KR20210049793A - 스마트 플러그, 및 스마트 플러그에 의해 가전 기기의 작동 정보를 판단하는 방법 - Google Patents

스마트 플러그, 및 스마트 플러그에 의해 가전 기기의 작동 정보를 판단하는 방법 Download PDF

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KR20210049793A
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스키아바 루카 델라
엔리코 마르손
질베르토 핀
파올로 포사
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일렉트로룩스 어플라이언스 아크티에볼레그
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Abstract

전력선(L)에 가전 기기(2)를 전기적으로 연결하도록 설계되는 스마트 플러그(3). 스마트 플러그(3)를 통해 가전 기기(2)에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 미리 정해진 전류 고조파 및/또는 미리 정해진 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하며, 판단된 전기량에 기반하여 가전 기기(2)에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 활성화되는 가전 기기(2)의 전기 부하들을 나타내는 부하 정보를 판단하고, 부하 정보에 기반하여 가전 기기(2)에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하며, 판단된 작동 사이클을 네트워크 시스템(5)에 전달하도록 구성되는 전자 제어기를 포함하는, 스마트 플러그(2).

Description

스마트 플러그, 및 스마트 플러그에 의해 가전 기기의 작동 정보를 판단하는 방법
본 발명은, 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 활성화되는 가전 기기의 전기 부하들을 인식하고, 인식된 기기 부하들에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하도록 설계되는 스마트 플러그에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 오늘날, 냉장고, 세탁기 등과 같은 일부 가전 기기는 서로 및 원격 컴퓨팅 장치와 데이터를 교환하기 위해 가전 기기를 홈 네트워크 시스템에 연결하는 통신 장치를 구비한다.
통신 장치는 일반적으로 WiFi 전자 장치를 포함하는데, 이는 가전 기기 내에 영구적으로 장착되며, 홈 네트워크 시스템과 근거리 데이터 통신을 수행하도록 구성된다.
그 결과, 가전 기기에 의해 생성되는 데이터는 원격 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 알고리즘에 의해 수집 및 정교화될 수 있고, 원격 컴퓨팅 장치는 예를 들어 기기 서비스/정보를 나타내는 정교화 결과를 가전 기기의 사용자의 스마트폰에 전달한다.
그러나, 임의의 전자 연결 시스템을 구비하지 않은 일부 기존 가전 기기는 홈 네트워크 시스템에 포함될 수 없고, 그에 따라 이들의 사용자는 상기 개시된 기기 서비스/정보를 얻을 수 없게 된다.
스마트 플러그는 연결 장치가 없는 기존 가전 기기를 네트워크 시스템에 연결하는 것을 가능하게 하기 위해 개발된 기술이다.
스마트 플러그는 대개는 실내 소켓에 삽입되어, 이에 연결되는 가전 기기에 전력을 공급하고, 통상적으로는 가전 기기의 전력 소비를 측정하여 측정 결과를 홈 네트워크 시스템을 통해 원격 컴퓨팅 장치로 전송하는 기능이 있다.
EP 3 358 692 A1에는, 전원 공급 장치에 전기 기기를 결합하기 위한 파워 플러그가 개시되어 있다. 플러그는: 플러그를 통해 전기 기기에 공급되는 전류를 측정하는 전류 센서; 플러그를 통해 전기 기기에 공급되는 전압을 측정하는 전압 센서; 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는 전류 및 전압 센서에 의해 측정되는 전류 및 전압에 관한 데이터로부터 전력 소비 데이터를 판단하고, 전력 소비 데이터에 기반하여 기기 내에 오류가 발생하였는지 모니터링하며, 전기 기기의 오류에 관한 정보를 전송하도록 구성된다.
US 2011/098867 A1에는, 전기 부하의 특성을 평가하기 위한 장치가 개시되어 있다. 장치는: 전원 공급 장치와 전기 부하 사이에 개재되는 트랜스듀서 블록; 트랜스듀서 블록에서 기인하는 신호를 수신하도록 작동하는 신호 전자 기기 섹션; 1개 이상의 수신된 신호를 분석하고 신호의 1개 이상의 표시를 판단하도록 작동하는 1개 이상의 프로세서를 포함하되, 1개 이상의 프로세서 중 하나의 프로세서는 신호 표시를 저장된 표시와 매칭시키도록 작동하고, 1개 이상의 프로세서 중 다른 하나의 프로세서는 매칭된 표시로부터 부하의 특성을 평가하도록 작동한다.
US 2011/251807 A1에는, 홈 또는 스몰 오피스에서와 같은 전기 장치들의 네트워크 내의 단일 지점으로부터 상기 네트워크 내의 전기 장치의 세부적인 에너지 사용을 모니터링하기 위한 장치가 개시되어 있다. 장치는: 전원 공급 장치에 결합되는 제어기; 모니터링될 전기 장치의 상류 지점에서 획득되는 복수의 제1 전원 공급 파라미터 및 연이은 복수의 제2 전원 공급 파라미터를 측정하기 위한 수단; 에너지 모니터링 장치에 결합되는 입출력 모듈; 및 복수의 제1 전원 공급 파라미터와 복수의 제2 전원 공급 파라미터 사이에 검출되는 변화로부터 전원 공급 장치에 결합되는 전기 장치의 존재 및 전기 장치의 상태를 식별하는 명령으로 프로그램되는 메모리를 포함하고, 에너지 모니터링 장치는 에너지 모니터링 장치에 결합되는 입출력 모듈을 모니터링하도록 추가로 프로그램된다.
본 개시의 양태는, 기존 가전 기기에 새로운 구성/구성요소를 추가함 없이, 작동 사이클 동안 활성화되는 부하들의 인식에 기반하여 기존 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 나타내는 정보를 판단하고, 판단된 작동 사이클 정보를 원격 컴퓨팅 시스템에 전달할 수 있는 스마트 플러그를 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 개시는 연결 가능 기기에 유효한 서비스 및 가능성과 동일한 서비스 및 가능성을 기존의 연결 불가능 기기에 제공하기 위한 연결 불가능 장치의 개량으로서의 가전 기기 연결성 분야에 관한 것이다.
본 개시의 양태는, 전력선에 가전 기기를 전기적으로 연결하도록 설계되는 스마트 플러그로서, 스마트 플러그를 통해 상기 가전 기기에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하고, 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하며, 상기 판단된 전기량에 기반하여 상기 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 활성화되는 상기 가전 기기의 전기 부하들을 나타내는 부하 정보를 판단하고, 상기 부하 정보에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하며, 상기 판단된 작동 사이클을 네트워크 시스템에 전달하도록 구성되는 전자 제어 수단을 포함하는, 스마트 플러그를 제공하는 것이다.
바람직하게는, 전자 제어 수단은 가전 기기가 작동 사이클을 수행할 때 상기 가전 기기의 전기 부하들의 활성화와 연관된 1개 이상의 상기 전기량을 나타내는 정보를 포함하는 부하들의 전자 서명을 저장하고, 1개 이상의 전기량에 기반하여 전자 서명을 판단하며, 작동 사이클이 수행되었을 때 판단되는 상기 전자 서명 및 상기 저장된 전자 서명에 기반하여 상기 부하 정보를 판단하도록 추가로 구성된다.
