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 PDFInfo
- Publication number
- KR101867222B1 KR101867222B1 KR1020170029341A KR20170029341A KR101867222B1 KR 101867222 B1 KR101867222 B1 KR 101867222B1 KR 1020170029341 A KR1020170029341 A KR 1020170029341A KR 20170029341 A KR20170029341 A KR 20170029341A KR 101867222 B1 KR101867222 B1 KR 101867222B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- state information
- appliance
- home appliance
- state
- sensor data
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
- G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
- G01R22/061—Details of electronic electricity meters
- G01R22/063—Details of electronic electricity meters related to remote communication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D4/00—Tariff metering apparatus
- G01D4/002—Remote reading of utility meters
- G01D4/004—Remote reading of utility meters to a fixed location
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
- G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
- G01R22/10—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods using digital techniques
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
-
- Y02B70/3266—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
-
- Y02B90/242—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/242—Home appliances
- Y04S20/244—Home appliances the home appliances being or involving heating ventilating and air conditioning [HVAC] units
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/242—Home appliances
- Y04S20/246—Home appliances the system involving the remote operation of lamps or lighting equipment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/30—Smart metering, e.g. specially adapted for remote reading
-
- Y04S20/322—
-
- Y04S20/38—
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 가 된다. Specifically, the sensor data values measured at each
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
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
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()으로 정규화하여 최종 결과 벡터 y를 산출하게 된다. That is, as shown in Equation (5), the home
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
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
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
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
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
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
(6) (6)
(7) (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
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
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 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 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
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
(8) (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
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
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
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 : 출력부10: Power Meter
20: Composite sensor
100: Home appliance identification device
110:
120: Processor
130:
140:
Claims (12)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 >
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170029341A KR101867222B1 (en) | 2017-03-08 | 2017-03-08 | Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method and Device using Influence of Complex Sensors on State of Appliance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170029341A KR101867222B1 (en) | 2017-03-08 | 2017-03-08 | Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method and Device using Influence of Complex Sensors on State of Appliance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101867222B1 true KR101867222B1 (en) | 2018-06-12 |
Family
ID=62622219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170029341A KR101867222B1 (en) | 2017-03-08 | 2017-03-08 | Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method and Device using Influence of Complex Sensors on State of Appliance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101867222B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220063971A (en) * | 2020-11-11 | 2022-05-18 | 슈어데이터랩 주식회사 | The systems and method for predicting real-time home appliance usage |
CN115112989A (en) * | 2022-08-29 | 2022-09-27 | 四川大学 | Non-invasive load monitoring method based on low-frequency data |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014098983A (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Fujifilm Corp | Sensor terminal, collection terminal, measured data collection system and method |
KR20150073669A (en) * | 2013-12-23 | 2015-07-01 | 주식회사 케이티 | Method for analyzing electricity consumption in home network system and apparatus therefor |
KR20160141032A (en) * | 2015-05-27 | 2016-12-08 | 전자부품연구원 | Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method using a Switching Factorial Hidden Markov Model and System applying the same |
-
2017
- 2017-03-08 KR KR1020170029341A patent/KR101867222B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014098983A (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Fujifilm Corp | Sensor terminal, collection terminal, measured data collection system and method |
KR20150073669A (en) * | 2013-12-23 | 2015-07-01 | 주식회사 케이티 | Method for analyzing electricity consumption in home network system and apparatus therefor |
KR20160141032A (en) * | 2015-05-27 | 2016-12-08 | 전자부품연구원 | Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method using a Switching Factorial Hidden Markov Model and System applying the same |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220063971A (en) * | 2020-11-11 | 2022-05-18 | 슈어데이터랩 주식회사 | The systems and method for predicting real-time home appliance usage |
KR102677400B1 (en) * | 2020-11-11 | 2024-06-24 | 슈어데이터랩 주식회사 | The systems and method for predicting real-time home appliance usage |
CN115112989A (en) * | 2022-08-29 | 2022-09-27 | 四川大学 | Non-invasive load monitoring method based on low-frequency data |
CN115112989B (en) * | 2022-08-29 | 2022-11-22 | 四川大学 | Non-invasive load monitoring method based on low-frequency data |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6455431B2 (en) | Monitoring device, monitoring method and program | |
KR101875329B1 (en) | Forecasting apparatus and method for power consumption | |
CN107506868B (en) | Method and device for predicting short-time power load | |
US20240346112A1 (en) | Anomaly detection apparatus, anomaly detection method, and program | |
US20160239592A1 (en) | Data-driven battery aging model using statistical analysis and artificial intelligence | |
JP2015082259A (en) | Time series data prediction device, time series data prediction method, and program | |
US20060173559A1 (en) | Methods and systems for a prediction model | |
KR20150009375A (en) | Method and system for predicting power consumption | |
JP5940581B2 (en) | Power consumption prediction apparatus, method, and non-transitory computer-readable storage medium | |
CN110659755B (en) | Modeling method, apparatus and storage medium for predicting motor temperature | |
US20130096831A1 (en) | Automatic, adaptive and optimized sensor selection and virtualization | |
JP6718500B2 (en) | Optimization of output efficiency in production system | |
CN117475806B (en) | Display screen self-adaptive response method and device based on multidimensional sensing data feedback | |
KR20190123040A (en) | Solar power generation prediction model management APPARATUS AND METHOD for setting the renewal cycle of the deep run-based solar power generation prediction model | |
KR101867222B1 (en) | Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method and Device using Influence of Complex Sensors on State of Appliance | |
KR102202643B1 (en) | Method for energy usage forecast | |
CN109598052B (en) | Intelligent ammeter life cycle prediction method and device based on correlation coefficient analysis | |
CN106295877B (en) | Method for predicting electric energy consumption of smart power grid | |
CN115691144B (en) | Abnormal traffic state monitoring method, device and equipment and readable storage medium | |
KR101724328B1 (en) | Non-Intrusive Appliance Load Monitoring Method and System using the Total Power Consumption and Complex Sensor | |
US20170132045A1 (en) | Load estimation system, information processing device, load estimation method, and storage medium for storing program | |
JP2020201867A (en) | Power management system, power management method and power management program | |
CN113589172A (en) | Service life estimation method for power grid components | |
KR102124425B1 (en) | Method and apparatus for estimating a predicted time series data | |
ul Islam et al. | A low complexity binary-weighted energy disaggregation framework for residential electricity consumption |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |