KR20190051295A - Method and apparatus for estimating power consumption of electronic device using non-power data - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비전력 데이터를 활용하여 미리 배치된 각종 전자기기의 전력 소모량을 추정하기 위한 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
홈 에너지 관리 시스템은 크게 두 가지의 주거 형태인 주택과 아파트에 서로 다르게 적용되고 있으며, 특히나 주택의 경우에는 홈 에너지 관리 시스템 자체가 존재하지 않거나 매우 원시적인 형태로 적용되어 있는 경우가 대다수이다.The home energy management system is widely applied to two types of residential houses and apartments. In the case of houses, the home energy management system itself is not existed or applied in a very primitive form.
더욱이, 대부분의 홈 에너지 관리는 전력 소모보다는 댁내의 온도 측정과 이를 조절하기 위한 보일러 작동 여부를 판단하는 수준에 머무르고 있으며, 전적으로 보일러 회사의 자체적 시스템에 의존하고 있다.Moreover, most home energy management remains at a level that determines the temperature of the house and the operation of the boiler to control it, rather than power consumption, and is entirely dependent on the boiler company's own system.
한편, 아파트의 경우 주택에 비해 홈 에너지 관리 시스템이 잘 도입되어 있으며 이는 여러 댁에 동일한 시스템을 적용할 수 있는 아파트가 가지는 고유 특성에 의한 것으로 볼 수 있으며, 특히 최신 아파트의 경우 실시간으로 총 전력 사용량을 알 수 있는 시스템이 도입되고 있으며, 추가적으로 대기전력을 측정하고 차단하는 시스템, 스마트 폰 어플리케이션을 활용한 외부에서의 에너지 측정 어플리케이션, 각 실 별 온도를 별도로 제어하는 시스템 등의 다양한 에너지 관리 시스템이 도입되고 있다.On the other hand, in case of apartment, home energy management system is well introduced compared to housing, and this can be seen as a result of the inherent characteristics of the apartment which can apply the same system to various households. In particular, A variety of energy management systems have been introduced, including a system that measures and blocks standby power, an energy measurement application using smartphone applications, and a system that controls temperature separately. .
그러나, 이러한 홈 에너지 관리 시스템이 적용된 경우라 하더라도, 종래의 홈 에너지 관리 시스템은 제조사 의존적인 특성이 있는 문제점이 있다.However, even when such a home energy management system is applied, there is a problem that the conventional home energy management system is dependent on the manufacturer.
즉, 각 제조사별로 독자적인 시스템, 플랫폼과 표준을 사용하고 있기 때문에 전기를 사용하는 주요 객체인 전자기기들과 에너지 관리 시스템이 서로 다른 제조사일 경우 전력 사용과 관련된 데이터를 전혀 주고받을 수 없는 치명적인 결함이 존재한다.In other words, each manufacturer uses its own system, platform, and standard, so that if the main object of electricity use, electronic devices and energy management system are different manufacturers, fatal defects that can not exchange data related to power use at all exist.
이로 인해 현재에도 전력 사용에 영향을 미칠 수 있는 다양한 특성이나 동작, 상태, 설정과 같은 비전력 데이터들이 전혀 전력 소모 집계에 반영되지 않으며, 단지 최종적인 전력 사용량에 따라 전력을 관리하게 되며, 특히 이 경우 전력 소모 관리를 엄격히 하게 되면 제품의 사용성에 영향을 주게 되며, 전력 소모 관리를 느슨하게 할 경우 시스템 자체가 유명무실해지는 결과를 초래하게 된다. Because of this, non-power data such as various characteristics, actions, states, and settings that may affect power usage are not reflected in the power consumption totals at present, and power is managed according to the final power consumption. If the power consumption management is strictly applied, it affects the usability of the product. If the power consumption management is loosened, the system itself becomes uncharacteristic.
만약, 홈 에너지 관리 시스템이 제조사에 무관한 표준을 사용하고 있다고 가정 하더라도, 이미 판매된 구형 제품에 대해서는 해당 시스템에 대한 적용이 불가능하다는 문제가 있다.Even if the home energy management system uses a manufacturer-independent standard, there is a problem that it is impossible to apply the old product already sold to the system.