바람직하게는, 전자 제어 수단은 스마트 플러그 오토-튜닝 프로그램을 수행하도록 추가로 구성되되, 가전 기기가 미리 정해진(prefixed) 작동 사이클을 수행 중일 때, 1개 이상의 부하 전기량이 전기 부하들의 미리 결정된 활성화 동안 판단되고, 상기 전기 부하들의 부하 전자 서명이 미리 정해진 작동 사이클 동안 판단되는 상기 전기량에 기반하여 판단되며, 상기 전기 부하들의 상기 부하 전자 서명은 상기 스마트 플러그의 저장 수단에 저장된다.
바람직하게는, 네트워크 시스템은 원격 컴퓨팅 시스템 및 홈 네트워크 시스템을 포함하되, 상기 전자 제어 수단은 원격 컴퓨팅 시스템과 데이터를 교환하기 위해 상기 홈 네트워크 시스템을 통해 상기 원격 컴퓨팅 시스템과 통신을 수행하도록 구성되고, 전자 제어 수단은 상기 원격 컴퓨팅 시스템으로부터 가전 기기에 의해 수행될 수 있는 작동 사이클과 연관된 활성화 부하 프로파일을 수신하여 상기 저장 수단에 저장하고, 가전이 작동 사이클을 수행하였을 때 판단되는 상기 부하 전자 서명에 기반하여 활성화 부하 프로파일을 판단하며, 가전이 작동 사이클을 수행하였을 때 판단되는 상기 활성화 부하 프로파일 및 상기 저장 수단에 저장되는 작동 사이클과 연관된 상기 활성화 부하 프로파일에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하도록 추가로 구성된다.
바람직하게는, 전기량은 유효 전력, 무효 전력, 정규화된 유효 전력, 정규화된 무효 전력, 및 전압과 전류 사이의 위상 변위를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하는 전기 모터를 포함하되, 상기 전기 모터를 포함하는 상기 전기 부하의 부하 전자 서명은 적어도 제3 전류 고조파에 기반한다.
바람직하게는, 상기 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하는 전기 저항을 포함하되, 상기 전기 저항을 포함하는 상기 전기 부하의 부하 전자 서명은 적어도 유효 전류 및 무효 전류에 기반한다.
바람직하게는, 상기 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하는 모터-제어 밸브를 포함하되, 상기 전기 저항을 포함하는 상기 전기 부하의 부하 전자 서명은 적어도 무효 전류 및 홀수 전류 고조파에 기반한다.
바람직하게는, 상기 전자 제어 수단은 제1 전자 유닛 및 제2 전자 유닛을 포함하되, 제1 전자 유닛은 상기 스마트 플러그를 통해 상기 가전 기기에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하며, 상기 판단된 전기량에 기반하여 상기 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 활성화되는 상기 가전 기기의 전기 부하들을 나타내는 부하 정보를 판단하고, 상기 부하 정보에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하도록 구성되며, 제2 전자 유닛은 상기 판단된 작동 사이클을 네트워크 시스템에 전달하도록 구성된다.
또한, 본 개시의 양태에 따르면, 전력선에 가전 기기를 전기적으로 연결하도록 설계되며, 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 나타내는 정보를 네트워크 시스템에 전달하도록 구성되는 스마트 플러그를 제어하는 방법으로서, 상기 스마트 플러그를 통해 상기 가전 기기에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하는 단계, 상기 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하는 단계, 상기 판단된 전기량에 기반하여 상기 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 활성화되는 상기 가전 기기의 전기 부하들을 나타내는 부하 정보를 판단하는 단계, 상기 부하 정보에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하는 단계, 및 상기 판단된 작동 사이클을 상기 네트워크 시스템에 전달하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
바람직하게는, 방법은, 가전 기기가 작동 사이클을 수행 중일 때, 상기 가전 기기의 각각의 전기 부하들의 활성화 동안 1개 이상의 상기 전기량을 나타내는 정보를 포함하는 부하 전자 서명을 상기 스마트 플러그에 저장하는 단계, 1개 이상의 전기량에 기반하여 상기 전기 부하들의 활성화를 식별하는 부하 전자 서명을 판단하는 단계, 및 작동 사이클이 수행되었을 때 판단되는 상기 부하 전자 서명 및 상기 저장된 부하 전자 서명에 기반하여 상기 부하 정보를 판단하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 방법은 스마트 플러그 오토-튜닝 프로그램을 수행하는 단계를 포함하되, 가전 기기가 미리 정해진 작동 사이클을 수행 중일 때, 1개 이상의 부하 전기량이 전기 부하들의 미리 결정된 활성화 동안 판단되고, 상기 부하들의 부하 전자 서명이 미리 정해진 작동 사이클 동안 판단되는 상기 전기량에 기반하여 판단되며, 상기 전기 부하들의 상기 부하 전자 서명은 상기 스마트 플러그의 저장 수단에 저장된다.
바람직하게는, 방법은, 상기 원격 컴퓨팅 시스템으로부터 가전 기기에 의해 수행될 수 있는 작동 사이클과 연관된 활성화 부하 프로파일을 수신하여 상기 저장 수단에 저장하는 단계, 가전이 작동 사이클을 수행하였을 때 판단되는 상기 부하 전자 서명에 기반하여 활성화 부하 프로파일을 판단하는 단계, 및 가전이 작동 사이클을 수행하였을 때 판단되는 상기 활성화 부하 프로파일 및 상기 저장 수단에 저장되는 작동 사이클과 연관된 상기 활성화 부하 프로파일에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전기량은 유효 전력, 무효 전력, 정규화된 유효 전력, 정규화된 무효 전력, 및 전압과 전류 사이의 위상 변위를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 스마트 플러그는 제1 전자 유닛 및 제2 전자 유닛을 포함하되, 제1 전자 유닛은 상기 스마트 플러그를 통해 상기 가전 기기에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하며, 상기 판단된 전기량에 기반하여 상기 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 활성화되는 상기 가전 기기의 전기 부하들을 나타내는 부하 정보를 판단하고, 상기 부하 정보에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하도록 구성되고, 제2 전자 유닛은 상기 판단된 작동 사이클을 네트워크 시스템에 전달하도록 구성된다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은 첨부 도면을 참조하여 제공되는 일부 바람직한 구현예들의 하기 상세한 설명에서 보다 구체적으로 강조될 것이다.
도면에서, 대응하는 특징들 및/또는 구성요소들은 동일한 참조 번호에 의해 식별된다.
도 1은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 스마트 플러그를 사용함으로써 가전 기기(2)의 작동 정보를 판단하기 위한 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 스마트 플러그의 블록도이다.
도 3a는 세탁기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 스마트 플러그에 의해 판단되는 유효 전력 프로파일의 예를 도시한 그래프이다.
도 3b는 세탁기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 스마트 플러그에 의해 판단되는 무효 전력 프로파일의 예를 도시한 그래프이다.
