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スマートタップネットワークによる消費電力見える化システム

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(1)Vol.2011-MBL-59 No.6 Vol.2011-CDS-2 No.6 2011/9/5. 情報処理学会研究報告 IPSJ SIG Technical Report. 1. は じ め に. スマートタップネットワークによる 消費電力見える化システム. 従来，電力ネットワークは大型発電所で生成した電力を工場・オフィス・家庭 へと配送する，集中制御・一方向のトップダウン型のネットワークであったが，近年 地球温暖化防止などの政策によって太陽光発電や風力発電などの分散電源が導入され， 急速に分散化・双方向化，個人化が進められている．しかし，これらの分散電源は広 く地域に偏在し，発電量が天候などの条件に左右されるため，従来のトップダウン型 の制御技術で安定かつ効率的に電力を供給することは難しい．一方で，家庭やオフィ スで使用される電力は増加の一途をたどり，また電気自動車の導入によって，新しい パターンの電力需要の増加が見込まれ，電力需給のバランスをコントロールし安定か つ効率的に利用するための新しいエネルギーインフラ技術が望まれている． このような問題に対して，我々の研究グループでは，情報通信ネットワークと電力 ネットワークの統合により，家庭・オフィス，さらには近隣コミュニティに配置され る多様な分散型エネルギー生成・蓄積装置を効率的に管理運用するため新たなエネル ギーマネージメント方式として，「エネルギーの情報化 1)」というコンセプトを提案 し，研究開発を行っている． エネルギーの情報化は，従来のトップダウン型の電力制御方式に対して，家庭• オフィスから近隣コミュニティへといった，需要家サイドから個々の家•オフィスの生 活パターンに合わせた電力制御を行うボトムアップ型の電力マネージメント技術によ り，分散電源を含む電力の需給バランスをとりつつトータルの電力消費量の削減を目 指している． エネルギーの情報化の基盤技術として，個々の家電や分散電源の状態を把握し， かつ，電力コントロールを行う「スマートタップ」とそれらの協調技術としての「ス マートタップネットワーク」の研究開発を行っている．スマートタップネットワーク では，単に個々の家電の消費電力の見える化や分散電源・蓄電装置の遠隔制御を行う のではなく，電力フローそのものの推定•制御や居住者の生活パターンの学習•認識技 術により，太陽電池や蓄電池など異なった電源ごとに供給先を指定し電力フローを制 御する電力の由来別制御，さらに電力需要と電力供給の適応的な調停を行うオンデマ ンド型電力ネットワークシステムなど，新しい電力マネージメントシステムの実現を 目指している． 本稿では，「エネルギーの情報化」の第一ステップとして，スマートタップネット ワークによる電力エネルギーの見える化システムについて述べる．. 加藤丈和† 松山隆司†† 本稿では，家電の状態や電力を計測する「スマートタップ」とホームサーバから 構成する「スマートタップネットワーク」を用いた家電の電力見える化シス テムと，見える化システムを実装したスマートマンションルームにおけるエコ生 活実証実験について述べる．本システムでは，家庭内の全ての家電や照明の消費 電力を個別に計測し，リビングのテレビとゲーム機を用いたインターフェースに よって居住者にリアルタイムに提示することで，消費電力を見える化し節電を促 すことができる．また，各スマートタップは家電認識機能を実装し，あらかじめ 家電を接続する場所を固定しなくても，どこでどの家電を利用したかを自動で判 別し，家電ごとの電力使用量を計測することができる． 提案する見える化システムをマンションの一室に実装し，実際に生活して本シス テムの効果を実証した．. Electrical Power Visualization System based on Smart Tap Network. Takekazu Kato† and Takashi Matsuyama†† This paper describes electorical power visualization system based on smart tap network. The smart tap network is an electrical power sensing and control network constructed by from Smart Taps (intelligent outlet with voltage/current sensor, signal processor and wireless communication ). Our system monitor the power consumption for all appliances in a home and promotes saving electricity for the user. The function of appliances recognition is implemented on the smart-taps. We introduce the smart-tap netowrk and visualization system to the apartment room and eveluate effectiveness of our system by real-life experiments.. †. 京都大学 学術情報メディアセンター Academic Center for Computing and Media Studies, Kyoto University †† 京都大学 情報学研究科 Graduate School of Informatics, Kyoto University.. 1. ⓒ 2011 Information Processing Society of Japan.

