TW201242204A - Power analyzer and machine control system - Google Patents

Description

201242204 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種在家庭、事務所或工廠等測定家電用 品、辦公用品、製造機器之消耗電力之電力測定器、及與 測定同時控制機器之系統。 〃 【先前技術】 近年來，插入插座從而可測定消耗電力之電力測定器之 需求在增加。如此之電力測定器，無需將機器置換為新 的，亦無需對既有之機器做更改，且由於可測定消耗電 力’故便利性很高。 又藉由利用無線通k發送測定結果，在設置於分開之 位置之裝置中統一將電力資訊集中管理之事例增多。又， 不止於消耗電力之「可視化」，如機器之電源忘關時切斷 電力供給之例等，用以低消耗電力化之更主動之控制技術 亦正在研究中。 相反，爲了便利性，亦存在自遠端地使電力供給為〇n之 情形。作為該電力供給之〇n/〇ff方法，一般為藉由内置於 電力測定器内之繼電器電路之AC開關。然而，根據該方 法’與機器之動作狀態無關’由於自插座側強制進行 Οη/Off ,故存在安全面上之問題。實際上，大多數之家電 機器等中’取決於插座之拔出插入之〇n/〇ff被禁止之事例 很夕。又，無法進行主電源之〇n/〇ff以外之控制，且使用 者期望之控制（例如，將空調設定為25度而打開冷氣設 備，將照明燈作為長明燈打開等之控制）為不可能。 162077.doc 201242204 因此’如電波遙控，亦考慮直接用無線控制機器之方 法。然而該情形，存在需要將既有機器置換為可無線控制 之機器’電㈣控與紅外線遙控相比，現狀價格非常高而 未曰及，在電力測定器與機器之雙方中進行無線對應有成 本較高等之問題。 先别，提出了僅測定電力並以無線傳送其資訊者僅利 用無線轉換為紅外線進行機器控制者，僅藉由將網路上之 遙控指令下載至PC等並經由USB記憶體等將其裝入機器可 進行各種各樣之機器之控制者、與實現個別要素單體者。 然而，還未研究將該等統合、安全且容易地實現利用電力 測定與紅外線之機器控制之方法或裝置或系統。 例如，作為結合利用電力測定與紅外線之電力控制而進 行之技術，在專利文獻1中，記載有根據自各種感測器得 到之資訊，自動進行利用紅外線通信之機器控制，且減少 機器之消耗電力之電力控制裝置。 又’專利文獻2中，作為與紅外線遙控之協作技術，記 載有使根據紅外線遙控之〇n/0ff與内置於電力測定器之繼 電器開關協作從而進行減少待機電力之裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本國公開專利公報「曰本特開2〇〇9_ 207230號公報（2009年9月1〇日公開）」 [專利文獻2]曰本國公開專利公報「曰本特開2〇〇1 _ 268654號公報（2001年9月28日公開）」 162077.doc 201242204 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 然而，如上所述之先前之藉由電力測定器與紅外線之機 器控制之協作技術中，存在若干問題。 第一，有必要人工執行用以進行紅外線控制之紅外線遙 控之學習或遙控編碼向電力測定器之下載，&而費時費 力。 第二’由於在電力測定器㈣之判定部進行藉由紅外線 之機器控制、與根據作為其結果之電力資訊之變化之狀況 判斷，故難以執行複雜且要求運算量之控制。 ， 第三，關於與網路上之伺服器之協作等之實現方法未有 δ己載’事實上無法實現如此之服務。 本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於將大多數 之既有機器中所具有之紅外線功能追加至具有無線通信功 能之電力測定器，進而進行無線與網路之協作，一面進行 電力測定一面安全並容易地進行機器控制。 [解決問題之技術手段] 為解決上述問題’本發明之電力測定器之特徵為，里係 、介於電源與控制對象機器之間並測定上述控制對象機器之 消耗電力者，且包含：測定部，其係测定上述機器之消耗 ，力；通信部’其係利用無線通信，可將根據上述測定部 仔出之測定結果經由閉道器發送至網路上之词服器，且可 \上述词服器經由閉道器接收控制指令資訊；及紅外線發 ' ρ其係根據上述控制指令資訊，發送對上述機器之紅 J62077.doc 201242204 外線遙控指令。 根據上述構成’上述電力測定器可測定作為控制對象之 機器之/肖耗電λ ’ i可將該測定結果經由閘道器發送至網 路上之㈣器。進而’彳自上述舰器接收基於上述發送 之測定結果之控制指令資訊’且根據該控制指令資訊，發 送對上述機器之紅外線遙控指令。因&，即使作為控制對 象之機器本身為不具有無線通信功能之既有之機器，只要 利用大多數之既有機器中所具有之紅外線遙控功能，仍可 接受0n/0ff控制以外之各種各樣之控制，可對機器之省電 專有很大幫助X,根據電力資訊之變化之狀況判斷可 在網路上之伺服器令進行’❿不是在電力測定器中進行， 可容易地進行複雜且要求運算量之控制。 又’為解決上述問題，本發明之機器控㈣統，其特徵 為包含：±述之電力測定器；伺服器，其係接收由上述電 力測定器測定之作為控制對象之機器之消耗電力，對所接 收之消耗電力進行分析，且將自其分析結果推斷出之對上 述機器之控制指令資訊向上述電力測定部通知；及閘道 器，其係制與上述電力測定部之間之無線通信及與上述 祠服器之間之網路通信，進行上述電力敎器與上述祠服 器之間之中繼。 根據上述構成，即使作為控制對象之機器本身為不具有 無線通信魏之既有之機器，只要利^多數之既有機器 中所具有之紅外線遙控功能，則仍可接受〇n/〇ff控制以外 之各種各樣之控制’可對機器之省電化等有很大幫助。 162077.doc 201242204 又’根據電力資訊之變化之狀況判斷可在網路上之伺服器 中進行’而不是在電力測定器中進行，可容易地進行複雜 且要求運算量之控制。 [發明之效果] 本發明之電力測定器及機器控制系統，如上所述’即使 作為控制對象之機器本身為不具有無線通信功能之既有之 機器’只要利用大多數之既有機器中所具有之紅外線遙控 功能，則仍可接受〇n/〇ff控制以外之各種各樣之控制，可 對機器之省電化等有很大幫助。又，根據電力資訊之變化 之狀況判斷可在網路上之伺服器中進行，而不是在電力測 定器中進行，可容易地進行複雜且要求運算量之控制。 【實施方式】 以下’就本發明之實施形態’參照圖面進行詳細說明。 圖2係具有利用紅外線之機器控制功能之電力測定器j 〇 與網路協作時之機器控制系統之全體圖像。本系統中，如 圖2所示’在電力測定器10中測定機器（控制對象機器）2〇之 ’肖耗電力’且將其測定結果經由網路送至外部之词服器 3〇。伺服器30經由網路將控制指令資訊發送至電力測定器 10。電力測定器10根據上述控制指令資訊控制機器2〇。 又’電力測定器10與伺服器30之間之資訊之通信，用間道 器40中繼。即，閘道器40利用與電力測定器i 〇之間之無線 通信及與伺服器30之間之網路通信進行電力測定器1〇與词 服器30之間之中繼。 參照圖1就電力測定器10之重要部位構成進行說明。首 162077.doc 201242204 先，電力測疋器10具有插頭n與插座12 ^其原因為機器2〇 例如自家庭用電源AC100 V得到動作電源之情形，將該動 作電源經由電力測定部10供給至機器2〇。即，電力測定部 10之插頭11插入家庭用電源之插座，機器2〇之插頭插入電 力測定器10之插座12 »藉此，電力測定器10可測定機器2〇 中之消耗電力。 再者，電力測定器10具有感測器部（測定部）13、通信部 14、電源部15、紅外線發送部16。感測器部13為測定機器 20之消耗電力之機構，例如，為使用電流測定用之並聯電 阻之/肖耗電力測定機構。然而，由於感測器部丨3之構成在 本發明中並不受特別限制，且此處可使用眾所周知之構成 之消耗電力測定機構，故就感測器部丨3之構成及動作，省 略詳細之說明。 利用感測器部13測定之機器20之消耗電力（測定值）通知 於通信部14，且利用無線通信經由閘道器4〇發送至網路上 之伺服器30。 