특히 컴퓨팅 기능이 없는 많은 제품들은 시스템 업데이트가 불가능하기 때문에 자신의 특성, 동작, 상태, 설정 등의 비전력 정보를 에너지 관리 시스템에 제공할 수 없게 된다. 또한, 설령 시스템 업데이트가 되는 제품이더라도 해당 기능을 수행할 수 있는 센서가 존재하지 않는다면 여전히 해당 기능을 사용할 수 없게 되는 문제가 있다.In particular, many products without computing capabilities can not provide non-power information such as their characteristics, operation, status, and settings to the energy management system because the system can not be updated. In addition, even if the product is a system update, there is a problem that the function can not be used even if there is no sensor capable of performing the function.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적어도 하나의 외부 전자기기에 미리 설치된 비전력 데이터 수집기 및 전력량계 중 적어도 하나로부터 비전력 데이터 및 전력 소모량 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 수집하고, 수집된 비전력 데이터의 현재값과 이전값을 비교하여 비전력 데이터 변화량을 산출하고, 비전력 데이터, 전력 소모량 데이터 및 비전력 데이터 변화량을 미리 설정된 임계값과 비교한 뒤, 비교 결과 및 미리 저장된 상태 테이블에 기초하여 외부 전자기기의 전력 소모량을 추정하기 위함이다.An object of the present invention is to solve at least the above problems in that at least one of non-power data and power consumption data is collected from at least one of a non-power data collector and a watt hour meter provided in advance in at least one external electronic device, Power data change amount by comparing the current value of the non-power data with the previous value, compares the non-power data, the power consumption data, and the non-power data change amount with a preset threshold value, In order to estimate the power consumption of the external electronic device.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법은, 통신부가, 적어도 하나의 외부 전자기기에 미리 설치된 비전력 데이터 수집기 및 전력량계 중 적어도 하나로부터 비전력 데이터 및 전력 소모량 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 수집하는 단계, 변화량 산출부가, 수집된 비전력 데이터의 현재값과 이전값을 비교하여 비전력 데이터 변화량을 산출하는 단계 및 전력 소모량 추정부가, 비전력 데이터, 전력 소모량 데이터 및 비전력 데이터 변화량을 미리 설정된 임계값과 비교한 뒤, 비교 결과 및 미리 저장된 상태 테이블에 기초하여 외부 전자기기의 전력 소모량을 추정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention, Calculating a non-power data change amount by comparing the current value of the collected non-power data with a previous value, and calculating a power consumption amount change amount, Comparing the non-power data, the power consumption data, and the non-power data variation with a preset threshold value, and estimating the power consumption of the external electronic device based on the comparison result and the pre-stored state table.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 외부 전자기기에 미리 설치된 비전력 데이터 수집기 및 전력량계 중 적어도 하나로부터 비전력 데이터 및 전력 소모량 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 수집하고, 수집된 비전력 데이터의 현재값과 이전값을 비교하여 비전력 데이터 변화량을 산출하고, 비전력 데이터, 전력 소모량 데이터 및 비전력 데이터 변화량을 미리 설정된 임계값과 비교한 뒤, 비교 결과 및 미리 저장된 상태 테이블에 기초하여 외부 전자기기의 전력 소모량을 추정함으로써, 외부 전자기기의 전력 소모량을 보다 정확히 추정하고, 통신 기능이 없는 구형 전자기기에 대한 전력 소모량을 추정할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, at least one of non-power data and power consumption data is collected from at least one of a non-power data collector and a watt hour meter pre-installed in at least one external electronic device, Power data change amount by comparing the current value with a previous value, compares the non-power data, the power consumption data, and the non-power data change amount with a predetermined threshold value, and then, based on the comparison result and the pre- By estimating the power consumption of the device, it is possible to more accurately estimate the power consumption of the external electronic device and to estimate the power consumption of the old electronic device without the communication function.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치가 적용되는 홈 에너지 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에서 비전력 데이터 수집기의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에서 비전력 데이터 수집기의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치가 적용되는 홈 에너지 관리 시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에서 시간에 따른 센서값 및 전력 소모의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에서 미리 저장된 상태 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.1 is a diagram for explaining a home energy management system to which a method and an apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention are applied.
2 is a diagram for explaining an embodiment of a non-power data collector in an apparatus and method for estimating power consumption of an electronic apparatus utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining an operation procedure of a non-power data collector in a method and apparatus for estimating power consumption of an electronic apparatus utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining an operation procedure of a home energy management system to which a method and an apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention are applied.
5 is a diagram for explaining a change in sensor value and power consumption with time in a method and apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining a state table stored in advance in a method and apparatus for estimating power consumption of an electronic apparatus utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다.Hereinafter, a method and an apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치가 적용되는 홈 에너지 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에서 비전력 데이터 수집기의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에서 비전력 데이터 수집기의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치가 적용되는 홈 에너지 관리 시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에서 시간에 따른 센서값 및 전력 소모의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치에서 미리 저장된 상태 테이블을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.1 is a diagram for explaining a home energy management system to which a method and an apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention are applied. 2 is a diagram for explaining an embodiment of a non-power data collector in an apparatus and method for estimating power consumption of an electronic apparatus utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram for explaining an operation procedure of a non-power data collector in a method and apparatus for estimating power consumption of an electronic apparatus utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram for explaining an operation procedure of a home energy management system to which a method and an apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention are applied. 5 is a diagram for explaining a change in sensor value and power consumption with time in a method and apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention. 6 is a diagram for explaining a state table stored in advance in a method and apparatus for estimating power consumption of an electronic apparatus utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating an apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
우선, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 장치를 설명한다.First, referring to FIG. 7, an apparatus for estimating power consumption of an electronic apparatus utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention will be described.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 장치(700)는 통신부(710), 변화량 산출부(720) 및 전력 소모량 추정부(730)를 포함한다.7, an
통신부가(710)는 적어도 하나의 외부 전자기기에 미리 설치된 비전력 데이터 수집기(10) 및 전력량계(20) 중 적어도 하나로부터 비전력 데이터 및 전력 소모량 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 수집한다.The
변화량 산출부(720)는 수집된 비전력 데이터의 현재값과 이전값을 비교하여 비전력 데이터 변화량을 산출한다.The
전력 소모량 추정부(730)는 비전력 데이터, 전력 소모량 데이터 및 비전력 데이터 변화량을 미리 설정된 임계값과 비교한 뒤, 비교 결과 및 미리 저장된 상태 테이블에 기초하여 외부 전자기기의 전력 소모량을 추정한다.The
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법 및 장치가 적용되는 홈 에너지 관리 시스템은 독립형 비전력 데이터 수집기, 통신 중계 장치 및 전력량 측정계를 포함한다.1, a home energy management system to which a method and apparatus for estimating power consumption of an electronic device utilizing non-power data according to an embodiment of the present invention is applied is a stand-alone non-power data collector, a communication relay device, .
예를 들어, 독립형 비전력 데이터 수집기는 댁내에 존재하는 다양한 전자기기와 물리적인 연결 또는 비물리적인 연결을 구성할 수 있다.For example, a standalone non-power data collector can establish physical or non-physical connections with various electronic devices in the home.
예컨대, 통신 중계 장치는 댁내에 배치되어 있는 다수의 독립형 비전력 데이터 수집기, 전체 전력 소모 측정이 가능한 전력량 측정계, 그리고 홈 에너지 관리 시스템과 유무선 통신을 활용하여 연결될 수 있다.For example, the communication relay device can be connected to a plurality of independent non-power data collectors disposed in the house, a power amount measurement system capable of measuring total power consumption, and a home energy management system using wired / wireless communication.
예를 들어, 통신 중계 장치는 유무선 공유기, 블루투스 수신기 등 각종 통신 프로토콜에서 데이터 종합이 가능한 노드가 되며, 본 발명은 특정 통신 중계 장치로 한정되지 않는다.For example, the communication relay device is a node capable of integrating data in various communication protocols such as a wire / wireless router and a Bluetooth receiver, and the present invention is not limited to a specific communication relay device.
일 실시예에 따라, 전력량 측정계는 댁내에서 전체적으로 사용하는 전기 소모량을 측정할 수 있으며, 일반적으로 많이 사용되는 전력량계나 스마트 미터 등이 포함될 수 있으며, 본 발명은 특정 전력량 측정계로 한정되지 않는다.According to an exemplary embodiment, the power meter may measure an amount of electricity consumed in the home, and may include a watt-hour meter or a smart meter, which is generally used, and the present invention is not limited to a specific meter.
예컨대, 본 발명이 적용되는 홈 에너지 관리 시스템은 통신 중계 장치를 통해 독립형 비전력 데이터 수집기 및 전력량 측정계와 연결될 수 있으며, 홈 서버나 웹 서버 등과 같은 컴퓨팅 장치로 구성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.For example, the home energy management system to which the present invention is applied may be connected to a stand-alone non-power data collector and a watt-hour meter through a communication relay device, and may be configured as a computing device such as a home server or a web server. However, It does not.
한편, 홈 에너지 관리 시스템은 독립형 비전력 데이터 수집기로부터 수집된 전자기기의 상태의 변화와 전력량 측정계로부터 획득한 전력 변화량을 활용하여 각 전자기기별 전력 소모량과 전력 사용 패턴을 분석하고, 이에 대한 에너지 관리 명령을 생성할 수 있다.On the other hand, the home energy management system analyzes the power consumption and power usage pattern of each electronic device by utilizing the change in the state of the electronic device collected from the stand-alone non-electric power data collector and the power variation obtained from the power meter, Command can be generated.
도 1에 도시된 바와 같이, 독립형 비전력 데이터 수집기는 본 발명의 동작을 수월하게 진행하기 위하여 기본적으로 댁내에 존재하는 전자기기에 부착될 수 있으나 전자기기가 아닌 장소에서도 부착이 가능하며, 본 발명은 독립형 비전력 데이터 수집기가 부착되는 특정 장소에 한정되지 않는다.As shown in FIG. 1, a stand-alone non-electric power data collector can be attached to an electronic device existing in the house in order to facilitate the operation of the present invention, but it can be attached not only to an electronic device, Is not limited to the specific location to which the stand-alone non-power data collector is attached.
예를 들어, 카메라를 비롯한 이미지 수집기는 비전력 데이터를 수집할 수 있으며 이를 통해 전자기기의 동작 여부를 파악할 수 있지만, 전자기기가 아닌 장소에 부착하여도 동작 여부 파악이 가능할 수 있다.For example, image collectors, including cameras, can collect non-power data to determine whether an electronic device is operating, but it may be possible to determine whether the electronic device is attached to a location other than an electronic device.
