ユーザの機器利用状況に基づく 家庭内電力管理機構

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1 ユーザの機器利用状況に基づく 家庭内電力管理機構
慶應義塾大学　1 環境情報学部 　　　　　　 政策・メディア研究科 志和木　愛子 1 柳原　正 2 石井　かおり 2 徳田　英幸 1,2

2 目次 背景と目的 機能要件 設計 実装 評価 今後の課題とまとめ

3 背景 家庭における 　エネルギー消費量の 　　　　　　　　　　　 増加 省エネの必要性 家庭の情報化 　　ECHONET, OpenPLANET,IHome

4 家庭における省電力 機器の使用方法改善による節減 家電機器自体の消費電力削減 ユーザに大幅な負担 不用に稼動している機器をこまめに消す
　　　　　　　　　・機器の操作回数の増加 　　　　　　　　　・操作を行うための気遣い

5 目的 ユーザの負担を代行する 電力節減機構の構築 ユーザが行うべき電力節減行為を より確実にする 家庭の情報インフラを利用
　より確実にする 家庭の情報インフラを利用 ユーザの負担を代行する 　　　　　　　　　　　　電力節減機構の構築 ユーザの省エネ行動を肩代わり センサ、機器から情報を取得し、 家電機器を管理、制御することで 家庭での電力消費を効率化させる

6 ユーザの機器利用状況に基づく 電力管理 不用に稼動する機器を減らす 　→　ユーザの機器利用状況を考慮する

7 機能要件 不用な機器の検知 電力節減処理 ユーザビリティ

8 USPMシステム 機器状態変更 機器状態復元 Using device Usage Status for Power Management
機能 節電のための 　機器状態変更 ユーザビリティ 　　　保持のための 　機器状態復元 家電機器 USPM クライアイント 家電機器 USPM クライアイント 位置情報センサ HomeServer USPMサーバ

9 家電機器の状態 ユーザの機器利用状況に基づく機器の状態 - 機器の電力状態 機能の稼動状況に基づく機器の状態 - 機器の詳細状態 詳細状態
　- 機器の電力状態 機能の稼動状況に基づく機器の状態 　- 機器の詳細状態 稼動状態 詳細状態 録画機能:稼動中 再生機能:停止中 テープの状態:70% 動画出力機能:停止中 省電力状態 スタンバイ状態 停止状態

10 節電のための機器状態変更 ユーザの機器利用状況把握 不用な機器の電力状態変更 （電力節減） USPMシステム機能① ユーザの位置
依存機器の状態 ユーザ問い合わせ 不用な機器の電力状態変更　（電力節減） 状態条件定義を説明する 最適電力状態の検討 USPMシステム 状態条件定義 電力状態 変更 　　　ユーザの 機器利用状況変化 電力状態 変更命令

11 ユーザの機器利用状況把握(1) ユーザの位置 ユーザ：機器と同室 機器は利用されている ユーザ：機器と別室 機器は利用されていない
機器ごとに定義！！！ ユーザに直接、すぐにサービスを働きかける機器 ユーザがサービスを消費しないと無駄になる。ユーザの様子からユーザの利用状況を判断できる。 機器周辺のユーザに対してサービスを提供する →ユーザが側にいなければ、機器を利用していない。 特に部屋。視覚、聴覚の限界である可能性。部屋単位の位置を利用する。 機器は利用されていない

12 ユーザの機器利用状況把握(2) 依存機器の電力状態 依存機器が停止　＝　機器は利用されていない ON OFF OFF

13 ユーザの機器利用状況把握(3) ユーザ問い合わせ 機器利用状況を判断できない場合 ？ 問い合わせ USPM システム USPM システム

14 状態条件定義 電力状態 変更要求 USPMシステム スピーカ 機器利用 状況変化 最適電力状態の検索 テレビ CDプレーヤ
テレビの 状態条件定義 スピーカの 状態条件定義 CDプレーヤの 状態条件定義 CDプレーヤ スピーカの状態条件定義 変更状態 機器利用状況 省電力状態 ユーザ不在 停止状態 CDプレーヤ停止状態

15 詳細状態復元 スナップショットによる詳細状態保存 スナップショットを利用した詳細状態復元 USPMシステム機能② （詳細状態情報）
最適電力状態の検討 スナップショット 保存 スナップショット命令 USPMシステム 電力状態 変更 電力状態変更命令 ユーザ退室 ユーザ退室履歴 ユーザの負担軽減！ 機能状態復元の検討 詳細状態 復元 詳細状態 復元命令 USPMシステム ユーザ入室 ユーザ退室履歴 スナップショット