도 3c는 세탁기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 스마트 플러그에 의해 판단되는 제3 전류 고조파 프로파일의 예를 도시한 그래프이다.
도 3d는 세탁기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 스마트 플러그에 의해 판단되는 정규화된 유효 전력 프로파일의 예를 도시한 그래프이다.
도 3e는 세탁기에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 스마트 플러그에 의해 판단되는 정규화된 무효 전력 프로파일의 예를 도시한 그래프이다.
도 4는 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하들을 판단하기 위해 스마트 플러그에 의해 정교화된 전기량의 예를 도시한 5개의 그래프를 도시한다.
도 5는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 스마트 플러그를 사용함으로써 가전 기기(2)의 작동 정보를 판단하는 방법의 단계들을 도시한 흐름도이다.
본 명세서 및 도면에 기재되는 구현예들에 도시된 구성들은 본 개시의 예시적인 구현예들에 불과하며, 출원 시점에 본 명세서 및 도면의 구현예들을 대체할 수 있는 다양한 수정예들이 존재함을 이해해야 한다.
이하에서는, 본 개시의 구현예들을 상세히 참조할 것이며, 이들의 예는 첨부 도면에 도시되어 있고, 도면 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호는 유사한 구성요소를 가리킨다.
본 개시의 스마트 플러그 및 방법은 후술하는 바와 같이 세탁기에 해당하는 가전 기기에 적용될 때 특히 유리한 것으로 입증되었다.
스마트 플러그 및 방법은 세탁기에 해당하는 가전 기기를 참조하여 설명되지만, 다른 응용도 고려됨을 이해해야 한다.
본 발명이 예를 들어 아이스박스, 냉동고, 냉장고, 건조기, 오븐, 전자레인지, 식기 세척기, 인덕션 쿠커 등과 같은 다른 종류의 가전 기기에 편리하게 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면, 참조 번호 1은 첨부 도면에 도시된 예시적인 구현예에서 세탁기에 해당하는 가전 기기(2)의 작동 정보를 판단하기 위한 시스템을 가리킨다.
시스템(1)은, 가전 기기(2)에 전력을 공급하기 위해 소켓(4)에 삽입되도록 설계되며, 가전 기기(2)의 작동 정보를 판단하도록 구성되는 스마트 플러그(3), 및 스마트 플러그(3)와 데이터를 교환하며, 스마트 플러그(3)로부터 작동 정보를 수신하는 네트워크 시스템(5)을 포함한다.
도 1에 도시된 예시적인 구현예에 따르면, 네트워크 시스템(5)은 홈 네트워크 시스템(6), 원격 컴퓨팅 시스템(7), 및 사용자 단말(8)을 포함할 수 있다.
사용자 단말(8)은, 예를 들어 모바일 애플리케이션과 같은 컴퓨터 프로그램을 수행하도록 구성되는 스마트폰, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP)와 같은, 사용자에 의해 보유되며 흔하게 사용되는 임의의 휴대용 장치에 해당할 수 있다.
홈 네트워크 시스템(6)은 스마트 플러그(3), 원격 컴퓨팅 시스템(7), 및 사용자 단말(8) 간에 데이터를 교환하도록 구성될 수 있다.
그러나, 홈 네트워크 시스템(6)에 대안적으로 또는 추가적으로, 사용자 단말(8)도 역시 원격 컴퓨팅 시스템(7)과 직접 무선 통신을 수행함으로써 데이터/신호를 교환하도록 구성될 수 있다는 것을 이해한다.
바람직하게는, 홈 네트워크 시스템(6)은 스마트 플러그(3)로부터 가전 기기(2)의 작동 정보를 수신하고, 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로 가전 기기(2)의 작동 정보를 전송하도록 구성될 수 있다.
홈 네트워크 시스템(6)은 사용자 단말(8)로부터 가전 기기(2)를 식별하는 기기 코드를 수신하고, 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로 기기 코드를 전송하도록 추가로 구성될 수 있다. 기기 코드는 스마트 플러그(3)에 연결되는 가전 기기(2)를 단일적으로 식별할 수 있다. 바람직하게는, 홈 네트워크 시스템(6)은 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로부터 가전 기기(2)를 식별하는 기기 코드를 수신하고, 스마트 플러그(3)로 기기 코드를 전송하도록 추가로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 사용자 단말(8)은 스마트 플러그 기기 서비스를 활성화하도록 구성되는 모바일 애플리케이션을 수행하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 모바일 애플리케이션은 입력으로 기기 코드를 수신하고, 수신된 기기 코드를 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로 전송하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 모바일 애플리케이션은 사용자로부터 기기 코드를 수신하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 사용자는 모바일 애플리케이션에 의해 수행되는 기기 식별 단계 동안 사용자 단말(8)에 기기 코드를 입력할 수 있다. 바람직하게는, 모바일 애플리케이션은 식별된 가전 기기에 의해 실시될 수 있는 작동 사이클 리스트를 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로부터 다운로드하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 모바일 애플리케이션은 가전 기기(2) 내에 포함된 전기 부하들의 전자 서명을 판단하기 위해 스마트 플러그(3)에 의해 수행되는 오토-튜닝 프로그램(이하에 상세히 개시됨) 동안 가전 기기에 의해 실시될 미리 정해진 작동 사이클의 표시를 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로부터 다운로드하도록 구성될 수 있다.
홈 네트워크 시스템(6)은 바람직하게는 와이파이(WiFi), 블루투스, 또는 지그비 등과 같은 근거리 통신(NFC)을 통해 스마트 플러그(3) 및/또는 사용자 장치(8)와 데이터를 교환할 수 있다. 홈 네트워크 시스템(6)은 또한 바람직하게는 이더넷 등과 같은 근거리 통신망(LAN) 또는 인터넷 등과 같은 광역 통신망(WAN)을 통해 원격 컴퓨팅 시스템(7)과 데이터를 교환할 수 있다. 홈 네트워크 시스템(6)은 무선 통신, 인터넷 공유자, 허브 장치, 스위치 장치, 브리지 장치, 라우터 장치, 게이트웨이 장치 등을 인에이블하는 임의의 종류의 모뎀을 포함할 수 있다는 것을 이해한다.
도 1에 도시된 예시적인 구현예에 따르면, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 스마트 플러그(3)로부터 가전 기기의 작동 정보를 수신하고, 가전 기기의 작동 정보를 저장하며, 가전 기기(2)의 작동 정보를 정교화하도록 구성된다.
바람직하게는, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 예를 들어 가전 기기(2)의 유지보수 데이터/정보, 진단 데이터/정보를 판단하기 위해 스마트 플러그(3)로부터 수신되는 작동 정보를 처리할 수 있다. 정교화된 데이터는 가전 기기 내에 포함된 전기 부하들의 활성화 회수, 기기 및/또는 부하들의 수명, 기기 및/또는 부하들의 진단, 기기 및/또는 전기 부하들의 오작동 검출/예측 등에 관한 통계 분석에 기반할 수 있다.
