專利名稱：功率管理系統(tǒng)和功率管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率管理系統(tǒng)和功率管理方法。
背景技術(shù)：
近來，在普通家庭中存在普遍的節(jié)能的需求。例如，如日本專利申請公開N0.2011-55623中所公開，通過根據(jù)由感應加熱(IH)優(yōu)先級管理單元管理的優(yōu)先級按照特定于加熱打開或運行模式的優(yōu)先級的升序控制輸出功率，甚至在普通家庭內(nèi)的功率不足時也能夠順利地執(zhí)行烹飪。

發(fā)明內(nèi)容
然而，例如，在家庭中使用各種家用電器。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，未嘗試容易地使單個家用電器中的功率消耗可見的過程，并且難以提供關(guān)于與單個家用電器的運行狀態(tài)對應的能量消耗的信息。需要使用簡單的結(jié)構(gòu)為用戶提供關(guān)于與各種機器的運行對應的功率消耗的信息。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種功率管理系統(tǒng)，包括:檢測設備，構(gòu)造為檢測與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波；和接收設備，包括構(gòu)造為基于電磁波的功率譜確定機器的類型的機器確定單元、構(gòu)造為基于電磁波的功率譜確定機器的運行的運行確定單元和構(gòu)造為基于機器的類型和運行估計機器的功率消耗的功率估計單元。另外，接收設備可包括構(gòu)造為顯示所估計的功率消耗的顯示單元。另外，接收設備可通過無線或有線通信從檢測設備獲取關(guān)于電磁波的信息。另外，與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波可以是由機器的電子電路產(chǎn)生的電磁波。另外，與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波可以是由操作機器的遙控器產(chǎn)生的電磁波。另外，接收設備可包括構(gòu)造為分析電磁波的譜的檢測單元。另外，機器確定單元可分析電磁波的譜。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種功率管理方法，包括:檢測與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波；基于電磁波的功率譜確定機器的類型；基于電磁波的功率譜確定機器的運行；以及基于機器的類型和運行估計機器的功率消耗。根據(jù)上述本發(fā)明的實施例，可以使用簡單的結(jié)構(gòu)為用戶提供關(guān)于與各種機器的運行對應的功率消耗的信息。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的示意性示圖；圖2是表示接收設備的結(jié)構(gòu)例子的示意性示圖；圖3是表示在射頻(RF)檢測單元中檢測到的電磁波的功率譜的例子的特性圖4是表示第一實施例的系統(tǒng)中的處理過程的流程圖；圖5是表示接收設備的顯示單元中的顯示的例子的示意性示圖；圖6是表示根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的示意性示圖；圖7是表示根據(jù)第三實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的示意性示圖；和圖8是表示第三實施例中的處理設備的處理過程的流程圖。
具體實施例方式以下，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。需要注意的是，在本說明書和附圖中，具有基本上相同的功能和結(jié)構(gòu)的元素由相同的標號表示，并且省略這些結(jié)構(gòu)元素的重復的解釋。將按照以下的次序進行描述。1.第一實施例1.1.根據(jù)第一實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)1.2.接收設備的結(jié)構(gòu)例子1.3.電磁波的功率譜的例子1.4.第一實施例的系統(tǒng)中的處理過程1.5.接收設備的顯示單元中的顯示的例子2.第二實施例

