게 되며, 이에 대해서는 도 7을 참고하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기와 센서 간의 영향도 행렬을 구하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. The home appliance identification apparatus 100 generates an influence degree matrix using the influence degree graph, which will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a process of obtaining an influence matrix between a home appliance and a sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 7에 도시된 바와 같이, 가전기기 식별장치(100)는 주어진 영향도 그래프를 degree=1인 서브그래프로 분리한다. 분리된 서브그래프는 가전 기기 상태에 대응되는 하나의 센서로 구성된다. 이후, 가전기기 식별장치(100)는 서브그래프에 해당하는 가전 기기 및 센서의 인덱스 대응되는 i번째 행 및 j번째 열의 원소에 K개의 상태에 대응되는 영향도 값을 벡터 형태로 입력한다. 여기에서, i는 i번째 가전기기를 나타내고, j는 j번째 센서를 나타내며, K는 가전기기의 총 상태 종류 개수를 나타낸다. 서브그래프가 존재하지 않는 인덱스의 원소에 대해서는 0을 입력한다. 가전기기 식별장치(100)는 모든 가전 기기로부터 생성된 영향도 그래프에 대한 생성을 완료하면 영향도 행렬 E를 생성하게 된다. 그리고, 가전기기 식별장치(100)는 각 가전기기의 상태 예측에 각각의 센서의 측정값이 미치는 정도를 각 가전기기별 각 센서별 각 상태별로 나타낸 영향도 행렬 E를 이용하여, 센서데이터기반 상태정보 A(t)를 산출하게 된다. 이 과정을 구체적인 식으로 표현하면 아래와 같다. As shown in FIG. 7, the home appliance identification apparatus 100 separates a given influence graph into a subgraph of degree = 1. The separated subgraph consists of one sensor corresponding to the appliance state. Then, the home appliance identification apparatus 100 inputs the influence values corresponding to the K states in the i-th row and the j-th column corresponding to the index of the home appliance and the sensor corresponding to the subgraph in the form of a vector. Here, i denotes the i-th home appliance, j denotes the j-th sensor, and K denotes the total number of types of household appliances. Enter 0 for the element of the index where the subgraph does not exist. The home appliance identification apparatus 100 generates an influence degree matrix E upon completion of generation of an influence degree graph generated from all home appliances. The home appliance identification apparatus 100 uses the influence matrix E indicating the degree of the measurement value of each sensor to the state prediction of each home appliance according to each state of each sensor for each home appliance, The information A (t) is calculated. This process can be expressed in concrete terms as follows.

Figure 112017023040023-pat00001
Figure 112017023040023-pat00001

센서데이터기반 상태정보 A(t)는 상술한 바와 같이 영향도 그래프에 의해 생성된 영향도 행렬 E와 측정된 수식(4)의 센서데이터 x를 이용하여, 수식 (1) 및 수식 (2)에 따라 계산된다. 수식 (3)이 영향도 행렬 E의 각 원소값을 나타내고 있다. 여기에서, 가전 기기의 상태 종류의 개수는 총 K개이고, m은 가전 기기의 수, n은 센서의 수를 나타낸다. 그리고, 영향도 행렬 E는 m×n의 행렬이며, 각각의 원소는 K개의 영향도 값을 포함하는 벡터이다. The sensor data base state information A (t) can be expressed by Equation (1) and Equation (2) using the influence degree matrix E generated by the influence degree graph and the sensor data x of the measured equation (4) . Equation (3) represents the value of each element of the influence matrix E. Here, the total number of state types of household appliances is K, m is the number of household appliances, and n is the number of sensors. And, the influence degree matrix E is a matrix of m 占 n, and each element is a vector including K influence degree values.

구체적으로, 시간 t에 각 복합 센서(20)에서 측정된 센서 데이터 값은 수식 (4)의 x(t) 벡터에 저장된다. 따라서, 각 복합 센서(20)에 포함된 모든 센서 모듈의 집합을 Si 라고 했을 때, 측정된 센서 데이터의 벡터는

Figure 112017023040023-pat00002
가 된다. Specifically, the sensor data values measured at each composite sensor 20 at time t are stored in the x (t) vector of Equation (4). Therefore, when the set of all the sensor modules included in each composite sensor 20 is S i , the vector of the measured sensor data is
Figure 112017023040023-pat00002
.

또한, 가전기기 식별장치(100)는 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서모듈들에 의해 감지된 측정값들 중 특정 임계값을 넘는 측정값들만을 유효한 센서데이터로 이용한다. 구체적으로, 가전기기 식별장치(100)는 센서 모듈에서 측정된 값이 해당 가전 기기 상태에 영향을 주기 위한 임계값(threshold)을 초과할 경우에만 센서 값을 유효하게 활성화하기 위해 활성화 함수(activation function)를 정의하여 사용할 수도 있다. 센서 데이터에 활성화 함수를 적용하는 것은 수식 (5)에 해당되며, 수식 (5)의 y는 센서 데이터에 활성화 함수인 f를 적용한 결과값을 나타낸다. In addition, the home electric apparatus identifying apparatus 100 uses only the measured values that exceed the specific threshold among the measured values sensed by the plurality of sensor modules installed in the space including at least one home appliance as effective sensor data. Specifically, the home appliance identification apparatus 100 determines whether the value measured by the sensor module exceeds a threshold for influencing the state of the home appliance, ) Can be defined and used. Applying the activation function to the sensor data corresponds to Equation (5), and y in Equation (5) represents the result of applying the activation function f to the sensor data.

또한, 각 센서 모듈에서 측정된 센서 값은 각기 다른 센서 모듈의 특성(온도: °C, sound: ㏈)을 포함하고 있기 때문에, 가전기기 식별장치(100)는 이 값을 정규화하는 과정도 수행하며, 이는 수식(5)에 포함되어 있다. In addition, since the sensor values measured in the respective sensor modules include the characteristics (temperature: ° C, sound: dB) of the different sensor modules, the home appliance identification apparatus 100 performs the process of normalizing the values , Which is included in Equation (5).

즉, 수식 (5)에 표현된 바와 같이, 가전기기 식별장치(100)는 측정된 각 센서의 값(xi(t))에 주어진 임계값에 따라 활성화 함수를 적용하고. 그 결과를 센서 측정 최대값(

Figure 112017023040023-pat00003
)으로 정규화하여 최종 결과 벡터 y를 산출하게 된다. That is, as shown in Equation (5), the home appliance identification apparatus 100 applies the activation function according to the threshold value given to the measured value (x i (t)) of each sensor. The result is stored in the sensor measurement maximum value (
Figure 112017023040023-pat00003
) So as to calculate the final result vector y.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 측정값에 임계값을 적용하는 과정을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 가전기기 식별장치(100)는 활성화함수인 f를 이용하여 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서모듈들에 의해 감지된 측정값들 중 특정 임계값을 넘는 측정값들만을 유효한 센서데이터로 이용한다. 구체적으로, 도 8은 측정된 센서 데이터 x(t)를 이용하여 최종 결과 벡터 y를 추출하는 과정을 도시하고 있다. 도 8에서 활성화 함수는 max 함수로 정의되어 있다. 활성화 함수는 센서와 가전 기기의 특성에 따라 다르게 정의할 수 있다. 이렇게 추출된 y 벡터에 가전 기기 상태에 영향을 미치는 정도 e를 적용하여 A(t)를 수식 (1)과 같이 계산할 수 있게 된다. FIG. 8 is a diagram illustrating a process of applying a threshold to a sensor measurement value according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. As shown in FIG. 8, the home appliance identification apparatus 100 uses a function f, which is an activation function, to determine a specific threshold value among measured values sensed by a plurality of sensor modules installed in a space including at least one home appliance ≪ / RTI > are used as valid sensor data. Specifically, FIG. 8 shows a process of extracting a final result vector y using the measured sensor data x (t). In Fig. 8, the activation function is defined as a max function. The activation function can be defined differently depending on the characteristics of the sensor and the home appliance. A (t) can be calculated as Equation (1) by applying the degree e that affects the state of the appliance to the y vector thus extracted.