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(9) Vol.2011-MBL-59 No.6 Vol.2011-CDS-2 No.6 2011/9/5. ŒĘàƹĪÀnjǘĘĈ IPSJ SIG Technical Report. JĂ°ĻONJlˆ]ɒŽ¨qɅëPĽƫðɒ´ȲðƮǣèƥOą8Dġ6Ni¥|¥ ‚he¯2b:L5ýǶLNbɓ 4.13inch (105mm). Outlet.  ƂǖKQɒlˆ¡p¨PŒĘðPėǎŝǾLNbz–¨„~‘ˆ„¤¨qLɒ Bceƽ0DǛɕk¨{PĮȌxz‚˜L=JƢȗɅëPȅ2bðxz‚˜OH0 JȠVbɓ. 3.  . ; & ! # - ) # & 8 ; . Current SensorCT. Triac (Solid State Relay) Voltage Sensor. 1.57inch (40mm). IEEE802.15.4 Wireless unit ( Zigbee). Microcontroller with DSP (dsPIC). External appearance. lˆ¡p¨PŒĘðKQİł]nhzeIJȔL=JɒÏ+PİɅ]âůɅƪPɅë ȊƧ]çŌE8KN7ɒİɅPÈƽƴŕeȏȓ?bLL[OB:4`ƻƞǴPǽï‹ ~¨¥eĪDz§ȏȓ=İłÞPɅ돣¨BP[PeçŌ?b:LeLjDžL=J0 bBPDZz–¨„~‘QõNbɅëȴȊKQN7Ʌđ§ɅƟƜŇBP[PeȊ Ƨ§çŌIJȔL?bɓWDɒ:P_1NɅđ§ɅƟƜŇeˆ„¤¨qǦƿK g¡ ~i˜OùɃ?b:LQčɄK/bDZɒz–¨„~‘ÞȯK/bǔŀPNjDžàƹ eǽ1ŎȄ5/bɓHWaɒz–¨„~‘QƑŅP_1OȊƧLÞȯàƹƐǶeă dAŢH[PL=JĭDZK6bɓ  Ď 2OŘ+5ȍÆ=Dz–¨„~‘eǏ?ɓɅëPƧĭeǽ1DZPɅđ§ɅƟ |¥vɐ"!  # "! ɑɒɅëçŌPDZPóijÅ ¢¨ɐ ""%ɑȤÎPDZPšyœ¨¡Lɒ:c`ÛÅPçŌ]Þȯàƹ eǽ1–iu¥ɐ

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(25) Vol.2011-MBL-59 No.6 Vol.2011-CDS-2 No.6 2011/9/5. ŒĘàƹĪÀnjǘĘĈ IPSJ SIG Technical Report 

(26)   冷蔵庫 レンジ.  

(27) .   . ド 器 ト カ. 洗濯機 ダイニングテーブル

(28) .