2.1.根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)3.第三實施例3.1.根據(jù)第三實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)3.2.第三實施例中的處理設備的處理過程〈1.第一實施例>[1.1.根據(jù)第一實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)]首先，將參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)。在這個實施例中，檢測由于家 用電器的電子電路的運行而產(chǎn)生的獨特電磁噪聲(噪聲:以下，稱為獨特信號)。如圖1中所示，這個實施例的系統(tǒng)包括:家用電器100、檢測設備200和接收設備300。檢測設備200安裝在家用電器100的背面。檢測設備200檢測家用電器100的電磁波，并把關(guān)于電磁波的信息發(fā)送給接收設備300。接收設備300基于關(guān)于接收的電磁波的信息辨別家用電器100的類型、運行模式等，并為用戶提供關(guān)于家用電器100的運行的信息，具體地講，關(guān)于功率消耗的信息。如圖1中所示，檢測設備200包括:環(huán)形天線202、檢測單元204和無線發(fā)送單元206。環(huán)形天線202接收由家用電器100產(chǎn)生的電磁波的信號(獨特信號)，并把所接收的信號發(fā)送給檢測單元204。由檢測單元204檢測電磁波，并且執(zhí)行預定譜分析。根據(jù)無線發(fā)送單元206的無線發(fā)送，分析數(shù)據(jù)(功率譜)被發(fā)送給接收設備300。從家用電器產(chǎn)生的獨特信號的譜根據(jù)家用電器和運行模式而不同。例如，空調(diào)器通常根據(jù)壓縮機的運行而產(chǎn)生低頻分量的譜，并且當運行模式改變?yōu)榇箫L量等時，譜也改變。另一方面，電視接收器等通常通過處理視頻信號而產(chǎn)生高頻分量的譜。因此，可基于獨特信號的譜確定家用電器100的型號和模式。如上所述，通過檢測從家用電器100產(chǎn)生的獨特信號并執(zhí)行譜分析，可辨別家用電器100的類型和家用電器100的運行模式。[1.2.接收設備的結(jié)構(gòu)例子]圖2是表示接收設備300的結(jié)構(gòu)例子的示意性示圖。接收設備300包括:接收天線301、RF (電磁波)檢測單元302、RF辨別單元(機器確定單元)304、運行確定單元306、功率估計單元308、數(shù)據(jù)處理單元310、顯示單元312和存儲單元314。RF檢測單元302經(jīng)接收天線301獲取從檢測設備200發(fā)送的關(guān)于電磁波的信息。這里，雖然獲取從檢測設備200發(fā)送的功率譜，但可在接收設備300側(cè)執(zhí)行譜分析。在這種情況下，RF辨別單元304能夠執(zhí)行譜分析。RF辨別單元304基于電磁波的功率譜辨別電磁波，并辨別家用電器100的型號。運行確定單元306基于電磁波的功率譜確定家用電器100的運行模式。功率估計單元308基于家用電器100的型號和運行模式估計家用電器100的功率消耗。數(shù)據(jù)處理單元310處理所估計的功率消耗的數(shù)據(jù)，并執(zhí)行預定統(tǒng)計處理，諸如每次的求平均數(shù)處理。顯示單元312顯示由數(shù)據(jù)處理單元310處理過的數(shù)據(jù)。圖2中表示的結(jié)構(gòu)元素能夠由電路(硬件)或中央處理設備(諸如，中央處理單元(CPU))和用于使電路(硬件)或中央處理設備工作的程序(軟件)構(gòu)造。在這種情況下，程序能夠存儲在存儲器(諸如，布置在接收設備300中的存儲單元314)或從外面連接的外部存儲介質(zhì)中，以及經(jīng)網(wǎng)絡(諸如，互聯(lián)網(wǎng))下載。[1.3.電磁波的功率譜的例子]圖3是表示在RF檢測單元302中檢測到的電磁波的功率譜的例子的特性圖。在圖3中，表示了同一家用電器100的運行模式I和運行模式2的功率譜。電磁波的功率譜根據(jù)家用電器100的型號而不同。因此，可基于功率譜特性確定家用電器100的型號。另夕卜，如圖3中所示，甚至在同一家用電器100中，電磁波的功率譜也根據(jù)運行模式而不同。因此，可基于功率譜特性確定家用電器100的運行模式。如上所述，可基于電磁波的功率譜辨別家用電器100的型號和運 行模式。因此，接收設備300的存儲單元314預先存儲家用電器100的每個型號的功率譜和每個型號的每個運行模式的功率譜。RF辨別單元304通過比較由RF檢測單元302檢測到的功率譜與存儲在存儲單元314中的功率譜，確定家用電器100的型號。另外，運行確定單元306通過比較由RF檢測單元302檢測到的功率譜與存儲在存儲單元314中的功率譜，確定家用電器100的運行模式。[1.4.第一實施例的系統(tǒng)中的處理過程]接下來，將基于圖4描述這個實施例的系統(tǒng)中的處理過程。首先，在步驟SlO中，確定是否已到達預定時間間隔(例如，5分鐘的間隔)。當已到達所述預定時間間隔時，流程前進至步驟S12。另一方面，當未到達所述預定時間間隔時，流程前進至步驟S22。在步驟S12中，RF檢測單元302檢測功率譜。在下一步驟S14中，執(zhí)行關(guān)于檢測到的功率譜的模式識別處理。作為模式識別技術(shù)，能夠使用諸如支持向量機(SVM)或神經(jīng)網(wǎng)絡的機器學習技術(shù)。從原始的以前學習的數(shù)據(jù)辨別未知數(shù)據(jù)的屬性。在模式識別期間學習的原始數(shù)據(jù)被存儲在存儲單元314中。作為模式識別結(jié)果，確定家用電器100的類型和運行。此時，根據(jù)模式識別，從檢測到的譜數(shù)據(jù)的模式確定家用電器100的類型和運行。在下一步驟S16中，辨別是否已正常執(zhí)行識別。當已正常執(zhí)行識別時，流程前進至步驟S18。另一方面，當未正常執(zhí)行識別時，流程前進至步驟S22，因為檢測到的譜可能是某種噪聲等。因為功率譜隨著時間的過去而變化，所以執(zhí)行統(tǒng)計處理以對功率譜的積分值求平均，并且在預定時間針對每個預定時間段計算平均能量消耗。統(tǒng)計處理可以是其它統(tǒng)計處理，諸如計算功率譜的方差值的處理。另外，在步驟S18中，執(zhí)行基于統(tǒng)計處理的結(jié)果辨別家用電器100的型號和運行模式并且估計能量消耗的處理。接下來，在步驟S20中，顯示單元312基于步驟S18的估計結(jié)果執(zhí)行顯示。在下一步驟S22中，確定流程是否結(jié)束。當流程結(jié)束時，圖4的流程結(jié)束。另一方面，當流程未結(jié)束時，流程返回至步驟S10，并且執(zhí)行隨后的處理。[1.5.接收設備的顯示單元中的顯示的例子]圖5是表示接收設備300的顯示單元312中的顯示的例子的示意性示圖。如圖5中所示，根據(jù)家用電器100的型號和運行模式計算功率消耗(能量消耗)并且該功率消耗(能量消耗)顯示在顯示單元312上。在圖5的例子中，表示了能量消耗隨著時間的過去而變化的圖表。通過在每個時間顯示預定時間段內(nèi)的能量消耗，可按照視覺方式顯示能量消耗并在用戶之中引起對節(jié)能的興趣。除了接收設備300自己執(zhí)行顯示的情況之外，顯示信息也能夠被發(fā)送給電視接收器或便攜式電話并顯示在它們上面。另外，在圖5的例子中，因為功率消耗超過預定閾值，所以顯示指示“空調(diào)器過度使用”的消息。由此，觀看顯示單元312的用戶能夠通過降低空調(diào)器的溫度設置而實現(xiàn)節(jié)能。根據(jù)如上所述的第一實施例，可基于從家用電器100發(fā)射的電磁波確定家用電器100的型號和運行模式。通過顯示根據(jù)家用電器100的型號和運行模式估計的功率消耗，可允許用戶識別關(guān)于功率消耗的信息并實現(xiàn)節(jié)能。因此，可容易地管理家庭內(nèi)的功率，因為能夠知道家庭內(nèi)的單個家用電器的工作情況并且能夠減少無用的運行。<2.第二實施例>[2.1.根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)]接下來，將描述本發(fā)明的第二實施例。圖6是表示根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的示意性示圖。如圖6中所示，第二實施例的系統(tǒng)也包括:家用電器100、檢測設備400和接收設備300。如同第一實施例中一樣，檢測設備400安裝在家用電器100的背面。在第二實施例中，安裝在家用電器100上的檢測設備400通過線纜把關(guān)于電磁波的信息傳送給接收設備300。此時，檢測設備400通過電力線通信(PLC)系統(tǒng)把關(guān)于電磁波的信息發(fā)送給接收設備300，該PLC系統(tǒng)具有與家用電器100的插口(電源插頭)110結(jié)合的結(jié)構(gòu)。如圖6中所示，檢測設備400包括:環(huán)形天線402和檢測單元404。環(huán)形天線402把由家用電器100產(chǎn)生的電磁波的信號發(fā)送給檢測單元404，并且檢測單元404檢測電磁波。檢測到的電磁波通過PLC傳輸被從家用電器100的插口 110傳輸?shù)浇邮赵O備300。