정교화된 데이터는 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로부터 사용자 장치(8)로 전송될 수 있다. 바람직하게는, 정교화된 데이터는 모바일 애플리케이션을 통해 수행되는 사용자 요청에 응하여 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로부터 사용자 장치(8)로 전송될 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 유리하게는 외부 서버를 포함하고/하거나 클라우드 컴퓨팅 시스템의 일부일 수 있다.
도 1을 참조하면, 스마트 플러그(3)는 바람직하게는 플라스틱 재료와 같은 경질 재료로 만들어진 외부 케이싱(9), 주 전력선(L)으로부터 전력을 수신하기 위해 소켓(4)에 삽입되도록 구성되는 플러그(10), 및 가전 기기(2)에 전력을 제공하는 소켓 구멍(11)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 구현예에서, 외부 케이싱(9)은 박스형 직육면체를 구비할 수 있다. 그러나, 본 개시의 양태는 이에 제한되지 않고, 외부 케이싱(9)은 예를 들어 원통형, 타원형 등과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다는 것을 이해한다. 플러그(10)는 외부 케이싱(9)의 일 측, 바람직하게는 후방측에 배치될 수 있고, 주 전력선(L)으로부터 110 V 또는 220 V의 전력을 수신할 수 있다.
소켓 구멍(11)과 관련하여, 이는 외부 케이싱(9)의 일 측, 바람직하게는 전방측에 배치될 수 있고, 주 전력선(L)으로부터 수신된 110 V 또는 220 V의 전력을 가전 기기(2)로 전송할 수 있다.
플러그(10) 및 소켓 구멍(11)의 형상은 스마트 플러그(3)가 사용되는 국가의 전기 표준에 기반하여 구성된다는 것을 이해한다.
도 2에 도시된 예시적인 구현예를 참조하면, 스마트 플러그는 전자 제어기(12) 및 전자 제어기(13)를 포함한다.
바람직한 구현예에 따르면, 전자 제어기(12)는 스마트 플러그(3)를 통해 가전 기기(2)로 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하도록 구성되는 전기 측정 회로(14)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 전기 측정 회로(14)는 미리 정해진 순간, 바람직하게는 1밀리초마다 가전 기기(2)에 공급되는 전류 및 전압을 반복적으로 샘플링하도록 구성될 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 전자 제어기(12)는 전류 고조파, 전압 고조파, 유효 전력, 및 무효 전력을 나타내는 전기량(이하에 상세히 개시됨)을 판단하기 위해 측정된 전류 및 측정된 전압을 정교화하는 제어 유닛(15)을 추가로 포함할 수 있다. 제어 유닛(15)은 또한 정규화된 유효 전력 및/또는 정규화된 무효 전력을 나타내는 전기량, 및 전압과 전류 사이의 위상 변위를 판단하도록 구성될 수 있다.
정규화된 유효 전력은 전압 및 전류 벡터로 정규화된 제1 전류 고조파에 기반하여 판단될 수 있고, 정규화된 무효 전력은 전압 및 전류 벡터로 정규화된 제1 전류 고조파에 기반하여 판단될 수 있고, 전압과 전류 사이의 위상 변위는 정규화된 유효 전력 및 정규화된 무효 전력에 기반하여 판단될 수 있다는 것을 이해한다.
예를 들어, k번째 전압-고조파 벡터(Vk)는 하기 관계식에 의해 전압의 k번째 고조파 정현파 성분과 관련이 있는 2개의 성분(
Figure pct00001
)으로 구성될 수 있다:
Figure pct00002
여기서 위첨자 T는 벡터의 전치행렬, F는 기본 그리드 주파수를 나타낸다. 따라서, k번째 전류-고조파 벡터(Ik)는 하기 관계식에 의해 전류의 k번째 고조파 정현파 성분과 관련이 있는 2개의 성분(
Figure pct00003
)으로 구성될 수 있다:
Figure pct00004
상기 정의된 벡터들(Vk, Ik)로 인해, 정규화된 유효 전력(PA) 및 정규화된 무효 전력(PQ)은 제1 고조파만을 활용하는 하기 수식에 기반하여 판단될 수 있다:
Figure pct00005
(k는 1).
Figure pct00006
(k는 1).
상기 개시된 정규화된 유효 전력 및 무효 전력은, 먼저 (이 경우와 같이 제1 고조파만이 아닌) 전체 전류/전압 신호를 차지하며 (여기서 전압 벡터의 놈에 의한 나눗셈으로 나타낸) 정규화를 수반하지 않는 종래의 비정규화된 유효 전력 및 무효 전력과 상이하다는 것을 이해한다. 본 출원인은 이러한 전력 정규화가, 공급 전압이 왜곡되는 상황(즉, 완전한 정현파가 아님)에서 또는 공급 전압의 진폭 변경을 위해, 부하의 고조파 서명의 불변성을 보장한다는 것을 발견하였다.
도 3a 및 도 3b는 제어 유닛(15)에 의해 판단되는 작동 사이클 동안 세탁기에 공급되는, 시간의 경과에 따른 유효 전력 및 무효 전력의 두 예시적인 그래프를 각각 도시한다. 도 3c는 제어 유닛(15)에 의해 판단되는 작동 사이클 동안 세탁기에 공급되는, 시간의 경과에 따른 제3 전류 고조파의 예시적인 그래프를 도시한다. 도 3d 및 도 3e는 제어 유닛(15)에 의해 판단되는 작동 사이클 동안 세탁기에 공급되는, 전압 및 전류 벡터로 정규화된, 시간의 경과에 따른 유효 전력 및 무효 전력의 두 예시적인 그래프를 각각 도시한다.
바람직한 구현예에 따르면, 제어 유닛(15)은 측정된 전압 및 전류에 기반하여 전기량을 판단하는 관찰 모듈을 구비할 수 있다. 출원인은 예를 들어 루엔버거 관찰 모듈이 상기 기재된 전기량을 판단하기에 적합하다는 것을 발견하였다.
바람직하게는, 제어 유닛(15)에 의해 판단되는 전류 고조파, 전압 고조파는 홀수 고조파, 바람직하게는 제1, 제3, 제5 고조파에 해당할 수 있다. 바람직하게는, 제어 유닛(15)은 바람직하게 100밀리초마다 전기 측정 회로(14)에 의해 샘플링되는 전류 및 전압을 정교화함으로써 상기 기재된 전기량을 판단하도록 구성될 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 제어 유닛(15)은 상기 기재된 1개 이상의 전기량에 기반하여 작동 사이클 동안 활성화된 가전 기기(2)의 전기 부하들을 인식하도록 추가로 구성될 수 있다.
출원인은, 활성화될 때, 전기 부하가 상기 기재된 전기량에 소정의 변화(진폭, 고조파 등)를 야기하고, 이러한 변화가 이와 같이 활성화된 전기 부하를 식별하는 "전자 서명"을 정의한다는 것을 발견하였다.
다시 말하면, 출원인은, 스위치-온될 때, 가전 기기의 전기 부하들이 상기 기재된 전기량에 나타나는 "전기적 트레이스, 즉 전자 서명"을 검토함으로써 인식될 수 있다는 것을 발견하였다. 편리하게는, 부하의 전자 서명은 상기 기재된 1개 이상의 전기량의 조합을 특징으로 할 수 있다. 그러나, 부하의 "전자 서명"은 활성화되는 전기 부하의 종류에 따라 좌우된다는 것을 이해한다.