하지만, 활성화 함수로 max함수를 이용하는 것은 일 예에 불과하며, 가전기기 식별장치(100)는 이외에도 다양한 함수(예를 들어, 계단 함수 등)을 이용하여 센서 데이터에 대한 임계값을 적용할 수 있음은 물론이다. However, the use of the max function as an activation function is merely an example, and the home appliance identification apparatus 100 can apply a threshold value to the sensor data using various other functions (e.g., a stair function, etc.) Of course.

이와 같은 과정을 통해, 가전기기 식별장치(100)는 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하게 된다. Through the above process, the home appliance identification apparatus 100 uses the sensor data, which are the measurement values sensed by the plurality of sensors installed in the space including at least one home appliance, And the sensor data based state information, which is predicted information, is calculated.

다시 도 5로 돌아가서, 가전기기 식별장치(100)는 소비전력 총량의 변화 패턴을 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 상태별 확률을 예측하는 정보인 총전력기반 상태정보를 산출한다(S220). Referring back to FIG. 5, the home appliance identification apparatus 100 calculates total power based state information, which is information for predicting the probability of each at least one home appliance using the change pattern of the total consumption power (S220).

앞서 설명한 바와 같이, 총전력기반 상태정보는 소비전력 총량으로부터 현재 사용중인 가전기기들이 무엇들인지 예측하는 방법을 이용해 산출된 상태정보를 나타내는 것으로, 소비전력 총량기반의 비접촉 식별 방법 (NIALM : Non-Intrusive Appliance Load Monitoring)을 예로 들 수 있다. 가전기기 식별장치(100)는 분전반의 전력미터(10)를 통해 측정된 총 전력량을 기반으로 소비전력 총량기반의 비접촉 식별 방법을 적용하여 총전력기반 상태정보를 산출할 수 있다. 이때, 산출된 총전력기반 상태정보는 D(t)로 표현한다. As described above, the total power-based state information represents state information calculated by a method of predicting what kind of household appliances currently in use from the total power consumption amount. The non-intrusive method (NIALM: Appliance Load Monitoring). The home appliance identification apparatus 100 can calculate the total power based state information by applying the non-contact identification method based on the total amount of power consumption based on the total amount of power measured through the power meter 10 of the distribution board. At this time, the calculated total power based state information is represented by D (t).

그 다음, 가전기기 식별장치(100)는 산출된 총전력기반 상태정보 D(t)에 제1 가중치 ω1를 곱한 값과, 산출된 센서데이터기반 상태정보 A(t)에 제2 가중치 ω2를 곱한 값과, 이전에 산출된 가전기기 상태정보 S(t-1)에 제3 가중치 ω3와 상태유지확률 π을 곱한 값을 모두 더하여, 가전기기의 상태별 확률값을 나타내는 가전기기 상태정보 S(t)를 산출한다(S230). 여기에서, 가전기기 상태정보 S(t)는 가전기기가 해당될 수 있는 모든 상태들 각각에 대한 확률을 모두 포함하는 값으로, 아래와 같은 수식(6)으로 표현되는 행렬에 해당된다. Then, the home electric apparatus identifying apparatus 100 multiplies the calculated total power based state information D (t) by the first weight ω 1 and the value obtained by multiplying the calculated sensor data base state information A (t) by the second weight ω 2 And the value obtained by multiplying the previously calculated home appliance state information S (t-1) by the third weight? 3 and the state maintaining probability? Are added to each other to calculate home appliance state information S (t) (S230). Here, the home appliance state information S (t) is a value including all the probabilities of all the states to which the home appliance can correspond, and corresponds to a matrix expressed by the following equation (6).