雖然接收設備300的結(jié)構(gòu)基本上與參照圖3描述的第一實施例相同，但未提供接收天線301,因為在第二實施例中通過線纜傳輸關(guān)于電磁波的信息。如同第一實施例中一樣，接收設備300基于電磁波的功率譜確定家用電器100的型號和運行模式，并顯示功率消耗。根據(jù)如上 所述的第二實施例，通過經(jīng)線纜把關(guān)于電磁波的信息從檢測設備400傳輸?shù)浇邮赵O備300,可基于從家用電器100發(fā)射的電磁波確定家用電器100的型號和運行模式。通過顯示根據(jù)家用電器100的型號和運行模式估計的功率消耗，可允許用戶識別關(guān)于功率消耗的信息并實現(xiàn)節(jié)能。<3.第三實施例>[3.1.根據(jù)第三實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)]接下來，將描述本發(fā)明的第三實施例。圖7是表示根據(jù)第三實施例的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的示意性示圖。如圖7中所示，第三實施例的系統(tǒng)具有空調(diào)器120和電視接收器140作為家用電器。另外，第三實施例的系統(tǒng)具有用于操作空調(diào)器120的空調(diào)器120的RF遙控器150、用于操作電視接收器140的電視接收器140的RF遙控器160、處理設備500和數(shù)據(jù)庫 600。空調(diào)器120的RF遙控器150和電視接收器140的RF遙控器160通過把與用戶的操作對應的電磁波發(fā)送給空調(diào)器120和電視接收器140，使空調(diào)器120和電視接收器140根據(jù)用戶的操作而工作。處理設備500具有基本上與第一實施例的接收設備300相同的結(jié)構(gòu)，接收由空調(diào)器120的RF遙控器150和電視接收器140的RF遙控器160發(fā)送的電磁波，基于電磁波的功率譜確定空調(diào)器120和電視接收器140中的每一個是否在工作，還確定它的運行模式。在第三實施例中，基于 確定結(jié)果估計每個家用電器的能量消耗，并且關(guān)于能量消耗的信息被提供給用戶。[3.2.第三實施例中的處理設備的處理過程]圖8是表示第三實施例中的處理設備500的處理過程的流程圖。首先，在步驟S32中，確定是否已接收到由空調(diào)器120的RF遙控器150和電視接收器140的RF遙控器160發(fā)送的電磁波。當已接收到電磁波時，流程前進至步驟S34。當未接收到電磁波時，流程前進至步驟S42。在步驟S34中，基于接收到的電磁波識別在工作的家用電器及其運行模式。在下一步驟S36中，確定是否已正常識別家用電器和運行模式。當已正常執(zhí)行識別時，流程前進至步驟S38。因為功率譜隨著時間的過去而變化，所以在步驟S38中執(zhí)行對功率譜的積分值求平均的統(tǒng)計處理。另外，在步驟S38中，基于統(tǒng)計處理的結(jié)果執(zhí)行估計能量消耗的處理。接下來，在步驟S40中，顯示單元312基于步驟S38的估計的結(jié)果執(zhí)行顯示。在下一步驟S42中，確定流程是否結(jié)束。當流程結(jié)束時，圖8的流程結(jié)束。另一方面，當流程未結(jié)束時，流程返回至步驟S32，并且執(zhí)行隨后的處理。根據(jù)如上所述的第三實施例，可基于由空調(diào)器120的RF遙控器150和電視接收器140的RF遙控器160發(fā)射的電磁波確定空調(diào)器120和電視接收器140的運行模式。通過顯示根據(jù)空調(diào)器120和電視接收器140的運行模式估計的功率消耗，可允許用戶識別關(guān)于功率消耗的信息并實現(xiàn)節(jié)能。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，在不脫離所附權(quán)利要求或其等同的范圍的情況下，可以根據(jù)設計的需要和其它因素做出各種修改、組合、子組合和替換。另外，本技術(shù)也可如下構(gòu)造。(I) 一種功率管理系統(tǒng)，包括:檢測設備，構(gòu)造為檢測與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波；和接收設備，包括構(gòu)造為基于電磁波的功率譜確定機器的類型的機器確定單元、構(gòu)造為基于電磁波的功率譜確定機器的運行的運行確定單元和構(gòu)造為基于機器的類型和運行估計機器的功率消耗的功率估計單元。