16 スナップショット USPMシステム ユーザ 時刻 tomoko 1/31 9:15:30 aiko 1/31 10:10:00
スナップショット要求 aiko退室 退室履歴　登録 家電機器 ユーザ 時刻 tomoko 1/31 9:15:30 aiko 1/31 10:10:00 1/31 10:10:00 再生 テープ70% 1/ :15:30 再生 テープ20% USPMシステム 詳細状態復元命令 1/31 10:20 [1/31 10:10]の状態に戻せ aiko入室 有効時間：３０分 有効退室履歴　検索 家電機器 ユーザ 時刻 aiko 1/31 10:10:00 1/31 10:10:00 再生 テープ70%

17 システム構成 家電機器 位置情報センサ USPMクライアント TCPによる通信機能 機能制御機能 データ管理機能 TCPによる通信機能
スナップ ショット 通信部 通信部 通信部 制御部 TCPによる通信機能 ユーザデバイス管理部 ユーザデバイス通知部 状態検索部 状態復元部 TCPによる通信機能 Javaによる データ管理・処理機能 ユーザ退室履歴 状態条件定義 USPMサーバ ホームサーバ

18 家電機器の振る舞い 電力状態変化通知 電力状態変更処理 スナップショット保存 スナップショット復元 省電力状態→ディスプレイ表示カット 時刻
機器の詳細状態 スナップショット復元 前回ユーザ退室時刻を基にした復元 USPMシステム 状態変化 通知 USPMプログラムが家電機器の中で動いて， 家電のある機能を呼び出す。 USPMプログラムは， USPNサーバとの通信などを行う。

19 実装 USPMサーバ環境 項目 実装環境 CPU 450MHz メモリ 256Mb OS Linux2.4.18 言語 JDK1.4.1
データベース PostgreSQL7.2.3

20 実装 DeviceMonitor DeviceNotifyer UserNotifyer DeviceID Message LeaveOp
MonitorThread Handler DeviceID Message LeaveOp EnterOp StateChangeOp ユーザデバイス 通知部 RestoreMsg LeaveOp Handler EnterOp Handler ユーザデバイス 管理部 状態検索部 Condition Checker 状態復元部 Device Manager UserLocation Manager DeviceState Manager Condition Manager SnapShotRecord Manager Device Definition UserLocation DeviceState Condition SnapShot Record

21 評価１ 省電力効果 ワーストケース ベストケース システム使用時の総消費電力量 TXc+T(1-X)(a+c) システムが有効となる条件
評価１　省電力効果 ワーストケース ベストケース T 測定総時間 Ｘ ユーザ退室総時間の割合 システム使用時の総消費電力量 　　TXc+T(1-X)(a+c) システムが有効となる条件 　　X>c/a

22 評価1 省電力効果 想定ケース システム未使用時の総消費電力量 TYb+T(1-Y)a システムが有効となる条件
評価1　省電力効果 想定ケース T 測定総時間 Ｘ ユーザ退室総時間の割合 Ｙ　機器を待機状態にして ユーザが退室した 総時間の割合 システム未使用時の総消費電力量 　TYb+T(1-Y)a システム使用時の総消費電力量 　T(X+Y)c+T(1-X-Y)(a+c) システムが有効となる条件 　　Y<(-Xa+b)/c A=170w,b=0.4w,c=6w T=120s X=0.1 Y=0.2　と想定する場合 　システム未使用時消費電力量　299wh システム使用時消費電力量　　 250wh %節減

23 評価2 処理所要時間 所要時間 USPMサーバ内処理 退室時処理時間 入室時処理時間 ユーザ位置変化通知の受け取りから
評価2　処理所要時間 所要時間 　USPMサーバ内処理 ユーザ位置変化通知の受け取りから 家電機器へ要求発行まで 退室時処理時間 入室時処理時間

24 今後の課題 状態条件定義の効率化 家電メーカの役割 ユーザの役割 家庭環境における評価

25 まとめ ユーザの機器利用状況に基づく電力管理機構 　　ＵＳＰＭシステムの提供 ユーザ負担を減らした電力節減を実行