Figure 112017023040023-pat00004
(6)
Figure 112017023040023-pat00004
(6)

Figure 112017023040023-pat00005
(7)
Figure 112017023040023-pat00005
(7)

여기에서, S(t), D(t), A(t) 및 S(t-1)은 모두 m×K의 행렬이며, i행 k열의 원소는 i번째 가전기기가 k번째 상태에 해당될 확률값을 나타낸다. 그리고, 가전 기기의 상태 종류의 개수는 총 K개이고, m은 가전 기기의 수, n은 센서의 수를 나타낸다. Here, all the elements of S (t), D (t), A (t) and S (t-1) are m × K columns, Represents a probability value. The total number of state types of the household appliances is K, m is the number of household appliances, and n is the number of sensors.

그리고, 제1 가중치 ω1과 제2 가중치 ω2과 제3 가중치 ω3는 적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간의 종류, 센서의 개수, 센서의 분포에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 가전기기 식별장치(100)는 제1 가중치 ω1과 제2 가중치 ω2과 제3 가중치 ω3를 가전기기가 포함된 공간이 회사 공간인지 아파트 공간인지 주택 공간인지 등에 따라 달라지게 설정할 수 있다. 또한, 가전기기 식별장치(100)는 센서의 개수가 많거나 센서의 분포 밀도가 높을수록 제2 가중치 ω2가 더 큰 값이 되도록 설정할 수 있다. 센서의 개수가 많거나 센서의 분포 밀도가 높으면 센서에 의한 정보가 정확도가 상대적으로 높아지므로, 가전기기 식별장치(100)는 제1 가중치 ω1과 제2 가중치 ω2과 제3 가중치 ω3 중 센서에 관련된 가중치인 제2 가중치 ω2를 더 높게 설정하는 것이다. The first weight ω 1 , the second weight ω 2, and the third weight ω 3 may vary depending on the type of the space including at least one home appliance, the number of sensors, and the distribution of the sensors. For example, the home appliance identification apparatus 100 determines whether the space in which the household appliances are housed is a company space, an apartment space, or a house space, based on the first weight ω 1 , the second weight ω 2, and the third weight ω 3 Can be set. In addition, the home appliance identification apparatus 100 can be set such that the second weight? 2 becomes larger as the number of sensors increases or the distribution density of the sensor increases. Many, the number of sensors, or so that the distribution density of the sensor information by the high sensor accuracy is relatively high, the appliance identification device 100 first weights ω 1 and a second weight ω 2 and the third weighting ω 3 of the And the second weight? 2 , which is a weight related to the sensor, is set higher.

상태유지확률 π은 이전 가전기기 상태정보 S(t-1)의 상태를 현재도 그대로 유지하고 있을 확률을 나타낸다. 즉, 상태유지확률 π가 높아질수록 이전 가전기기 상태정보 S(t-1)가 그대로 유지될 확률이 높아지므로, 이전 가전기기 상태정보 S(t-1)에 상태유지확률 π을 곱하여, 해당 가전기기가 한 상태를 계속 유지하여 사용되는 종류의 가전기기라면 상태유지확률 π을 이전 가전기기 상태정보 S(t-1)에 곱해줌으로써 이전 가전기기 상태정보의 비중을 높혀줄 수 있게 된다. 따라서, 상태유지확률 π은 가전기기별 상태별로 달라지며, 가전기기 식별장치(100)는 상태유지확률 π을 가전기기별로 상태별로 구하게 된다. The state retention probability pi indicates a probability that the state of the previous home appliance state information S (t-1) is maintained as it is. That is, since the probability that the previous home appliance state information S (t-1) will remain unchanged as the state maintaining probability? Increases, the previous home appliance state information S (t-1) is multiplied by the state maintaining probability? If the appliance is a type of household appliance that is kept in one state, it is possible to increase the weight of the previous appliance state information by multiplying the state maintaining probability? By the old appliance state information S (t-1). Therefore, the state retention probability pi varies according to the state of each appliance, and the household appliance identification apparatus 100 obtains the state retention probability pi by state of each appliance.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기의 상태유지확률의 개념을 도시한 도면이다. 9 is a diagram illustrating a concept of state retention probability of a home appliance according to an embodiment of the present invention.