도 2에 도시된 바와 같이, 독립형 비전력 데이터 수집기는 다른 전자기기와 물리적 부착이 가능한 형태로 구성되어 있는 장치로써, 수집부는 온도, 습도, 움직임 등의 다양한 비전력 데이터를 수집할 수 있는 센서 모듈의 집합체로 구성되어 있으며 수집한 데이터를 제어부로 전달할 수 있다.As shown in FIG. 2, the stand-alone non-electric power data collector is configured in such a manner that it can physically attach to other electronic devices. The collecting unit is a sensor module that can collect various non-electric power data such as temperature, And the collected data can be transmitted to the control unit.
예를 들어, 제어부는 수집부 및 통신부와 연결되어 있으며, 수집부에서 수집한 데이터를 통신부로 전달할 수 있다.For example, the control unit is connected to the collecting unit and the communication unit, and can transmit the collected data to the communication unit.
한편, 통신부는 다양한 유무선 네트워크 인터페이스들을 부착할 수 있도록 구성되어 있으며 제어부로부터 전달받은 데이터를 홈 에너지 관리 시스템으로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.Meanwhile, the communication unit is configured to attach various wired and wireless network interfaces, and can transmit the data received from the control unit to the home energy management system.
도 3에 도시된 바와 같이, 독립형 비전력 데이터 수집기는 특정 주기마다 자신이 부착되어 있는 전자기기에 대한 비전력 데이터를 수집할 수 있으며, 수집기에 포함되어 있는 센서들의 종류는 온/습도 센서, 조도 센서, 지자기 센서, 카메라, 산소 센서, 마이크, 중력 센서, 움직임 감지 센서, 가스 센서, 진동 센서를 비롯한 각종 센서가 포함될 수 있으며, 본 발명의 수집기에 포함된 센서의 종류는 특정 센서로 한정되지 않는다.As shown in FIG. 3, a stand-alone non-power data collector can collect non-power data for an electronic device to which it is attached at specific periods. The types of sensors included in the collector include a temperature / humidity sensor, Various sensors including a sensor, a geomagnetic sensor, a camera, an oxygen sensor, a microphone, a gravity sensor, a motion sensor, a gas sensor, and a vibration sensor may be included, and the type of sensor included in the collector of the present invention is not limited to a specific sensor .
예를 들어, 수집된 데이터는 제어부를 거쳐 통신부로 전달되며, 통신부에서는 연결되어 있는 유무선 네트워크 인터페이스를 통하여 홈 에너지 관리 시스템으로 데이터를 전달할 수 있다.For example, the collected data is transmitted to the communication unit via the control unit, and the communication unit can transmit data to the home energy management system through the connected wired / wireless network interface.
도 4에 도시된 바와 같이, 홈 에너지 관리 시스템은 독립형 비전력 데이터 수집기로부터 비전력 데이터를 실시간으로 수신하며, 수신된 데이터를 데이터베이스에 저장함과 동시에 이전값과의 변화량을 계산할 수 있고, 비전력 데이터 변화량(
[수학식 1][Equation 1]
여기서 i는 비전력 데이터의 시간 인덱스를 나타내며, 홈 에너지 관리 시스템은 전력량 측정계로부터 통신 중계 장치를 통하여 댁내의 총 전력 소모량 데이터(pj)를 수신하며, j는 전력 소모량의 시간 인덱스를 나타낼 수 있다.Where i represents the time index of the non-power data, the home energy management system receives the total power consumption data ( pj ) in the house from the power meter through the communication relay, and j can represent the time index of the power consumption .
여기서 비전력 데이터의 수집 주기와 전력 소모량 데이터의 수집 주기가 일치하지 않기 때문에, 이를 동기화하여 같은 시간 축에 데이터를 배치한다. 이때, 동기화는 아래와 같은 2가지 과정을 포함할 수 있다.Here, since the collection period of the non-power data and the collection period of the power consumption data do not coincide with each other, the data are arranged on the same time axis in synchronization with each other. At this time, the synchronization may include the following two processes.
우선, 홈 에너지 관리 시스템이 시간의 기준이 되어, 정확한 시간 정보를 각 장치에 전달하여, 해당 정보를 수신한 장치들은 자신의 시간을 조정할 수 있다.First, the home energy management system becomes a reference of time, and accurate time information is transmitted to each device, and devices receiving the information can adjust their own time.
만약, 급격한 상태 변화나 비전력 데이터의 변화가 감지될 경우, 소비 전력이 급변하게 될 가능성이 높으므로, 이를 기준으로 아래 수학식 2와 같이 시간을 동기화할 수 있다.If sudden state changes or non-power data changes are detected, the power consumption is likely to change rapidly, so that the time can be synchronized as shown in
[수학식 2]&Quot; (2) "
수집된 정보를 토대로 가정 내에 존재하는 전자기기들의 상태 변화를 감지하여야 하는데, 이는 아래와 같은 세 가지 방법 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 아래 수학식 3으로 표현할 수 있다.It is necessary to detect the state change of the electronic devices existing in the home based on the collected information. This may include any one of the following three methods, and can be expressed by the following equation (3).
첫째로, 비전력 데이터 변화량이 지정된 임계값 변화량을 넘는지 확인한다.First, it confirms that the non-power data variation exceeds the specified threshold variation.
