JP5872589B2 - 家電製品を用いてエネルギー消費量を効果的に管理する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、エネルギー消費量の効果的な管理に関する。特に、家庭エネルギー情報ゲートウェイを使用して、家電製品を用いてエネルギー消費量を効果的に管理する方法及びシステムを提供する。

モノのインターネットの出現により、ヒトだけでなくモノを介したリアルタイム通信がいつでもどこからでも可能になる。革新的なアプリケーション及びサービスが大量に生まれ、これによって生活の質が向上し、不平等が減少していく一方で、進取の事業主に新たな収益機会が提供される。日々使用する物及び装置を巨大なデータベース及びネットワークに接続し、実際にネットワークのネットワーク（インターネット）に接続するためには、単純で目立たず、費用効果の高い品目識別システムが重要であり、このシステムがあって初めてモノに関するデータを収集、処理することができる。

エネルギーコストが上昇し、電気供給により頻繁に混乱が起こり、消費者は、自身のエネルギー使用量及び請求額にさらに注意を払うようになった。「どこで、いつ、どれだけの」エネルギー量を消費しているのかについてさらに多くの情報があると、ユーザは、より効果的にエネルギーを制御するためにさらによい状況に置かれる。詳細情報を多く取得できるほど、エネルギー消費量をさらに多く制御することができる。エネルギー供給者の視点からも情報は有益であり、例えば、家庭エネルギー情報ゲートウェイを通して収集された詳細データがあれば、エネルギー供給者は、需要と供給の不均衡が起こるおそれのある時期をさらに正確に予測することができるようになる。すると供給者は、エネルギーゲートウェイを使用して、合意のパラメータの範囲内で、遠隔から顧客のサーモスタット（装備されていれば）を調整して、必要な負荷削減目標を達成することができる。

家庭のエネルギー消費量に関する情報は、様々な形態及び様々な方法でユーザが取得できるようになっているが、既存のエネルギー情報ゲートウェイにまつわる特定の欠点は、依然として存在する。エネルギー情報を見て制御するためには、パーソナルコンピュータなど、専用のディスプレイ装置が常に必要である。コンピュータは、Ｊａｖａ（登録商標である）、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）−オペレーティングシステム（ＯＳ）及び最新のインターネット技術を備えている。ユーザは、スマートメータに設定されるアカウントを開設する必要があり、このスマートメータがエネルギー消費量を監視する。スマートメータは、エネルギー消費データを定期的な間隔でリモートサーバに送信し、ユーザは、パーソナルコンピュータベースのブラウザを使用して自身のアカウントにログインする必要がある。ユーザは、自身のパーソナルコンピュータにログインしてエネルギー消費パターンのトラックを維持しなければならず、週毎、月毎または年毎のエネルギー消費データをディスプレイ装置上に生成して可視化しなければならない。ほとんどの既存の対策は、パーソナルコンピュータまたはその他の高コストの装置を使用してエネルギーデータを処理し、見えるようにしようとするものである。これは、技術的経験の乏しい人には不便であり、常時稼働しているのであれば、これもエネルギー消費量が高くなる。そのため、ディスプレイ装置自体の電力消費が高ければ、エネルギー保存の目的が自滅してしまう。専用のディスプレイ装置は、経済性及びエネルギー消費量の視点からは好ましいものではない。

既存の対策で直面しているいくつかの主な欠点は、以下のものである：家電製品の監視及び制御に別々のタッチパネルに基づくディスプレイ媒体を使用するものがあるが、これは全体コストが増加する；テレビを使用した２４時間体制での家電製品の監視及び制御が十分ではない；制御対策がヒトの介入を必要とするものである；現地の天候または環境条件が家電製品に及ぼす影響を考慮していない；その月の予算を設定して全体の消費を計画している；エネルギー消費量のデータ分析が基本レベルである。このほか、ユーザが現在の料金、現在の消費量及び消費力の高い各々の電化製品に対するコストをリアルタイムで見ることができれば、ユーザは、負荷を変更するまたは必要のないときは負荷を切ることによって、各々の電化製品をさらに効果的に制御でき、これによって、家庭内の合計エネルギー消費量を低減し、総合的なピーク時のエネルギー需要を低減することができる。