이전 가전 기기의 상태가 현재 가전 기기의 상태에 영향을 주는 정도를 표현하기 위해 도 9에 도시된 방식으로 가전 기기의 상태유지확률 π를 정의할 수 있다. 가전 기기의 상태가 변경되지 않을 확률인 상태유지확률 π는

Figure 112017023040023-pat00006
이다. 이전 가전 기기의 상태에 상태 변경 확률을 적용하여 현재 가전 기기 상태 식별 예측값에 반영한다. The state maintaining probability? Of the home appliance can be defined in the manner shown in FIG. 9 to express the degree to which the state of the previous home appliance affects the state of the current household appliance. The state retention probability pi, which is the probability that the state of the home appliance will not change
Figure 112017023040023-pat00006
to be. Apply the state change probability to the state of the previous home appliance and reflect it in the current household appliance state identification prediction value.

다시 도 2로 돌아가서, 가전기기 식별장치(100)는 가전기기의 모든 상태에 대해 각 상태별로 해당될 확률값들을 포함하는 가전기기 상태정보를 산출하고, 산출된 가전기기 상태정보의 각 상태별 확률값들 중 가장 높은 확률값에 해당되는 상태가 해당 가전기기의 현재 상태인 것으로 예측한다(S240). Referring again to FIG. 2, the home appliance identification apparatus 100 calculates home appliance state information including probability values to be applied to each state of all home appliances, calculates probability values for each state of the home appliance state information It is predicted that the state corresponding to the highest probability value of the home appliances is the current state of the home appliance (S240).

구체적으로, 가전기기 식별장치(100)는 최종적으로 시간 t에서의 가전기기 상태정보 S(t)가 산출되면, 아래의 수식 (8)과 같이 각 기기 별로 가장 확률값이 큰 상태가 해당 가전기기의 현재 상태인 것으로 결정하게 된다.Specifically, when the appliance state information S (t) at the time t is finally calculated, the home appliance identification apparatus 100 determines the state of the largest probability value for each appliance as shown in the following equation (8) It is determined that the current state is present.

Figure 112017023040023-pat00007
(8)
Figure 112017023040023-pat00007
(8)

그리고, 가전기기 식별장치(100)는 예측된 현재 상태에 대응되는 소비 전력값을 적용하여 해당 가전기기의 현재 소비전력을 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측할 수 있게 된다. 여기에서 전력사용 상태정보는 가전기기별 전력 소모량을 나타내는 정보로, 가전기기 상태정보를 통해 예측된 가전기기의 현재 상태에 대응되는 소비전력량을 추출하여 산출되어지는 정보이다. 가전기기 식별장치(100)는 매 주기별로 모든 가전기기 각각의 전력사용 상태정보를 산출하게 되며, 사용자는 가전기기 식별장치(100)에 의해 산출된 전력사용 상태정보를 확인하여 어떤 가전기기가 전력소모가 심한지를 한눈에 확인할 수 있게 된다. 또한, 가전기기 식별장치(100)는 총전력기반 상태정보, 센서데이터기반 상태정보 및 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 모두 이용하여 전력사용 상태정보를 예측하기 때문에, 더욱 정확도가 높은 가전기기별 전력소모량을 확인할 수 있게 된다. The home appliance identification apparatus 100 can estimate the power consumption state information of at least one home appliance by calculating the current consumption power of the home appliance by applying the power consumption value corresponding to the predicted current state. Here, the power use state information is information indicating the power consumption amount of each appliance, and is information that is calculated by extracting the amount of power consumption corresponding to the current state of the home appliance predicted through the appliance state information. The home appliance identification device 100 calculates the power use state information of each home appliance at every cycle. The user checks the power usage state information calculated by the home appliance identification device 100, It is possible to confirm at a glance whether the consumption is severe. In addition, since the home electric appliance identifying apparatus 100 predicts the power use state information by using both the total power based state information, the sensor data based state information, and the previously calculated home appliance state information, Power consumption can be confirmed.