둘째로, 비전력 데이터 값의 지정된 임계값 초과 여부를 확인한다.Second, it checks whether the non-power data value exceeds a specified threshold value.
셋째로, 총 전력 소모량의 지정된 임계값 초과 여부를 확인한다.Third, it checks whether the total power consumption exceeds the specified threshold value.
[수학식 3]&Quot; (3) "
위의 세 가지 조건에서 적어도 하나 이상의 조건을 만족하는 경우 상태 변화로 판단하고, 상태표에 해당 변화 값이 존재하는지 검색하고, 만약 상태표 데이터가 존재한다면, 전자기기의 상태를 업데이트하나, 상태표에 데이터가 존재하지 않는다면, 새로운 상태임을 감지하고 상태표에 저장한 후에 전자기기의 상태를 업데이트할 수 있다.If at least one of the above three conditions is satisfied, it is determined as a state change, and the presence or absence of the corresponding change value is found in the state table. If the state table data exists, the state of the electronic device is updated. The state of the electronic device can be updated after the new state is detected and stored in the state table.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 각 센서별로 전자기기에 미치는 전력 소모량의 영향력이 다름을 확인할 수 있는데, 해당 상황에서 가속도계 (X, Y, Z)는 전력 변화에 직접적인 영향을 미침을 확인할 수 있지만 무선 신호 세기(wifi)는 큰 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있다.For example, as shown in FIG. 5, it can be confirmed that the influence of the power consumption on the electronic devices differs for each sensor, and it is confirmed that the accelerometers (X, Y, Z) But the wireless signal strength (wifi) has no significant effect.
각 전자기기가 소모하는 전력 값을 관리하기 위하여 홈 에너지 관리 시스템은 도 6에 도시된 바와 같은 상태표를 생성할 수 있다.The home energy management system may generate a state table as shown in FIG. 6 in order to manage the power value consumed by each electronic device.
도 6에 도시된 바와 같이 상태표에는 디바이스 ID, 상태 ID, 데이터 ID, 데이터 임계값, 데이터 변화 임계값, 평균 추가 전력소모량 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.As shown in FIG. 6, the status table may include at least one of a device ID, a status ID, a data ID, a data threshold, a data change threshold, and an average additional power consumption.
디바이스 ID는 전가기기 ID는 전가기기를 구분하기 위한 식별자이며 만약 카메라와 같이 전자기기에 직접적으로 부착되어 있지 않은 경우에는 감시중인 전자기기를 의미할 수 있다.The device ID is an identifier for identifying a transfer device, and may refer to an electronic device being monitored if the device is not directly attached to the electronic device such as a camera.
상태 ID는 전자기기가 가질 수 있는 다양한 상태를 구분하기 위한 식별자를 의미할 수 있다.The state ID may mean an identifier for distinguishing various states that the electronic device may have.
데이터는 독립형 비전력 데이터 수집기가 수집하는 데이터의 식별자를 의미하며, 일반적으로는 독립형 비전력 데이터 수집기의 고유 식별자라고 볼 수 있으며, 한 수집기가 여러 데이터를 수집할 경우에는 각각의 데이터가 독립적인 식별자를 가지게 될 수 있다.Data is the identifier of the data that is collected by the standalone non-power data collector, which is typically the unique identifier of a stand-alone non-power data collector. When a collector collects multiple data, . ≪ / RTI >
데이터 임계값과 데이터 변화 임계값은 각각 
만약 해당 값이 음수로 표기하고 있으면 해당 임계값은 상태 판단에 사용되지 않음을 의미한다. 평균 추가 전력소모량은 해당 상태에 돌입하게 될 경우에 전자기기가 구동에 필요한 최소 전력량 이외에 추가적으로 필요하게 되는 전력량을 의미할 수 있다.If the value is written as a negative number, it means that the threshold value is not used for status judgment. The average additional power consumption may refer to the amount of power that is required in addition to the minimum power required for driving the electronic apparatus when the state is entered.
예컨대, 전자기기 전력 소모량 유추는 상태 변화에서 발생하는 총 전력 소모량의 차이를 통해서 획득할 수 있으며, 이는 비전력 데이터와 총 전력 소모량의 시간 동기화를 토대로 가능할 수 있다.For example, an analogy of power consumption of an electronic device can be obtained through a difference in total power consumption resulting from a state change, which may be possible based on time synchronization of non-power data and total power consumption.
상술한 법 이외에도 기계 학습이나 딥 러닝을 비롯한 각종 방법을 활용하여 전력 변화와 비전력 데이터 변화의 상관관계를 정의함으로써 정확한 전력 변화 유추가 가능할 수도 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.In addition to the above-described methods, it is also possible to make accurate power variation analogy by defining correlation between power change and non-power data change by using various methods including machine learning and deep learning, but the present invention is not limited thereto.
본 발명은, 전자기기 상태 변화에 따라서 소리나 불빛, 핸드폰 진동 등과 같은 다양한 매질을 활용하여 사용자에게 상태 변화의 알람 메시지를 전송할 수 있으며, 이 때 사용되는 매질에는 위에 설명한 범위로 한정되지 않으며, 다양한 알람 방식을 채택할 수 있다.The present invention can transmit an alarm message of a state change to a user by utilizing various media such as sound, light, and vibration of a mobile phone according to a change in the state of the electronic device. The medium used in this case is not limited to the above- Alarm system can be adopted.
이러한 상태 변화 알람은 해당 상태에 대한 평균 추가 전력소모량에 의하여 알람 여부가 결정될 수 있다.The state change alarm can be determined by the average additional power consumption for the state.
즉, 본 발명은 각 제품에 자유롭게 부착 가능한 비전력 기반의 센서들로부터 수집된 센서 데이터를 분석하여 각 전자기기의 에너지 사용량을 예측하고, 이를 기반으로 에너지 사용 패턴을 분석하고, 이를 활용하여 제조사 독립적인 홈 에너지 관리 시스템을 제공할 수 있다.That is, the present invention analyzes sensor data collected from non-power-based sensors that are freely attachable to each product, predicts energy usage of each electronic device, analyzes energy usage patterns based on the energy usage patterns, In-home energy management system.
보다 상세하게 본 발명에 따르면, 모듈 혹은 단일 제품 형태를 취하고 있으며 각종 전자기기에 부착 가능하며 비전력 데이터 수집이 가능한 센서 장치를 활용하여, 각 가정에서 전력을 소비하는 다양한 전자기기의 행위 변화를 감지한 이후, 수집한 실시간 총 전력량의 변화량 데이터와의 비교 분석을 통해 각 전자기기의 다양한 행위 변화에 대하여 전력 변화량을 예측하며, 이를 기반으로 각 전자기기에 대한 행위 빈도를 패턴화하고, 이를 바탕으로 자동으로 에너지 관리를 수행하는 제조사 독립적인 홈 에너지 관리 시스템을 제공할 수 있다.In more detail, according to the present invention, it is possible to detect a change in behavior of various electronic devices consuming power in each household by utilizing a module or a single product type and attaching to various electronic devices and using a sensor device capable of collecting power data After that, the power variation is predicted with respect to various behavior changes of each electronic device by comparing and analyzing with the variation data of the collected real time total electric power quantity, and based on the pattern, the behavior frequency of each electronic device is patterned, Can provide a manufacturer-independent home energy management system that automatically performs energy management.
이때, 제조사 독립적이란 각 전자기기의 제조사나 제품에 에너지 측정 및 관리 여부와 상관없이 독립적으로 각 제품에 대한 에너지 사용량 유추를 할 수 있음을 의미할 수 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.In this case, the manufacturer independence may mean that the manufacturer or the product of each electronic device can independently estimate the energy usage for each product regardless of energy measurement and management, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예에 따른, 비전력 데이터 기반의 홈 에너지 관리 시스템은, 기존의 단순한 총 전력 소모량과 실시간 전력 소모량만을 활용하여 전력 제어를 수행하는 제조사 의존적인 에너지 관리 시스템과는 달리 자유롭게 기존의 전자기기에 탈부착이 가능한 비전력 기반의 센서 모듈을 사용하여 전력 사용량에 영향을 줄 수 있는 각 제품이 가지는 특성, 동작, 상태, 설정 등의 비전력 데이터를 수집하고, 이를 토대로 각 전자기기의 실시간 전력 사용량을 추측해내고, 비전력 데이터와 실시간 전력 사용량을 활용하여 각 전자기기의 사용 패턴을 파악해내며, 이 데이터들을 기반으로 홈 에너지 관리 시스템을 효과적으로 운용하여 전력 소모 절감과 더불어 전자기기의 사용성을 동시에 만족할 수 있는 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.The home energy management system based on the non-power data according to the embodiment of the present invention is free from the existing electronic energy management system which is different from the manufacturer-dependent energy management system that performs the power control using only the total simple power consumption and real- By using a non-power-based sensor module that can be attached to and detached from the device, non-power data such as the characteristics, operation, state, and setting of each product that may affect power consumption are collected, Based on this data, it is possible to effectively use the home energy management system to reduce the power consumption and to improve the usability of the electronic devices. It is possible to provide a satisfactory system.
이때, 본 발명에 따른 이점은 아래와 같다.At this time, the advantages according to the present invention are as follows.
첫째, 제조사 독립적인 에너지 관리가 가능해진다. 이를 통해 전자기기와 에너지 관리 시스템의 제조사와는 상관없이 실시간 전력 소모량 측정 및 전력 소모에 영향을 미치는 요소들을 확인할 수 있으며 이로 인해 사용자의 제품 선택권을 높일 수 있다.First, manufacturer-independent energy management becomes possible. This allows users to identify factors that affect real-time power consumption measurement and power consumption, regardless of the manufacturer of the electronic device and the energy management system, thereby increasing the user's choice of product.
둘째, 이미 소지하고 있는 제품에도 도입이 가능하다. 에너지 소모 확인 기능이 없는 전자기기이라도 해당 시스템의 도입이 가능하기 때문에 현재 가지고 있는 제품을 따로 바꾸거나 업데이트를 진행하지 않더라도 에너지 측정 및 관리 기능을 수행할 수 있다.Second, it can be introduced into products already in possession. Even if you do not have energy consumption confirmation function, it is possible to introduce the system, so you can perform the energy measurement and management function even if you do not change the current product or update it.