家電製品を用いてエネルギー消費量の効果的な管理を達成するためには、家庭エネルギー情報ゲートウェイとして作用できる対策を考案する必要がある。また、専用のディスプレイ装置の必要性を排除するために、既存のディスプレイ装置及びホームエリアネットワークを利用できる対策に対する必要性もある。我々が知っている既存の方法及びシステムのなかには、以下のものがある。

Ｋｅｒｏｆｓｋｙに付与された特許文献１には、電力を制御するディスプレイ装置を用いて電力消費量を制御する方法及びシステムが提供されている。Ｋｅｒｏｆｓｋｙは、電力コストのデータ及びユーザの好みを受信し、内部のディスプレイコンポーネント及び接続された電力消費装置を制御できる電力消費スケジュールを生成する、電力制御ディスプレイ装置について教示している。

Ｖｏｇｅｌらに付与された特許文献２には、仮想エネルギー管理ディスプレイの方法及びシステムが提供されている。Ｖｏｇｅｌらは、特に、ホームエリアネットワーク内の電子ディスプレイ装置に連結されたＲＦ通信の使用が可能なメモリ記憶装置を用いて、エネルギー管理関連情報を表す電子データを、メッシュ状のローカルエリアネットワークを介して周期的に受信することについて教示している。

Ｅｇｍｏｎｄらに付与された特許文献３には、低コストのディスプレイ装置が提供されている。Ｅｇｍｏｎｄら、Ｙｅｄｉｄａらは、特に、家庭でのエネルギー消費量に関する実際の情報をレンダリングし、消費者がエネルギー消費量を節約する目標を設定できるようにし、その目標が達成されたかどうかの結果を見られるようにすることについて教示している。

Ｂｅｅｃｈｅｒ Ｔｕｔｔｌｅは、非特許文献１において、トヨタの顧客基盤がエネルギー消費量をよりよく制御できるようにした成果を開示しており、トヨタは、家庭、車両及び電力会社を結びつけるスマートセンターシステムを開発していることを最近発表した。オールインワンのエネルギー管理システムによって、顧客は、自身のテレビまたは携帯電話を使用して、自身の家で消費されるエネルギー量を監視することができる。

Ｊｉｍ Ｈａｍｍｅｔｔは、非特許文献２において、パイロットプログラムを開示しており、このプログラムでは、５０世帯がＥｄｉｓｏｎ社の既存の光ファイバーネットワークを現地の電話及びケーブルテレビ設備と組み合わせて使用する。ＡＥＭＳ社は、各々の電化製品に対するエネルギープロファイルを提供し、常時、または日、週もしくは月ベースでエネルギー使用量を比較している。家の所有者は、Ｅｄｉｓｏｎ社が供給する様々なレートを比較でき、参加者は、顧客別の請求書を受け取り、この請求書には、監視された各々の電化製品がどのように総請求額に反映されているかが示される。

Ｋｕｓｈｉｒｏ．Ｎらは、非特許文献３において、プラグアンドプレイ機構を備えた低コストで信頼性の高いレジデンシャルゲートウェイコントローラ（レジデンシャルＧ／Ｗ）を家庭用エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）向けに開発したことを開示している。

Ｉｎｏｕｅ．Ｍらは、非特許文献４において、家庭用エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）向けのネットワークアーキテクチャを開示している。

上記の先行技術は、家電製品を用いてエネルギー消費量を効果的に管理するための効果的な方法及びシステムの開示には至っていない。先行技術は、家電製品のエネルギー使用情報を消費者の手に届けるために、既存のディスプレイ装置及びホームエリアネットワークを利用できる方法及びシステムの開示にも至っていない。