예를 들어, 세탁기는 세척수를 가열하기 위해 저항을 포함하는 히터 장치, 드럼을 회전시키기 위해 브러시 모터 또는 인버터 제어 모터를 구비하는 모터 유닛, 동기 또는 비동기 모터를 포함하는 배수 펌프의 모터 유닛, 동기 또는 비동기 모터를 포함하는 전기 밸브의 모터 유닛과 같은 부하들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터 장치의 활성화의 전자 서명은 유효 전력 및 무효 전력인 2개의 전기량에 기반할 수 있다. 실제로, 0이 아닌 유효 전력 및 무효 전력의 널값(null value)은 히터 장치의 전기 저항의 활성화 상태를 나타낼 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 유효 및 무효 전력의 변화에 기반하여, 히터 장치가 스위치-오프 상태로부터 스위치-온 상태로 또는 반대로 전환되는 시점을 인식하는 것이 가능하다.
또한, 예를 들어, 드럼의 모터 유닛의 활성화의 전자 서명은 전류 고조파, 바람직하게는 제3 전류 고조파에 기반할 수 있다. 그에 따라, 제3 전류 고조파가 발생할 때 모터 유닛이 활성화된 것을 검출할 수 있다.
또한, 예를 들어, 배수 펌프의 모터 유닛의 활성화의 전자 서명은 전압과 전류 사이의 위상 변위 및 제3 전류 고조파에 기반할 수 있다.
또한, 드럼을 회전시키기 위한 모터 유닛 및 배수 펌프 및 모터와 같은 2개의 전기 부하의 동시 활성화는 전압과 전류 사이의 위상 변위에 기반할 수 있다.
또한, 가전 기기 내의 임의의 전기 부하들의 활성화는 정규화된 유효 및 무효 전력 및 홀수 전류 및 전압 고조파에 기반하여 구별될 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 전자 제어기(12)는 가전 기기(2)의 부하들의 전자 서명을 저장하도록 구성되는 저장 유닛(18)을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 이하에 상세히 개시되는 바와 같이, 제어 유닛(15)은 이하에서 스마트 플러그 오토-튜닝 프로그램으로도 지칭되는 스마트 플러그 설정 프로그램/알고리즘을 수행하도록 구성되는데, 이는 가전 기기(2)에 의해 수행되는 제1 작동 사이클 동안 부하들의 전자 서명을 추정하며, 추정된 전자 서명을 저장 유닛(18)에 저장한다.
제어 유닛(15)은 작동 사이클 동안 판단되는 전자 서명 및 저장된 전자 서명에 기반하여 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하들을 인식하도록 추가로 구성된다. 바람직하게는, 제어 유닛(15)은 작동 사이클 동안 판단되는 전자 서명을 저장 유닛(18)에 저장되는 전자 서명과 비교하고, 비교 결과에 기반하여 활성화된 전기 부하를 판단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 작동 사이클 동안 판단되는 전자 서명이 부하와 연관되는 저장된 서명에 해당하는 경우, 제어 유닛(15)은 부하의 활성화를 판단한다.
제어 유닛(15)은, 인식된 전기 부하들의 각각의 활성화에 대해, 작동 사이클 동안 부하의 활성화(스위치-온) 및 비활성화(스위치-오프)의 순간, 부하들의 활성화의 지속기간, 작동 사이클의 시작과 종료를 판단하도록 추가로 구성될 수 있다.
제어 유닛(15)은 작동 사이클 동안 인식된 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스에 기반하여 가전 기기(2)가 수행한 작동 사이클을 판단하도록 추가로 구성될 수 있다. 바람직한 구현예에 따르면, 제어 유닛(15)은 전기 부하 활성화 프로파일을 나타내는 작동 맵을 판단하고, 전기 부하 활성화 프로파일을 각각의 작동 사이클과 연관된 미리 정해진 전기 부하 활성화 프로파일과 비교하도록 구성될 수 있다.
제어 유닛(15)은 전기 부하들의 인식에 기반하여 사전에 결정되는 전기 부하 활성화 프로파일과 미리 정해진 전기 부하 활성화 프로파일 사이의 비교 결과에 기반하여 가전 기기(2)에 의해 수행된 작동 사이클을 판단하도록 추가로 구성될 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 미리 정해진 전기 부하 활성화 프로파일은 애플리케이션 코드에 기반하여 원격 컴퓨팅 시스템(7)에 의해 스마트 플러그(3)로 전송될 수 있다. 미리 정해진 부하 활성화 프로파일은 작동 사이클 동안 부하의 활성화(스위치-온) 및 비활성화(스위치-오프)의 순간, 부하들의 각각의 활성화의 지속기간, 작동 사이클의 시작과 종료에 관한 데이터를 포함할 수 있다.
전자 제어기(13)와 관련하여, 이는 홈 네트워크 시스템(6)을 통해 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로 작동 사이클을 전송하도록 구성되는 통신 유닛을 포함할 수 있다. 통신 유닛은 와이파이(WiFi), 블루투스, 또는 지그비 등과 같은 근거리 통신(NFC)을 통해 데이터를 교환하는 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다.
제어 유닛(15)은 컴퓨팅 장치, 바람직하게는 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 아날로그 프론트-엔드를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 전자 제어기(13)는 제어 유닛(15)의 마이크로컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 전기적으로 연결되는 컴퓨팅 장치, 바람직하게는 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 아날로그 프론트-엔드를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 구현예에 따른 시스템(1)에 의해 수행되는 작동들의 제어 흐름도를 도시한 블록도로, 단지 본 발명의 이해를 단순화하기 위해, 세탁기(2)의 작동 사이클을 판단하도록 되어있다.
먼저, 사용자 단말(8)은 스마트 플러그 모바일 애플리케이션을 수행할 수 있다. 스마트 플러그 모바일 애플리케이션은 사용자 요청에 응하여 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로부터 사용자 단말(8)로 다운로드될 수 있다. 사용자 단말(8)에 의해 실시될 때, 스마트 플러그 모바일 애플리케이션은 사용자에게 스마트 플러그(3)에 연결되는 세탁기(2)와 연관된 기기 코드를 입력하도록 요구할 수 있다. 이후, 기기 코드는 사용자 단말(8)에 의해 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로 전송된다.
원격 컴퓨팅 시스템(7)은 스마트 플러그(3)에 연결되는 세탁기(2)를 인식하고, 인식된 세탁기(2)에 의해 실시될 수 있는 작동 사이클을 판단할 수 있다. 또한, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 인식된 세탁기에 의해 실시될 수 있는 작동 사이클과 연관된 부하 활성화 프로파일을 판단할 수 있다. 또한, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 오토-튜닝 프로그램 동안 세탁기가 수행해야 하는 미리 정해진 작동 사이클(들)을 나타내는 오토-튜닝 정보를 판단한다.
