Transcript 情報家電機器感協調動作による包括的電源管理機構

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
環境情報学部
2 政策・メディア研究科
1
志和木 愛子 1
柳原 正 2
石井 かおり 2
徳田 英幸 1,2
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

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
家庭における省電力
家電機器自体の消費電力削減
 機器の使用方法改善による節減

不用に稼動している機器をこまめに消す
ユーザに大幅な負担
・機器の操作回数の増加
・操作を行うための気遣い
目的

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
 ユーザの負担を代行する
電力節減機構の構築
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
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
USPMシステム
Using device Usage Status for
Power Management
機能
家電機器

節電のための
機器状態変更 位置情報センサ

ユーザビリティ
保持のための
機器状態復元
USPM
クライアイント
家電機器
USPM
クライアイント
USPMサーバ
HomeServer
家電機器の状態

ユーザの機器利用状況  機能の稼動状況に
に基づく機器の状態
基づく機器の状態
- 機器の電力状態
- 機器の詳細状態
稼動状態
省電力状態
スタンバイ状態
停止状態
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
USPMシステム機能①
節電のための機器状態変更

ユーザの機器利用状況把握
• 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）
最適電力状態の検討
USPMシステム
ユーザの
機器利用状況変化 状態条件定義
電力状態
変更命令
電力状態
変更
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
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
OFF
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
？
USPM
システム
問い合わせ
USPM
システム
状態条件定義
USPMシステム
機器利用
状況変化
最適電力状態の検索
スピーカの
状態条件定義
電力状態
変更要求
スピーカ
テレビ
テレビの
状態条件定義
CDプレーヤの
状態条件定義
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
CDプレーヤ
USPMシステム機能②
詳細状態復元

スナップショットによる詳細状態保存
（詳細状態情報）

スナップショットを利用した詳細状態復元
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
ユーザ退室
ユーザ退室履歴
電力状態変更命令 スナップショット
電力状態
変更
機能状態復元の検討
USPMシステム
ユーザ入室
ユーザ退室履歴
詳細状態
復元命令
スナップショット
詳細状態
復元
スナップショット
USPMシステム
1/31 10:10
aiko退室
スナップショット要求
退室履歴 登録
ユーザ
家電機器
時刻
1/31
1/31
10:10:00
tomoko 1/31 9:15:30
9:15:30
再生
aiko
1/31 10:10:00
再生
テープ70%
テープ20%
詳細状態復元命令
USPMシステム
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
ユーザ
時刻
aiko
1/31 10:10:00
家電機器
1/31 10:10:00
再生
テープ70%
システム構成
家電機器
位置情報センサ
通信部
家電機器
通信部
USPMクライアント
通信部 制御部
スナップ
ショット
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
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
ホームサーバ
状態条件定義
USPMサーバ
家電機器の振る舞い

電力状態変化通知
USPMシステム
状態変化

通知
電力状態変更処理
• 省電力状態→ディスプレイ表示カット

スナップショット保存
• 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
実装

USPMサーバ環境
項目
CPU
実装環境
450MHz
メモリ
256Mb
OS
Linux2.4.18
言語
JDK1.4.1
データベース
PostgreSQL7.2.3
実装
DeviceMonitor
DeviceNotifyer
MonitorThread
Handler
LeaveOp
LeaveOp
Handler
EnterOp
EnterOp
Handler
UserNotifyer
DeviceID
Message
StateChangeOp
ユーザデバイス
通知部
ユーザデバイス
管理部
RestoreMsg
状態検索部
Condition
Checker
状態復元部
SnapShotRecord
Manager
Device
Manager
UserLocation
Manager
DeviceState
Manager
Condition
Manager
Device
Definition
UserLocation
DeviceState
Condition
SnapShot
Record
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
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
1.2%節減
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
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
入室時処理時間
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
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