셋째, 사용자의 사용성과 에너지 절약을 동시에 만족할 수 있다. 현재 에너지 관리 시스템이 가지는 사용성과 에너지 절약 사이에서 발생하는 상호대립적인 관계를 해결할 수 있다.Third, it can satisfy user's use and energy saving at the same time. It is possible to solve the mutual conflicting relationship between energy and energy conservation of the present energy management system.
본 발명에 따르면, 상술한 이점 이외에도 각종 이점이 더 도출될 수도 있으며, 본 발명은 상술한 3가지 이점으로 한정되는 것이 아니다.According to the present invention, various advantages may be obtained in addition to the above-mentioned advantages, and the present invention is not limited to the above three advantages.
예를 들어, 본 발명에 따르면, 각종 전자기기에 부착 가능하며 비전력 데이터 수집과 통신이 가능한 독립형 비전력 데이터 수집기를 활용하여, 각 전자기기가 가지는 다양한 특성, 설정, 동작, 상태 등의 비전력 데이터를 수집하고, 해당 데이터와 실시간 총 소모 전력량 데이터와의 비교 분석을 통해 설정과 동작에 따른 전력 소모량을 예측하며, 이를 기반으로 각 전자기기에 대한 행위 빈도를 패턴화하고, 전력 소모량과 행동 패턴 데이터를 활용하여 자동으로 에너지 관리를 수행하는 제조사 독립적인 홈 에너지 관리 시스템을 제공함으로써, 사용자의 사용성과 에너지 절감을 동시에 보장할 수 있는 효과가 있다.For example, according to the present invention, a stand-alone non-electric power data collector capable of being attached to various electronic devices and capable of collecting and communicating non-electric power data can be used to control the non-electric power such as various characteristics, setting, Data is collected, and the power consumption is predicted according to the setting and the operation through comparison analysis between the data and the real time total consumption power data. Based on the prediction, the behavior frequency of each electronic device is patterned, and the power consumption and behavior pattern By providing a manufacturer-independent home energy management system that automatically carries out energy management using data, it is possible to guarantee user's use and energy saving at the same time.
본 발명은 비전력 데이터 기반의 에너지 관리 시스템에 의하여 가정 내에 존재하는 각종 전자기기에 독립형 비전력 데이터 수집기를 활용하여 다양한 비전력 데이터를 수집하고, 전력량 측정계를 활용하여 총 전력 소모량을 측정하며, 수집한 각 전자기기별 비전력 데이터와 측정한 총 전력 소모량의 변화를 활용하여 전자기기의 상태를 예측하고, 해당 상태에서 발생하는 추가적인 전력 소모량을 예측한 이후 이에 기반을 둔 알람 및 액츄에이션을 수행하여 가정 내의 에너지를 관리하는 점을 특징으로 하고 있으며, 이는 아래와 같은 효과를 제공할 수 있다.The present invention relates to an energy management system based on a non-power data, collects various non-power data by utilizing a stand-alone non-power data collector for various electronic devices in the home, measures the total power consumption by using a power meter, The state of the electronic device is predicted by using the change of the non-power data for each electronic device and the total power consumption measured, and the additional power consumption generated in the corresponding state is estimated, and then the alarm and the actuation based on the power consumption are performed It is characterized by managing the energy in the home, which can provide the following effects.
상태 측정이 어려운 비스마트 기기에도 손쉽게 적용이 가능하고, 모든 제품의 전력을 일일이 측정하지 않아도 각 기기의 전력 소모량과 상태가 예측 가능하며, 홈 에너지 관리 시스템에서 각 기기에 대한 상태 변화와 전력 소모량에 대한 프로파일링이 가능하며, 제조사와 상관없이 통일적인 홈 에너지 관리 시스템을 구성할 수 있어 제품 선택의 자유도가 높아지고, 상태 특성을 고려하기 때문에 단순히 전력 사용량에 의존하여 에너지를 관리하면서 발생하는 사용자의 전자기기 사용성 저해를 극복할 수 있으며, 에너지 관리와 제품 상태 관리가 동시에 가능해 스마트한 가정 관리가 가능할 수 있다.It can easily be applied to non-smart devices that are difficult to measure the state, and power consumption and state of each device can be predicted without measuring all the power of each product. In the home energy management system, the state change and power consumption It is possible to profiling and to make a homogeneous home energy management system irrespective of the manufacturer, so that the degree of freedom of product selection is increased and the state characteristics are taken into account. Therefore, It can overcome device usability hindrance, and it can enable smart home management by energy management and product state management at the same time.