바람직하게는, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 세탁기에 의해 실시될 수 있는 작동 사이클, 세탁기에 의해 실시될 수 있는 작동 사이클과 연관된 부하 활성화 프로파일, 및 오토-튜닝 프로그램 동안 세탁기가 수행해야 하는 미리 정해진 작동 사이클(들)을 나타내는 오토-튜닝 정보를 홈 네트워크 시스템(6)을 통해 스마트 플러그(3)로 전송한다. 바람직하게는, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 또한 홈 네트워크 시스템(6)을 통해 스마트 플러그(3)로 기기 코드를 전송할 수 있다.
바람직하게는, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 오토-튜닝 프로그램 동안 세탁기가 수행해야 하는 미리 정해진 작동 사이클(들)을 나타내는 오토-튜닝 정보를 사용자 장치(8)로 전송한다. 사용자 장치(8)는 사용자에게 오토-튜닝 프로그램 동안 수행될 미리 정해진 작동 사이클(들)을 표시한다.
사용자는 미리 정해진 작동 사이클(들)을 수행하고, 스마트 플러그(3)는 가전 기기(2) 내에 포함된 전기 부하들의 전자 서명을 추정하기 위해 오토-튜닝 프로그램을 수행한다(블록 100). 오토-튜닝 프로그램의 실시 동안, 전기 측정 회로(14)는 가전 기기(2)에 제공되는 전압 및 전류를 측정하고, 전기 측정 회로(14)는 상기 기재된 전기량을 판단한다. 제어 유닛(15)은 판단된 전기량에 기반하여 미리 정해진 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하들의 전기 부하 서명을 추정한다(블록 120). 미리 정해진 작동 사이클이 각각의 간격 동안 활성화되는 전기 부하에 관한 정보를 포함하기 때문에, 제어 유닛(15)은 전자 서명을 해당 전기 부하와 연관시킬 수 있다.
또한, 제어 유닛(15)은 미리 정해진 작동 사이클의 실시 동안 판단되는 가전 기기(2)의 부하들의 전자 서명을 저장 유닛(18)에 저장한다(블록 130).
오토-튜닝 프로그램을 완료한 후에, 스마트 플러그(3)는 가전 기기(2)에 의해 수행되는 작동 사이클의 인식을 시작할 수 있다.
새로운 작동 사이클이 수행될 때, 스마트 플러그(3)의 전기 측정 회로(14)는 스마트 플러그(3)로부터 가전 기기(2)로 제공되는 전력의 전류 및 전압을 측정하다(블록 140).
또한, 제어 유닛(15)은 상기 기재된 1개 이상의 전기량을 판단하기 위해 측정된 전류 및 측정된 전압, 즉 전류 고조파, 전압 고조파, 유효 전력, 및 무효 전력, 정규화된 유효 전력 및/또는 정규화된 무효 전력, 및 정규화된 유효 전력 및/또는 정규화된 무효 전력에 기반하는 전압과 전류 사이의 위상 변위를 정교화한다(블록 150).
또한, 제어 유닛(15)은 상기 기재된 1개 이상의 전기량에 기반하여 작동 사이클 동안 활성화된 가전 기기(2)의 전기 부하들의 전자 서명을 판단한다(블록 160).
또한, 제어 유닛(15)은 전기 부하들의 전자 서명에 기반하여 작동 사이클 동안 활성화된 전기 부하들을 인식한다. 바람직하게는, 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하들은 전기량에 기반하여 판단되는 전자 서명과 오토-튜닝 프로그램 동안 저장되는 부하들의 전자 서명 사이의 비교에 기반하여 판단될 수 있다.
제어 유닛(15)은, 인식된 부하들의 활성화에 대해, 작동 사이클 동안 부하의 활성화(스위치-온) 및 비활성화(스위치-오프)의 순간, 부하들의 활성화의 지속기간, 및 작동 사이클의 시작과 종료를 판단할 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 제어 유닛(15)은 전기 부하 서명을 인식하기 위해 미리 정해진 윈도우 시간 내에 포함되는 전기량을 관찰한다. 예를 들어, 윈도우 시간 내에, 제어 유닛(15)이 저장된 전기 부하 서명과 연관된 전기 부하 서명을 검출하는 경우, 제어 유닛(16)은 그 윈도우 시간 동안 상기 부하가 활성화된 것을 인식한다. 도 4는 유효 전력 프로파일, 무효 전력 프로파일, 제3 전류 고조파 프로파일, 정규화된 유효 전력 프로파일, 및 정규화된 무효 전력 프로파일을 나타내는 5개의 그래프를 도시한다. 또한, 도 4에서, Δt1, Δt2, Δt3은 각각 제1, 제2, 제3 윈도우 시간을 나타낸다. 도 4에 도시된 예를 참조하면, 제1 윈도우 시간(Δt1) 동안, 제어 유닛(15)은 배수 펌프인 전기 부하의 활성화와 연관된 제1 전자 서명에 해당하는 전자 서명을 판단한다. 제1 전자 서명은, 제3 전류 고조파가 영(0)이고, 정규화된 유효 및 무효 전력이 영(0)이 아님을 관찰함으로써 판단될 수 있다.
제2 윈도우 시간(Δt2) 동안, 제어 유닛(15)은, 배수 펌프의 활성화를 나타내는 제1 전자 서명 외의, 전기 모터에 해당하는 전기 부하의 활성화와 연관된 제2 전자 서명을 판단할 수 있다. 제2 전자 서명은 영(0)이 아닌 값으로 이어지는 제3 전류 고조파와 연관될 수 있다. 제3 윈도우 시간(Δt3) 동안, 제어 유닛(15)은, 제2 서명 외의, 전기 밸브의 활성화와 연관된 제3 전자 서명에 해당하는 전자 서명을 판단할 수 있다. 이 전자 서명은 정규화된 유효 및 무효 전력의 값들과 연관될 수 있다.
바람직하게는, 제어 유닛(15)은 작동 사이클 동안 인식된 부하들의 부하 활성화 프로파일을 판단하도록 구성된다. 바람직하게는, 제어 유닛(15)은 인식된 부하들의 부하 활성화 프로파일을 저장 유닛(18)에 저장되는 작동 사이클의 해당 활성화 프로파일과 비교하고, 비교 결과에 기반하여 작동 사이클을 판단할 수 있다(블록 170). 바람직하게는, 제어 유닛(15)은 미리 정해진 전기 부하 활성화 프로파일과 저장된 작동 사이클의 저장된 전기 부하 활성화 프로파일 사이의 비교 결과에 기반하여 가전 기기(2)에 의해 수행된 작동 사이클을 판단할 수 있다(블록 180).
제어 유닛(15)은 적어도 작동 사이클을 포함하는 판단된 작동 정보를 전자 제어기(13)에 전달하고, 전자 제어기(13)는 수신된 작동 정보를 홈 네트워크 시스템(6)을 통해 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로 전송한다(블록 190). 바람직하게는, 제어 유닛(15)은 작동 사이클 및 기기 코드를 포함하는 작동 정보를 전달한다.