한편 본 실시예에서는, 가전기기 식별장치(100)가 산출된 총전력기반 상태정보, 산출된 센서데이터기반 상태정보 및 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 함께 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 것으로 설명하였으나, 이외에도, 산출된 센서데이터기반 상태정보만을 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측할 수도 있고, 산출된 센서데이터기반 상태정보와 이전에 산출된 전력사용 상태정보를 함께 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측할 수도 있으며, 산출된 총전력기반 상태정보와 산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측할 수도 있음은 물론이다. On the other hand, in the present embodiment, the home electric apparatus identifying apparatus 100 uses the calculated total power based state information, the calculated sensor data based state information, and the previously calculated home appliance state information together to use the electric power of at least one household appliance It is also possible to predict the power use state information of at least one home appliance using only the calculated sensor data base state information and to use the calculated sensor data base state information and the previously calculated power use state information The power usage state information of at least one household electric appliance may be predicted using the state information together with the electric power consumption state information of the at least one household appliance using the calculated total power based state information and the calculated sensor data based state information, Of course, be predicted.

한편, 본 실시예에 따른 가전기기 식별장치(100)의 기능 및 가전기기 식별방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그래밍 언어 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 디스크(SSD) 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다. It is needless to say that the technical idea of the present invention can also be applied to a computer-readable recording medium containing a computer program for performing the functions of the home appliance identification apparatus 100 and the home appliance identification method according to the present embodiment . In addition, the technical idea according to various embodiments of the present invention may be realized in the form of a computer-readable programming language code recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium is any data storage device that can be read by a computer and can store data. For example, the computer-readable recording medium may be a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical disk, a hard disk drive, a flash memory, a solid state disk (SSD), or the like. In addition, the computer readable code or program stored in the computer readable recording medium may be transmitted through a network connected between the computers.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

10 : 전력미터
20 : 복합센서
100 : 가전기기 식별장치
110 : 수신부
120 : 프로세서
130 : 저장부
140 : 출력부
10: Power Meter
20: Composite sensor
100: Home appliance identification device
110:
120: Processor
130:
140:

Claims (12)