そのため、上記の背景技術に鑑みて、家電製品を用いてエネルギー消費量を効果的に管理でき、別々のディスプレイ装置及びホームエリアネットワークを排除して家電製品のエネルギー使用情報を届ける対策の必要性があることは明らかである。

米国特許第２０１０３２１５７４Ａ号 米国特許第２０１０１２７８８９Ａ号 欧州特許第２１５７４０８Ａ号

Ｂｅｅｃｈｅｒ Ｔｕｔｔｌｅ、「Ｓｍａｒｔ ｈｏｍｅ｜Ｔｏｙｏｔａ ｔｏ Ｒｏｌｌ Ｏｕｔ ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ２０１２（スマートホーム｜２０１２年トヨタが家庭用エネルギー管理システムを公開）」 Ｊｉｍ Ｈａｍｍｅｔｔ、「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（相互作用的な家庭用エネルギー管理）」 Ｋｕｓｈｉｒｏ．Ｎら、「Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｇａｔｅｗａｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ ｈｏｍｅ ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ（家庭用エネルギー管理システム向けの統合型レジデンシャルゲートウェイコントローラ）」 Ｉｎｏｕｅ．Ｍら、「Ｎｅｔｗｏｒｋ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｈｏｍｅ ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ（家庭用エネルギー管理システム向けのネットワークアーキテクチャ）」

本発明は、家庭エネルギー情報ゲートウェイを使用して、家電製品を用いてエネルギー消費量を効果的に管理するための方法及びシステムを提供することを課題とする。

本発明のもう１つの目的は、効果的かつ経済的な家庭エネルギー情報ゲートウェイに対する方法及びシステムであって、エネルギー消費情報を提供し、セットトップボックスのようなゲートウェイ装置を介した通信インターフェースをテレビなどの既存のディスプレイ装置に提供できることによって、余分なディスプレイ媒体コストを削減する方法及びシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、ユーザが、家電製品のエネルギー消費量を監視して、家電製品のエネルギー消費量を調節し、ウェブユーザインターフェースを使用して節約の主導権を優先的に持ち、家電製品のエネルギー消費量を最適化できるようにすることである。

本発明のもう１つの目的は、日毎、週毎、ピーク時間の顧客別のエネルギー消費量の詳細な統計レポート及びグラフを、現在の料金体系に基づいたその時点のエネルギー消費価格を含めて、テレビに搭載されたエネルギー可視化アプリケーションを用いて生成して、エネルギー消費量を制御し、効果的に管理するための方法及びシステムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、エネルギー供給者が、家庭エネルギー情報ゲートウェイを通して収集された詳細データを使用して、需要と供給の不均衡を予測でき、これに応じてエネルギー網の調整に対する計画を立てられるようにすることである。

本発明のさらにもう１つの目的は、ユーザが、有線（イーサネット（登録商標である））または無線（３Ｇ）のインターネット接続によるインターネットサポートを使用して、家電製品を用いて家庭のエネルギー消費量を見て管理できるようにすることである。

本発明のまたさらにもう１つの目的は、天候のウェブサイトから現地の天候状態を引き出し、理知的なルールエンジンが、そのような天候状態でエネルギーの消費量が少なくなるように電化製品のいくつかを設定するための方法及びシステムを提供することである。

本発明は、記載する特定のシステム及び方法に限定されず、本発明の実施形態には多数の可能性があるが、このような実施形態は本開示には明記していない。本明細書で使用する専門用語は、特定のバージョンまたは実施形態を説明することのみを目的としており、本発明の範囲を限定する意図はない。

本発明は、家庭エネルギー情報ゲートウェイを使用して、家電製品を用いたエネルギー消費量の効果的な管理を提供する。

本発明の一実施形態では、ホームエリアネットワークに接続したテレビなどの既存のディスプレイ装置に搭載された、ゲートウェイ装置のようなセットトップボックスを介するスマートメータ及び通信インターフェースを使用してエネルギー消費情報を提供できる、経済的かつ効果的なエネルギー情報ゲートウェイのための方法及びシステムを提供する。