電源部15生成、供給發送至感測器部13及通信部丨4之動 1乍電源。電源部15自家庭用電源ACl〇〇 v利用ac/dc電路 P形成DC5 V之電源’並將其作為發送至感測器部丨3之動 乍電源而供給。又，電源部丨5自上述DC5 v利用dodc電 路部形成DC3.3 v之電源，並將其作為發送至通信部⑽ 動作電源而供給。 紅外線發送部16為自電力測定器10發送送至機器2〇之遙 控指令之機構。電力敎器1〇將測定之機器2〇之消耗電力 162077.doc 201242204 發送至網路上之伺服器30，且自伺服器30接收相對機器2〇 之控制指令資訊。通信部i 4根據該控制指令資訊利用自紅 外線發送部16至機器20之紅外線發送遙控指令。 又’圖1中記載之設定按壓鍵係用以產生、發送用以使 電力測定器10成為可與閘道器40通信之狀態（配對）之無線 信號者°該動作之結果以狀態表示用之LED顯示。例如， 點亮時顯示可與閘道器通信之狀態（配對完成），熄滅時相 反顯示不可與閘道器40通信之狀態（未配對）。再者，通常 點亮熄滅時’亦存在表示使用者於家庭内所擁有之複數之 電力測定器10中用網路進行遙控控制等之對象之一台。 圖3中顯示電力測定器1〇之外觀之一例。此處，紅外線 發送部16無需對電力測定器本體固定安裝，亦可用可拆裝 之電纜等連接。或，紅外線發送部丨6亦可不與電力測定器 本體實體連接，而構成為可利用無線通信接收控制指令資 訊。由於自紅外線發送部16發送之紅外線遙控指令之指向 性強，故藉由採用上述之構成，可提高配置紅外線發送部 16之自由度，且可使紅外線發送部16與機器2〇之通信良 好0 自伺服器30向電力測定器10通知之控制指令資訊，例 如，若機器20為電視機，則有電源〇n/〇ff、換台或音量設 定等之指令；若為空調’則有電源〇n/〇ff、運轉模式（冷 暖氣）、溫度設定或風量設定等之指令。祠服器3〇對自電 力測定器30通知之機器2〇之消耗電力進行判定處理（分 析）’並將自其判定（分析）結果推斷出之控制指令資訊再次 I62077.doc 201242204 經由網路與無線向電力測定器10通知。自紅外線 發送至機㈣之控制指令資訊’例如為紅外線遙控指i 因此，即使機器20為不具有無線通信功能之既有之機= 仍可接受⑸/⑽控制以外之各種各樣之控制可對機器Μ 之省電化等有很大貢獻，並實現更智慧化之操作。 網路上之飼服器3〇中，資料庫(例如，圖2之遙控指令 庫)中儲存有各種各樣之機器及機種之遙控指令等紅外： 控制資訊。且，自PCfPersonal〜 (〇nal C〇mPuter，個人電腦）或手 機存取伺服器30,藉由指定連接於電力測定器1〇之機器 之型號等，可自上述資料庫將與機器2〇相對應之紅外線控 制資訊下載至電力測定器10。因此，可容易地實現利用^ 力測定器1〇對機器20之紅外線控制。進而，亦可活用該架 構’自動地獲取連接於電力測定器1〇之各機器2〇之绫 控制資訊。 ^ 又’於上述資料庫中進而儲存紅外線調變方式或傳輪率 之資訊，電力測定器10亦可構成為可自词服器3〇經由間道 器獲取該等資訊。因此，電力測定器1〇中，藉由紅外線發 送部16根據上述紅外線調變方式或傳輸率進行紅外線發 送，可控制紅外線調變方式或傳輸率不同之廠牌或不同之 例如，圖4係網路、無線與紅外線控制之協作動作之一 例。該例中，顯示用以控制機器2〇之紅外線遙控指令未知 時，藉由將其與網路協作而自動發現之動作。 八體而。，首先，確認機器2〇之消耗電力並確認該機器 162077.doc 201242204 在該時間點為電源Ο η還是電源〇 ff。該確認係根據消耗電 力之大小而判定（S1 :消耗電力確認⑴卜其次，根據词服 器中之列表決定切換電源之0n/0ff之紅外線指令（遙控指 令）之候補，並經由網路與無線發送至電力測定器i〇(s2)。 電力測U1G將接收到之指令轉換為紅外線形式後自紅 外線發送部16將遙控指令向機器2〇發送（S3卜等待一定時 間後’電力測定器H)測定消耗電力(S4:消耗電力確認 (2))’並將其結果經由無線與網路通知伺服器3〇。在伺服 器30中將接收到之消耗電力資訊與當初之f訊進行比較 (S5)。具體而言，比較消耗電力確認⑴與消耗電力確認⑺ 之值。 上述比較之結果，若消耗電力有較大之變化，則認為完 成機器20之〇n/〇ff切換控制，將先前發送之紅外線遙控指 令候補作為用於今後之控制之遙控指+，而以應用程式登 錄在词服器中（S6)。故，下次以後之機器控制無需上述經 過程序’可一開始就使用伺服器3〇中登錄之遙控指令。 又’此處所謂之遙㈣令之登錄’不僅意味切換Μ中發送 之On/Off之遙控指令’亦意味—次登錄機器之控制所需 之所有種類之遙控指令。 相反’ S5中消耗電力資訊中無法看出很大變化時，意味 著不能進行機器控制’視爲S2中發送之紅外線遙控指:候 補與該機器之指令不同。該情形了，其後，自伺服器内之 遙控指令表清除剛才發送之遙控指令（s7)，並更新㈣器 内之遙控指令表(S8)，用伺服器内之其他之紅外線遙控指 162077.doc 201242204 令試行。藉由重複上述之動作，設置之一定時間後可自動 進行機器之紅外線控制。 圖5顯示上述例之控制之順序。首先，使用者在伺服器 上之應用程式中提出進行機器檢索之要求。其次，自伺服 器内具有之指令表群中選擇作為候補之遙控指令，並經由 網路發送至設置於宅内之稱作閘道器之裝置。閘道器相對 上述遙控指令，進行網路與家庭内無線之轉換，並將轉換 之遙控指令無線發送至電力測定器。用無線接收自閘道器 發送之遙控指令之電力測定器’將其對應紅外線調變方式 等轉換後用紅外線LED發送。 之後’等待一定時間（例如，數秒）後，電力測定器將消 耗電力資訊經由閘道器送回至網路上之伺服器。在伺服器 中分析接收之消耗電力資訊，並作為對機器2〇之紅外線控 制之反饋而活用。如上所述，可由消耗電力資訊獲得藉由 網路、無線 '紅外線等不同方法的控制之反饋。 本實施形態之系統亦可應用於機器20之故障檢測或異常 動作檢測。圖6係應用於本系統之故障檢測或異常動作檢 測時之動作例。以下之動作例中’例如將機器2〇作為空 調’可確認在空調中打開電源並更改設定溫度時之消耗電 力之變化是否如預期。 圖6之動作中，首先’確認機器20之消耗電力（S11 :消 耗電力確認（1))。其次，根據伺服器中之列表決定更改空 調之溫度設定之紅外線指令（遙控指令）之候補，並經由網 路與無線發送至電力測定器10(S 12)。電力測定器1〇將接 162077.doc \2 201242204 收之指令轉換為紅外線形式後，自紅外線發送部丨6向機器 20發送遙控指令（S1 3)。等待一定時間後，電力測定器10 測定消耗電力（S 14 :消耗電力確認（2))，並將其結果經由 無線與網路通知伺服器3 〇。 此時’不僅瞬間電力，亦可使用用電力測定器丨〇測定之 累計電力’且可較長時間（例如1小時）進行電力比較。因 此’例如’亦可檢測因機器之故障而冷暖器設備之效果較 薄之可能性或因使用者之錯誤操作而過度使用冷暖器設備 等。 在祠服器30中將接收之消耗電力資訊與當初者進行比較 (S1 5)。具體而言’比較消耗電力確認與消耗電力確認 (2)之值。上述比較之結果，若存在消耗電力之變化，則視 為完成機器20之運轉更改控制，且伺服器30辨識機器2〇正 常動作（S 16) 〇 相反’ S1 5中消耗電力資訊中無法看出很大變化時，意 味著不能進行機器控制，伺服器30辨識機器20未正常動作 (S17)。該情形’伺服器3〇可用wEB或郵件將機器2〇異常 動作之情形通知使用者（S1 8)。 又’關於電力測定器10將機器20之電力測定結果通知伺 服益30之時序，可每經過一定時間進行一次，但亦可構成 為在電力測定器1〇側中檢測到作為藉由紅外線之機器控制 之結果而產生之消耗電力或消耗模式之變化時，將其資訊 通知伺服器30，藉此自動自伺服器30獲取紅外線遙控指 令。該情形，電力測定器10有必要具有用以至少檢測消耗 I62077.doc 201242204 電力之變化之分析機構，若僅檢測變化之有無，則在控制 電力測定器10之CPU中不會成為特別大之負荷。因此，電 力測定器10可根據需要實施進一步的機器控制。