적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하는 제1 산출단계; 및
산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 단계;를 포함하고,
소비전력 총량의 변화 패턴을 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 상태별 확률을 예측하는 정보인 총전력기반 상태정보를 산출하는 제2 산출단계;를 더 포함하며,
예측단계는,
산출된 총전력기반 상태정보에 제1 가중치를 곱한 값과, 산출된 센서데이터기반 상태정보에 제2 가중치를 곱한 값과, 이전에 산출된 가전기기 상태정보에 제3 가중치와 상태유지확률을 곱한 값을 모두 더하여, 가전기기의 상태별 확률값을 나타내는 가전기기 상태정보를 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별방법.
Calculating a sensor data based state information which is information predicting a probability of each home appliance by using sensor data which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance, Calculating step; And
And estimating power usage state information of at least one home appliance using the calculated sensor data base state information,
And a second calculating step of calculating total power based state information, which is information for predicting a probability of each at least one household electric appliance by using a variation pattern of the total amount of electric power consumption,
In the prediction step,
A value obtained by multiplying the calculated total power based state information by the first weight, a value obtained by multiplying the calculated sensor data based state information by the second weight, and a value obtained by multiplying the previously calculated home appliance state information by the third weight and the state retention probability Values of all of the household appliances are added to calculate the household appliance status information indicating the probability value of each appliance in the state to predict the power use state information of at least one household appliance.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
예측단계는,
가전기기의 모든 상태에 대해 각 상태별로 해당될 확률값들을 포함하는 가전기기 상태정보를 산출하고, 산출된 가전기기 상태정보의 각 상태별 확률값들 중 가장 높은 확률값에 해당되는 상태가 해당 가전기기의 현재 상태인 것으로 예측하며, 예측된 현재 상태에 대응되는 소비 전력값을 적용하여 해당 가전기기의 현재 소비전력을 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별방법.
The method according to claim 1,
In the prediction step,
The state information corresponding to the highest probability value among the probability values for each state of the calculated home appliance status information is calculated based on the current state of the home appliance And estimates the power consumption state information of at least one household appliance by calculating the current consumption power of the home appliance by applying the power consumption value corresponding to the predicted current state, Way.
청구항 1에 있어서,
제1 가중치, 제2 가중치 및 제3 가중치의 값은,
적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간의 종류, 센서의 개수 및 센서의 분포에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별방법.
The method according to claim 1,
The values of the first weight, the second weight,
Wherein the at least one home electric appliance varies depending on the type of the space including at least one home appliance, the number of sensors, and the distribution of the sensors.
청구항 1에 있어서,
제1 산출단계는,
각 가전기기의 상태 예측에 각각의 센서의 측정값이 미치는 정도를 각 가전기기별 각 센서별 각 상태별로 나타낸 영향도 행렬을 이용하여, 센서데이터기반 상태정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별방법.
The method according to claim 1,
The first calculating step includes:
Wherein the state information based on the sensor data is calculated by using the influence degree matrix showing the degree of the measurement value of each sensor in the state prediction of each home appliance by the state of each sensor for each appliance, Way.
청구항 1에 있어서,
제1 산출단계는,
적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들 중 특정 임계값을 넘는 측정값들만을 유효한 센서데이터로 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별방법.
The method according to claim 1,
The first calculating step includes:
Only the measured values exceeding a specific threshold value among the measured values sensed by the plurality of sensors installed in the space including at least one home appliance are used as valid sensor data, Based on the sensor data based on the sensor data.
청구항 1에 있어서,
상기 센서들은,
음향 센서, 조도 센서 및 온도 센서 중 적어도 둘을 포함하는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별방법.
The method according to claim 1,
The sensors,
An acoustic sensor, an illuminance sensor, and a temperature sensor.
적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 수신하는 수신부; 및
센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하고, 산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 프로세서;를 포함하고,
프로세서는,
소비전력 총량의 변화 패턴을 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 상태별 확률을 예측하는 정보인 총전력기반 상태정보를 산출하고, 산출된 총전력기반 상태정보에 제1 가중치를 곱한 값과, 산출된 센서데이터기반 상태정보에 제2 가중치를 곱한 값과, 이전에 산출된 가전기기 상태정보에 제3 가중치와 상태유지확률을 곱한 값을 모두 더하여, 가전기기의 상태별 확률값을 나타내는 가전기기 상태정보를 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별장치.
A receiving unit for receiving sensor data, which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance; And
Sensor data based state information, which is information that predicts the probability of each home appliance by using the sensor data, and predicts power use state information of at least one home appliance using the calculated sensor data based state information And a processor,
The processor,