원격 컴퓨팅 시스템(7)은 기기 코드에 기반하여 수신된 작동 정보를 저장하고/하거나 가전 기기(2)의 작동 정보를 처리할 수 있다. 바람직하게는, 원격 컴퓨팅 시스템(7)은 예를 들어 가전 기기(2)의 유지보수 데이터/정보, 진단 데이터/정보를 판단하기 위해 작동 정보를 처리할 수 있다. 정교화된 데이터는 가전 기기 내에 포함된 전기 부하들의 활성화 회수, 기기 및/또는 부하들의 수명, 기기 및/또는 부하들의 진단, 기기 및/또는 전기 부하들의 오작동 검출/예측 등에 관한 통계 분석에 기반할 수 있다.
방법 및 스마트 플러그는, 스마트 플러그를 사용함으로써, 작동 사이클 동안 활성화되는 부하들의 인식에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 판단하는 방법 및 기존 가전 기기에 새로운 구성/구성요소를 추가함 없이, 작동 사이클 동안 활성화되는 부하들의 인식에 기반하여 가전 기기에 의해 수행되는 작동 사이클을 나타내는 정보를 판단할 수 있다.
그러나, 본 발명의 범주를 벗어남 없이, 스마트 플러그 및 방법에 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.

Claims (30)

  1. 전력선(L)에 가전 기기(2)를 전기적으로 연결하도록 설계되는 스마트 플러그(3)로서,
    - 상기 스마트 플러그(3)를 통해 상기 가전 기기(2)에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하고,
    - 상기 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하며,
    - 상기 판단된 전기량에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 활성화되는 상기 가전 기기(2)의 전기 부하들을 인식하고,
    - 상기 작동 사이클 동안 상기 인식된 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 상기 작동 사이클을 판단하며,
    - 상기 판단된 작동 사이클을 네트워크 시스템(5)에 전달하도록 구성되는 전자 제어 수단을 포함하는, 스마트 플러그(2).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은,
    - 상기 가전 기기(2)의 상기 전기 부하들의 활성화와 연관된 1개 이상의 상기 전기량을 나타내는 정보를 포함하는 상기 전기 부하들의 전자 서명을 저장하고,
    - 상기 가전 기기가 작동 사이클을 수행 중일 때, 상기 전기량에 기반하여 전자 서명을 판단하며,
    - 상기 저장된 전자 서명 및 상기 작동 사이클이 수행되었을 때 판단되는 상기 전자 서명에 기반하여 상기 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스를 인식하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 상기 전기량에 기반하여 판단되는 상기 전자 서명과 상기 전기 부하들의 상기 저장된 전자 서명 사이의 비교에 기반하여 상기 작동 사이클 동안 활성화되는 상기 전기 부하들을 인식하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은, 임의의 인식된 전기 부하에 대해, 상기 작동 사이클 동안 상기 전기 부하의 활성화 및 비활성화의 순간, 상기 전기 부하의 활성화의 지속기간을 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 상기 전기 부하 서명을 인식하기 위해 미리 정해진 윈도우 시간 내에 포함되는 상기 전기량을 관찰하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은, 제1 윈도우 시간(Δt1) 동안, 배수 펌프인 전기 부하의 활성화와 연관된 제1 전자 서명을 판단하도록 추가로 구성되되, 상기 제1 전자 서명은 상기 제3 전류 고조파가 영(0)이고 정규화된 유효 및 무효 전력이 영(0)이 아닐 때 판단되는, 스마트 플러그.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은, 제2 윈도우 시간(Δt2) 동안, 제3 전류 고조파가 영(0)이 아닌 값으로 이어질 때 전기 모터의 활성화와 연관된 제2 전자 서명을 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은, 제3 윈도우 시간(Δt3) 동안, 정규화된 유효 및 무효 전력의 값들과 연관되며 전기 밸브에 해당하는 전기 부하의 활성화를 나타내는 제3 전자 서명을 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은,
    - 상기 작동 사이클 동안 상기 인식된 부하들의 부하 활성화 프로파일을 판단하고,
    - 상기 인식된 부하들의 상기 판단된 부하 활성화 프로파일을 미리 정해진 작동 사이클의 해당 저장된 활성화 프로파일과 비교하며,
    - 상기 비교 결과에 기반하여 상기 작동 사이클을 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  10. 제9항에 있어서,
    부하 활성화 프로파일은 상기 작동 사이클 동안 상기 전기 부하의 활성화(스위치-온) 및 비활성화(스위치-오프)의 순간, 상기 전기 부하의 각각의 활성화의 지속기간, 상기 작동 사이클의 시작과 종료에 관한 데이터를 포함하는, 스마트 플러그.
  11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 스마트 플러그 오토-튜닝 프로그램을 수행하도록 추가로 구성되되,
    - 상기 가전 기기가 미리 정해진 작동 사이클을 수행 중일 때, 1개 이상의 전기량이 상기 전기 부하들의 미리 결정된 활성화 동안 판단되고,
    - 상기 전기 부하들의 전자 서명이 상기 미리 정해진 작동 사이클 동안 판단되는 상기 전기량에 기반하여 판단되며,
    - 상기 전기 부하들의 상기 전자 서명은 상기 스마트 플러그(3)의 저장 수단(18)에 저장되는, 스마트 플러그.
  12. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기 부하의 상기 전자 서명은 전기량의 조합을 특징으로 하는, 스마트 플러그.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기량은 유효 전력, 무효 전력, 정규화된 유효 전력, 정규화된 무효 전력, 및 전압과 전류 사이의 위상 변위, 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 추가로 포함하는, 스마트 플러그.
  14. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가전 기기(2)는, 세척수를 가열하기 위해 저항을 포함하는 히터 장치, 드럼을 회전시키기 위해 브러시 모터 또는 인버터 제어 모터를 구비하는 모터 유닛, 동기 또는 비동기 모터를 포함하는 배수 펌프의 모터 유닛, 동기 또는 비동기 모터를 포함하는 전기 밸브의 모터 유닛과 같은 전기 부하들을 포함하는 세탁기인, 스마트 플러그.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은, 무효 전력이 널값을 가지며 유효 전력이 영(0)이 아닐 때, 상기 히터 장치의 상기 전기 저항의 활성화 상태를 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 제3 전류 고조파가 발생할 때 상기 모터 유닛의 활성화를 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 상기 제3 전류 고조파 및 전압과 전류 사이의 위상 변위에 기반하여 상기 배수 펌프의 상기 모터 유닛의 활성화를 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 전압과 전류 사이의 위상 변위에 기반하여 상기 배수 펌프 및 상기 드럼을 회전시키기 위한 모터 유닛의 동시 활성화를 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  19. 제2항 및 제9항에 있어서,
    상기 네트워크 시스템(5)은 원격 컴퓨팅 시스템(7) 및 홈 네트워크 시스템(6)을 포함하되, 상기 전자 제어 수단은 상기 원격 컴퓨팅 시스템(7)과 데이터를 교환하기 위해 상기 홈 네트워크 시스템(6)을 통해 상기 원격 컴퓨팅 시스템(7)과 통신을 수행하도록 구성되고,
    상기 전자 제어 수단은,
    - 상기 원격 컴퓨팅 시스템(7)으로부터 상기 가전 기기(2)에 의해 수행될 수 있는 상기 작동 사이클과 연관된 부하 활성화 프로파일을 수신하여 상기 저장 수단(18)에 저장하고,
    - 상기 가전이 상기 작동 사이클을 수행하였을 때 판단되는 상기 전자 서명에 기반하여 부하 활성화 프로파일을 판단하며,
    - 상기 가전 기기(2)가 상기 작동 사이클을 수행하였을 때 판단되는 상기 부하 활성화 프로파일 및 상기 저장 수단(18)에 저장되는 상기 작동 사이클과 연관된 상기 부하 활성화 프로파일에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 상기 작동 사이클을 판단하도록 추가로 구성되는, 스마트 플러그.
  20. 제2항에 있어서,
    상기 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하는 전기 모터를 포함하되, 상기 전기 모터의 전자 서명은 제3 전류 고조파에 기반하는, 스마트 플러그.
  21. 제2항 또는 제20항에 있어서,
    상기 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하는 전기 저항을 포함하되, 상기 전기 저항의 전자 서명은 유효 전류 및 무효 전류에 기반하는, 스마트 플러그.
  22. 제2항, 제20항, 또는 제21항에 있어서,
    상기 작동 사이클 동안 활성화되는 전기 부하는 모터-제어 밸브를 포함하되, 상기 모터-제어 밸브의 전자 서명은 무효 전류 및 미리 정해진 홀수 전류 고조파에 기반하는, 스마트 플러그.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 수단은 제1 전자 유닛 및 제2 전자 유닛을 포함하되,
    상기 제1 전자 유닛은,
    - 상기 스마트 플러그(3)를 통해 상기 가전 기기(2)에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하고,
    - 상기 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하며,
    - 상기 판단된 전기량에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 상기 가전 기기(2)의 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스를 인식하고,
    - 상기 작동 사이클 동안 상기 인식된 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 상기 작동 사이클을 판단하도록 구성되며,
    상기 제2 전자 유닛은,
    상기 판단된 작동 사이클을 상기 네트워크 시스템(5)에 전달하도록 구성되는, 스마트 플러그.
  24. 전력선(L)에 가전 기기(2)를 전기적으로 연결하며, 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 작동 사이클을 나타내는 정보를 네트워크 시스템(5)에 전달하도록 구성되는 스마트 플러그(3)에 의해 가전 기기의 작동 정보를 판단하는 방법으로서,
    - 상기 스마트 플러그(3)에 의해, 상기 스마트 플러그(3)를 통해 상기 가전 기기(2)에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하는 단계,
    - 상기 스마트 플러그(3)에 의해, 상기 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하는 단계,
    - 상기 스마트 플러그(3)에 의해, 상기 판단된 전기량에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 상기 가전 기기(2)의 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스를 인식하는 단계,
    - 상기 스마트 플러그(3)에 의해, 상기 작동 사이클 동안 상기 인식된 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 상기 작동 사이클을 판단하는 단계, 및
    - 상기 스마트 플러그(3)에 의해, 상기 판단된 작동 사이클을 상기 네트워크 시스템(5)에 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    - 상기 가전 기기(2)의 전기 부하들의 활성화와 연관된 1개 이상의 상기 전기량을 나타내는 정보를 포함하는 상기 전기 부하들의 전자 서명을 상기 스마트 플러그에 저장하는 단계,
    - 상기 가전 기기가 작동 사이클을 수행 중일 때, 상기 스마트 플러그(3)에 의해, 상기 1개 이상의 전기량에 기반하여 상기 전기 부하들의 전자 서명을 판단하는 단계, 및
    - 상기 스마트 플러그(3)에 의해, 상기 저장된 부하 전자 서명 및 상기 작동 사이클이 수행되었을 때 판단되는 상기 전자 서명에 기반하여 상기 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스를 인식하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    스마트 플러그 오토-튜닝 프로그램을 수행하는 단계를 포함하되,
    - 상기 가전 기기가 미리 정해진 작동 사이클을 수행 중일 때, 1개 이상의 전기량이 상기 전기 부하들의 미리 결정된 활성화 동안 판단되고,
    - 상기 전기 부하들의 부하 전자 서명이 상기 미리 정해진 작동 사이클 동안 판단되는 상기 전기량에 기반하여 판단되며,
    - 상기 전기 부하들의 상기 전자 서명은 상기 스마트 플러그(3)의 저장 수단(18)에 저장되는, 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    - 상기 원격 컴퓨팅 시스템으로부터 상기 가전 기기에 의해 수행될 수 있는 상기 작동 사이클과 연관된 부하 활성화 프로파일을 수신하여 상기 저장 수단(18)에 저장하는 단계,
    - 상기 가전이 상기 작동 사이클을 수행하였을 때 판단되는 상기 전자 서명에 기반하여 상기 부하 활성화 프로파일을 판단하는 단계, 및
    - 상기 가전이 상기 작동 사이클을 수행하였을 때 판단되는 상기 활성화 부하 프로파일 및 상기 저장 수단(18)에 저장되는 상기 작동 사이클과 연관된 상기 활성화 부하 프로파일에 기반하여 상기 가전 기기에 의해 수행되는 상기 작동 사이클을 판단하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기량은 유효 전력, 무효 전력, 정규화된 유효 전력, 정규화된 무효 전력, 및 전압과 전류 사이의 위상 변위, 전류 고조파 및/또는 전압 고조파를 추가로 포함하는, 방법.
  29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스마트 플러그는 제1 전자 유닛 및 제2 전자 유닛을 포함하되,
    상기 제1 전자 유닛은,
    - 상기 스마트 플러그(3)를 통해 상기 가전 기기(2)에 공급되는 전력의 전류 및 전압을 측정하고,
    - 상기 측정된 전류 및 전압에 기반하여 적어도 미리 정해진 전류 고조파 및/또는 미리 정해진 전압 고조파를 나타내는 전기량을 판단하며,
    - 상기 판단된 전기량에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 작동 사이클 동안 상기 가전 기기(2)의 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스를 인식하고,
    - 상기 인식된 전기 부하들 및 이들의 활성화 시퀀스에 기반하여 상기 가전 기기(2)에 의해 수행되는 상기 작동 사이클을 판단하도록 구성되고,
    상기 제2 전자 유닛은,
    상기 판단된 작동 사이클을 네트워크 시스템(5)에 전달하도록 구성되는, 방법.
  30. 제24항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 작동 사이클 동안 상기 인식된 전기 부하들의 부하 활성화 프로파일을 판단하는 단계,
    - 상기 인식된 전기 부하들의 상기 판단된 부하 활성화 프로파일을 미리 정해진 작동 사이클의 저장된 활성화 프로파일과 비교하는 단계, 및
    - 상기 비교 결과에 기반하여 상기 작동 사이클을 판단하는 단계를 포함하는, 방법.
KR1020217004558A 2018-08-31 2019-08-27 스마트 플러그, 및 스마트 플러그에 의해 가전 기기의 작동 정보를 판단하는 방법 KR20210049793A (ko)

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