另，上述 所謂之進一步的機器控制，係指緊急時等之要求應答性之 控制之全體，例如可列舉，因錯誤使用或故障等，消耗電 力為定額以上或明顯超過假定消耗電力之情形下，短時間 内緊急停止之控制等。 本發明，不係限定於上述實施形態者，在中請專利範圍 中所不之範圍中可進行各種更改，關於恰#組合不同之實 施形態中分別揭示之技術手段而得到之實施形態，亦包含 於本發明之技術範圍中。 (要點概要） 如上，本發明之實施形 _ _ p 〜T，上述紅外： 送部可為以可拆裝之電繞連接之構成。或，上述紅外! 部未與電力測定器本體實體連接，可為利用無線通彳 自述通k部接收上述控制指令資訊之構成。 根據上述之構成，可提高配置紅外線發送部之自由度 且可使紅外線發送部與機器之通信良好。 上述電力測定器中，上述通 服器經由閉道器猶…“ P進而可自上心 者，… 外線調變方式及傳輸率之至少任- 傳輸率之至 ::線:送部可為根據上述紅外線調變方式》 至〆任一者進行紅外線發送之構成。 根據上述之構成，μ 式或傳輸率不同夕亦〜敎器可控制紅外線調變才 同之廠牌或不同之機器。 I62077.doc -14 - 201242204 又’本發明之實施形態之機器控制系統中，上述伺服器 具有控制指令資訊之資料庫，且上述電力測定部可為自上 述資料庫獲取與作為控制對象之機器相對應之控制指令資 訊之構成。 [產業上之可利用性] 本發明可利用在家庭或事務所或工廠中測定家電用品、 辦公用品、製造機器之消耗電力之同時，進行機器控制之 製品。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明之一實施形態者，且係顯示具有利用 紅外線之機器控制功能之電力測定器之方塊圖。 圖2係顯示包含上述電力測定器之機器控制系統之全體 圖像之圖。 圖3係顯示上述電力測定器之外觀例之圖。 圖4係在上述機器控制系統中，顯示網路與無線與紅外 線控制之協作之動作例之圖》 圖5係顯示上述協作動作時之控制順序之圖。 圖6係在上述機器控制系統中’顯示網路與無線與紅外 線控制之協作之另一動作例之圖。 【主要元件符號說明】 1〇 電力測定器 11 插頭側 12 插座側 13 感測器部（測定部） 162077.doc 201242204 14 通信部 15 電源部 16 紅外線發送部 20 機器（控制對象機器） 30 伺服器 40 閘道器 162077.doc -16-

Claims (1)

1. 201242204 七、申請專利範圍： 器之電力測定器，其特徵為其係介於電源與控制對象機 八之間，並測定上述控制對象機器之消耗電力者，且包 含· 測定°卩，其係測定上述機器之消耗電力； 通信邻 甘及 、再係利用無線通信，可將根據上述測定部得 之凋定結果經由閘道器發送至網路上之伺服器，且可 述伺服器經由閘道器接收控制指令資訊；及 、外線發送部’其係基於上述控制指令資訊，發送對 上述機器之紅外線遙控指令。 用求項1之電力測定器，其中上述紅外線發送部係以 可拆裝之電纜連接。 3.如請求項1之電力測定器，其中上述紅外線發送部未與 電力測定部本體實體連接，可利用無線通信自上述通信 部接收上述控制指令資訊。 ° (如請求項2或3之電力測定器，其中上述通信部進而可自 上述伺服器經由閘道器獲取紅外線調變方式及傳輸率 至少任一者；且 上述紅外線發送部係按照上述紅外線調變方式及傳輪 -率之至少任一者進行紅外線發送。 5. —種機器控制系統，其包含： 如請求項1至3中任一項之電力測定器； 词服器’其係接收由上述電力測定器測定之控制對象 機器之消耗電力，對所接收之消耗電力進行分析，並將 I62077.doc 201242204 自其分析結果推斷出之對上述機器之控制指令資訊向上 述電力測定器通知；及 閘道器，其係利用與上述電力測定器之間之無線通信 及與上述伺服器之間之網路通信，進行上述電力測定器 與上述伺服器之間之中繼。 6. U項5之機器控制系統，其中上述词服器具有控制 指令資訊之資料庫；且 述電力測疋器係自上述資料庫獲取與控制對象機器 對應之控制指令資訊。 I62077.doc