예컨대, 본 발명에 따른 에너지 관리 시스템은 독립형 비전력 데이터 수집기를 전자기기에 설치하고 비전력 데이터를 수집하는 단계, 전력량 측정계를 사용하여 총 전력 소모량을 수집하는 단계, 각 전자기기의 비전력 데이터와 총 전력 소모량 데이터를 사용하여 전자기기의 상태와 해당 상태에서의 전력 소모량을 예측하는 단계, 상태표를 활용하여 각 전자기기의 상태를 관리하는 단계, 이를 활용하여 전력 소모 프로파일링을 실시하고 사용자에게 알리거나 전자기기를 직접 제어하는 단계를 포함할 수도 있다.For example, an energy management system according to the present invention includes a step of installing a stand-alone non-power data collector in an electronic device and collecting non-power data, collecting total power consumption using a power meter, Estimating the state of the electronic device and the power consumption in the corresponding state using the total power consumption data, managing the state of each electronic device by using the state table, conducting the power consumption profiling using the state table, Or directly controlling the electronic device.
한편, 본 발명에 따른 독립형 비전력 데이터 수집기는, 센서를 통하여 다양한 비전력 기반 데이터를 수집하는 수집부, 해당 데이터를 가공하여 통신부로 전송하는 제어부, 가공된 데이터를 에너지 관리 시스템으로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.Meanwhile, a stand-alone non-power data collector according to the present invention includes a collecting unit for collecting various non-power based data through a sensor, a control unit for processing the data and transmitting the data to the communication unit, and a communication unit for transmitting the processed data to the energy management system .
한편, 수집하는 단계에서는, 전자기기에 물리적이고 논리적인 부착이 된 독립형 비전력 데이터 수집기의 센서부로부터 데이터를 수집하는 단계를 의미할 수 있다.On the other hand, in the collecting step, it may mean collecting data from the sensor unit of the stand-alone non-power data collector physically and logically attached to the electronic device.
또한, 수집하는 단계에서는, 총 전력량계로부터 실시간 전력 소모량을 수집하는 단계를 의미할 수 있다.Also, in the collecting step, it may mean collecting real-time power consumption from the total watt-hour meter.
예를 들어, 예측하는 단계는, 각 전자기기에 부착된 수집기와 전력량 측정계로부터 유무선 통신 프로토콜을 통하여 수신한 데이터를 기반으로 상태의 변화를 확인하고, 이를 토대로 비전력 데이터와 전력 데이터의 시간 동기화를 진행하고, 이를 기반으로 상태 변화를 예측하는 단계를 의미할 수 있다.For example, in the step of predicting, a change in state is checked based on data received from a collector and a power meter attached to each electronic device via a wired / wireless communication protocol, and time synchronization of non-power data and power data And to predict the state change on the basis thereof.
예를 들어, 관리하는 단계는, 상태 정보를 상태표에 기록하고, 해당 상태표를 참조하여 각 전자기기의 상태를 관리하는 단계를 의미할 수 있다.For example, the managing step may mean a step of recording status information in the status table and managing the status of each electronic device with reference to the status table.
예컨대, 관리하는 단계는, 저장된 데이터를 바탕으로 각 전자기기의 전력 소모량을 프로파일링하고, 이를 토대로 사용자에 대한 알림 여부를 검토하여 직접적으로 알림을 수행하거나 직접 기기를 제어하는 단계를 의미할 수 있다.For example, the managing step may refer to a step of profiling the power consumption amount of each electronic device based on the stored data, examining whether or not the user is informed based on the profile, and directly notifying or controlling the device directly .
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.
10: 비전력 데이터 수집기
20: 전력량계
710: 통신부
720: 변화량 산출부
730: 전력 소모량 추정부10: Non-power data collector
20: Watt hour meter
710:
720:
730: Power consumption estimation unit
Claims (1)
변화량 산출부가, 상기 수집된 비전력 데이터의 현재값과 이전값을 비교하여 비전력 데이터 변화량을 산출하는 단계; 및
전력 소모량 추정부가, 상기 비전력 데이터, 상기 전력 소모량 데이터 및 상기 비전력 데이터 변화량을 미리 설정된 임계값과 비교한 뒤, 상기 비교 결과 및 미리 저장된 상태 테이블에 기초하여 상기 외부 전자기기의 전력 소모량을 추정하는 단계를 포함하는, 비전력 데이터를 활용하는 전자기기 전력 소모량 추정 방법.The communication unit collecting at least one of non-power data and power consumption data from at least one of a non-power data collector and a watt hour meter pre-installed in at least one external electronic device;
Calculating a change amount of non-power data by comparing the current value of the collected non-power data with a previous value; And
The power consumption estimating unit compares the non-power data, the power consumption data, and the non-power data variation with a preset threshold value, and then estimates the power consumption of the external electronic device based on the comparison result and the pre- And estimating the power consumption of the electronic device using the non-power data.
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|---|---|---|---|
| KR1020170146774A KR20190051295A (en) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | Method and apparatus for estimating power consumption of electronic device using non-power data |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114280344A (en) * | 2021-12-10 | 2022-04-05 | 浙江晨泰科技股份有限公司 | Ammeter collector assists installation device |
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| KR101665019B1 (en) | 2015-04-10 | 2016-10-11 | 재단법인차세대융합기술연구원 | Electric power management method |
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2017
- 2017-11-06 KR KR1020170146774A patent/KR20190051295A/en unknown
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