(29) . ラグホットカーペット 台  . 23% . ソファ. .  . ベッド. テーブル ナイトスタンド. Ď 7 z–¨„–¥xž¥¡¨˜  . 6.  . Ď 8 ƢȗɅëPȅ2bðPîƈPÉ 2) ƃƭªȮɒÄǼŶǀɜǢĐe±ōL=Dz–¨„r  PïąɒŒĘàƹɒVol. 51, No. 8, pp. 978-985. 2010.8. 3) Takekazu KATO, Hyun Sang Cho, Dongwook Lee, Tetsuo Toyomura, and Tatsuya Yamazaki. Appliance Recognition from Electric Current Signals for Information-Energy Integrated Network in Home Environments. International Journal of Assistive Robotics and Systems (IJARS), Vol. 10, No. 4, pp. 51--60, (2009). 4) ķƾǑȝ, ìǼ«ĉ, ƆķȾāɜz–¨„~‘ˆ„¤¨qeƽ0DİɅPɅëƢȗ‹~¨ ¥ȈƇOėI7·Ʋǽïŧĭ, ÎĪŝĘ, USN2011-10, pp. 31-36, 2011.7. 5) ƨơÓÿ, ìǼ«ĉ, ƆķȾāɜz–¨„~‘ˆ„¤¨qeƽ0Dn¥ƒ–¥ ĔɅëç Ōxz‚˜, ÎĪŝĘ, USN2011-11, pp. 25-30, 2011.7. 6) ZigBee Allliance: http://www.zigbee.org/ 7) ECHONET u¥}¨xg˜ɜhttp://www.echonet.gr.jp/ 8) ZigBee/HomePlug Smart Energy Profile: http://www.qualitylogic.com/Contents/Smart-Grid/Technology/ZigBee_HomePlug-Smart-Energy-Profile .aspx 9) OSGi Alliance: http://www.osgi.org/Main/HomePage 10) ² Ńɂɜ“¨˜ˆ„¤¨qɐOSGi, ECHONETɑšƒ¡OėI7İłÞlˆ¡p¨–ˆ y™¥„ɒŒĘàƹɒVol. 51, no. 8ɒpp. 959-965, 2010.8. 11) z–¨„–¥xž¥ĮȌĮɍȐŶïǁɐg†j¥z»6ɑ ɜhttp://www.i-energy.jp/youtube.html. ƂǖKQɒlˆ¡p¨PŒĘðPėǎŝǾK/bz–¨„~‘ˆ„¤¨qLɒB ceƽ0DƢȗɅëPȅ2bðxz‚˜OH0JȠVDɓƂnjǘQlˆ¡p¨PŒĘ ðPǛªk¨{LÁǰ»8`cɒƷĒĮȌĮɍL=Jz–¨„–¥xž¥¡¨˜O 38bƻƞĮɍeǽGJ0bɓƻƞĮɍO30Jɒȅ2bðxz‚˜eÈ1ęăLÈ dN0ęăPƖȜeǽGDǧƈ 23ɏPƢȗɅëèƥPîƈ5ŋ`cDɓ  =4=ɒ¸ČPĮɍǧƈKQɒƢȗɅëe:WZO€kq=HI8bɇļOš€ ’¨xž¥PɎ0ȀɍǴO_GJŋ`cDǧƈK/aɒŴļƻƞKļO:P_1Nî ƈeǬŢ?b:LQčɄK/bɓB:KɒŘ+Q:P_1Nxz‚˜Kŋ`cDƻƞ ƒ¨~4`PĵÃǴPǽï‹~¨¥ȏȓ 4)Lɒƻƞ‹~¨¥PĪDzO_aƯɌNɅë ƢȗeDŽȅ?bnjǘeǽGJ0bɓWDɒlˆ¡p¨PŒĘðPǛ´k¨{L=J Áǰ»8`cbn¥ƒ–¥ ĔɅ눁„¤¨qO_aɒƻƞǴO_bɅëP€k qeǽ1:LN7ɒ¿œPǟɅƶeȪŗK6blˆ¡p¨–ˆy™¥„xz‚˜eȸ DŽ±K/b 5)ɓ h l  ƂnjǘPªȯQɒǒĪnjǘȗȂíȵǹśnjǘ(B) (23700169) ɓ. DaV[ 1) ƆķȾāɜlˆ¡p¨PŒĘðLQɒ'ǵŹɒLjDžɒėƂgiƒhgɒĮƷśƛ(, ŒĘà ƹɒVol. 51, no. 8ɒ pp. 926-933, 2010.8.. 6. ⓒ 2011 Information 2009 Information Processing Processing Society Society of of Japan Japan.

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