Calculating a total power based state information which is information for predicting a probability of each of at least one household electric appliance by using a change pattern of the total amount of power consumption, calculating a value obtained by multiplying the calculated total power based state information by a first weight, The value obtained by multiplying the sensor data based state information by the second weight and the value obtained by multiplying the previously calculated home appliance state information by the third weight and the state maintaining probability are all added to obtain home appliance status information representing the probability value of each appliance And predicts the power usage state information of at least one household electric appliance.
적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하는 제1 산출단계; 및
산출된 센서데이터기반 상태정보를 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 단계;를 포함하고,
소비전력 총량의 변화 패턴을 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 상태별 확률을 예측하는 정보인 총전력기반 상태정보를 산출하는 제2 산출단계;를 더 포함하며,
예측단계는,
산출된 총전력기반 상태정보에 제1 가중치를 곱한 값과, 산출된 센서데이터기반 상태정보에 제2 가중치를 곱한 값과, 이전에 산출된 가전기기 상태정보에 제3 가중치와 상태유지확률을 곱한 값을 모두 더하여, 가전기기의 상태별 확률값을 나타내는 가전기기 상태정보를 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
Calculating a sensor data based state information which is information predicting a probability of each home appliance by using sensor data which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance, Calculating step; And
And estimating power usage state information of at least one home appliance using the calculated sensor data base state information,
And a second calculating step of calculating total power based state information, which is information for predicting a probability of each at least one household electric appliance by using a variation pattern of the total amount of electric power consumption,
In the prediction step,
A value obtained by multiplying the calculated total power based state information by the first weight, a value obtained by multiplying the calculated sensor data based state information by the second weight, and a value obtained by multiplying the previously calculated home appliance state information by the third weight and the state retention probability Values of all the household appliances are added to calculate the household appliance state information indicating the probability value of each appliance in the state to predict the power use state information of at least one household appliance. . ≪ / RTI >
적어도 하나의 가전기기가 포함된 공간에 설치된 복수개의 센서들에 의해 감지된 측정값들인 센서데이터들을 이용하여, 각 가전기기의 상태별 확률을 예측한 정보인 센서데이터기반 상태정보를 산출하는 제1 산출단계; 및
산출된 센서데이터기반 상태정보와 이전에 산출된 가전기기 상태정보를 이용하여 가전기기의 모든 상태에 대해 각 상태별로 해당될 확률값들을 포함하는 가전기기 상태정보를 산출하고, 산출된 가전기기 상태정보의 각 상태별 확률값들 중 가장 높은 확률값에 해당되는 상태가 해당 가전기기의 현재 상태인 것으로 예측하며, 예측된 현재 상태에 대응되는 소비 전력값을 적용하여 해당 가전기기의 현재 소비전력을 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 단계;를 포함하고,
소비전력 총량의 변화 패턴을 이용하여 적어도 하나의 가전기기의 상태별 확률을 예측하는 정보인 총전력기반 상태정보를 산출하는 제2 산출단계;를 더 포함하며,
예측단계는,
산출된 총전력기반 상태정보에 제1 가중치를 곱한 값과, 산출된 센서데이터기반 상태정보에 제2 가중치를 곱한 값과, 이전에 산출된 가전기기 상태정보에 제3 가중치와 상태유지확률을 곱한 값을 모두 더하여, 가전기기의 상태별 확률값을 나타내는 가전기기 상태정보를 산출함으로써, 적어도 하나의 가전기기의 전력사용 상태정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 가전기기 식별방법.
Calculating a sensor data based state information which is information predicting a probability of each home appliance by using sensor data which are measured values sensed by a plurality of sensors installed in a space including at least one home appliance, Calculating step; And
The home appliance status information including the probability values to be applied to each state of all the home appliances is calculated using the calculated sensor data base state information and the previously calculated home appliance status information, Estimating that the state corresponding to the highest probability value among the probability values for each state is the current state of the home appliance and calculating the current power consumption of the home appliance by applying the power consumption value corresponding to the predicted current state, And predicting power usage status information of one of the household appliances,
And a second calculating step of calculating total power based state information, which is information for predicting a probability of each at least one household electric appliance by using a variation pattern of the total amount of electric power consumption,
In the prediction step,
A value obtained by multiplying the calculated total power based state information by the first weight, a value obtained by multiplying the calculated sensor data based state information by the second weight, and a value obtained by multiplying the previously calculated home appliance state information by the third weight and the state retention probability Values of all of the household appliances are added to calculate the household appliance status information indicating the probability value of each appliance in the state to predict the power use state information of at least one household appliance.
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