(2)如(I)所述的功率管理系統(tǒng)，其中所述接收設備包括構(gòu)造為顯示所估計的功率消耗的顯示單元。(3)如(I)所述的功率管理系統(tǒng)，其中所述接收設備通過無線或有線通信從檢測設備獲取關(guān)于電磁波的信息。(4)如⑴所述的功率管理系統(tǒng)，其中與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波是由機器的電子電路產(chǎn)生的電磁波。(5)如⑴所述的功率管理系統(tǒng)，其中與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波是由操作機器的遙控器產(chǎn)生的電磁波。(6)如⑴所述的功率管理系統(tǒng)，其中所述接收設備包括構(gòu)造為分析電磁波的譜的檢測單元。(7)如⑴所述的功率管理系統(tǒng)，其中所述機器確定單元分析電磁波的譜。(8) 一種功率管理方法，包括:檢測與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波；基于電磁波的功率譜確定機器的類型；基于電磁波確定機器的運行；以及基于機器的類型和運行估計機器`的功率消耗。本發(fā)明包含與2012年2月3日提交給日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2012-021890中公開的主題相關(guān)的主題，該專利申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種功率管理系統(tǒng),包括: 檢測設備，構(gòu)造為檢測與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波；和 接收設備，包括構(gòu)造為基于電磁波的功率譜確定機器的類型的機器確定單元、構(gòu)造為基于電磁波的功率譜確定機器的運行的運行確定單元和構(gòu)造為基于機器的類型和運行估計機器的功率消耗的功率估計單元。
2.如權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其中所述接收設備包括構(gòu)造為顯示所估計的功率消耗的顯示單元。
3.如權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其中所述接收設備通過無線或有線通信從檢測設備獲取關(guān)于電磁波的信息。
4.如權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其中與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波是由機器的電子電路產(chǎn)生的電磁波。
5.如權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其中與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波是由操作機器的遙控器產(chǎn)生的電磁波。
6.如權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其中所述接收設備包括構(gòu)造為分析電磁波的譜的檢測單元。
7.如權(quán)利要求1所述的功率管理系統(tǒng)，其中所述機器確定單元分析電磁波的譜。
8.—種功率管理方法,包括: 檢測與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波； 基于電磁波的功率譜確定機器`的類型； 基于電磁波的功率譜確定機器的運行；以及 基于機器的類型和運行估計機器的功率消耗。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種功率管理系統(tǒng)和功率管理方法。一種功率管理系統(tǒng)，包括檢測設備，構(gòu)造為檢測與機器的運行相關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生的電磁波；和接收設備，包括構(gòu)造為基于電磁波的功率譜確定機器的類型的機器確定單元、構(gòu)造為基于電磁波的功率譜確定機器的運行的運行確定單元和構(gòu)造為基于機器的類型和運行估計機器的功率消耗的功率估計單元。
文檔編號G01R21/00GK103245828SQ201310028960
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者村林升, 崗本裕成 申請人:索尼公司