本発明の一実施形態では、本方法は、家電製品のエネルギー消費量を所定間隔で識別し、識別したエネルギー消費情報を、高度なエネルギースマートメータを使用してセットトップボックスに送信し；送信したエネルギー消費情報を、シリアル通信プロトコル、（Ｍｏｄｂｕｓ ４８５）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）またはＭ−ｂｕｓを介して受信し、受信したエネルギー消費情報をリモートサーバに通信して、セットトップボックスを用いて、エネルギー消費量を事前に計画した間隔でさらに課金し；受信し、通信し、課金したエネルギー消費情報を、セットトップボックスによって有効にし；有効にしたエネルギー消費情報を分析して、さらにテレビに表示し、エネルギー消費量を効果的に管理するために、家電製品について表示したエネルギー消費情報を使用してエネルギー消費量を最適化するために提供される。

本発明の一実施形態では、本方法及びシステムは、日毎、週毎、ピーク時間の顧客別のエネルギー消費量の詳細な統計レポート及びグラフを、現在の料金体系に基づいたその時点のエネルギー消費価格を含めて、テレビに搭載されたエネルギー可視化アプリケーションを用いて生成して、エネルギー消費量を制御し、効果的に管理するために提供される。本発明は、消費者ならびにエネルギーを供給する電力会社及び独立系発電事業者にも広範囲にわたる利益をもたらす。

上記の方法及びシステムは、家庭エネルギー情報ゲートウェイを使用して家電製品を用いたエネルギー消費を効果的に管理することが好ましいが、その他の多くの用途に使用されてもよい。

家庭エネルギー情報ゲートウェイのフローチャート 家庭エネルギー情報ゲートウェイのブロック図 １日のエネルギー消費量を示すグラフ エネルギー消費量を示すウェブインターフェースのホームページを示す説明図 電化製品の監視及び制御を示すウェブインターフェースの説明図 １週間の消費グラフを示すウェブインターフェースの説明図 家庭エネルギー情報ゲートウェイのコールフローチャート 家庭エネルギー情報ゲートウェイのコールフローチャート 家庭エネルギー情報ゲートウェイのコールフローチャート

以下の好適な実施形態の詳細な記載は、添付の図面と合わせて読むとさらによくわかる。本発明を説明する目的で、図面には本発明の例示的な構築を示しているが、本発明は、開示した特定の方法及びシステムに限定されるものではない。

次に、本発明のいくつかの実施形態を、その特徴をすべて説明しながら詳細に考察していく。

「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含有する）」及び「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」という単語ならびにこれらの単語のその他の形態は、意味上は同等で無制限であることを意図しており、これらの単語に続く１つまたは複数の項目は、そのような項目を独占的に列挙しているという意味ではなく、列挙した項目のみに限定されるという意味でもない。

本明細書で使用するように、単数形の「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」には、特に明瞭な記載がない限り、複数を指すものが含まれることにも注意されたい。本明細書に記載するものと類似または同等の任意のシステム及び方法を、本発明の実施形態の実施または試験で使用することができ、好適なシステム及び方法を以下に記載する。

開示される実施形態は、単に本発明の例示であり、様々な形態で具現化されてよい。

本発明は、スマートメータデータを収集し、ユーザにわかりやすい報告内容及びグラフを生成する方法で、家庭内のエネルギー量を監視し、制御し、表示することによって、エネルギー消費量を効果的に管理する方法及びシステムを可能にするものである。さらに詳細には、本発明は、ゲートウェイのようなセットトップボックスを介して、ウィジェットの観点からテレビなどの既存のディスプレイ装置にスマートメータデータ及び通信インターフェースを表示する方法及びシステムを提供する。

本発明は、複数の電化製品を用いてエネルギー消費量を効果的に管理する方法であって、複数の電化製品に通信的に接続した専用のローカルエリアネットワークに対して、家庭エネルギー情報ゲートウェイを用いることを特徴とする方法において、コンピュータに実装した：
ａ．少なくとも１つの電化製品のエネルギー消費量を所定間隔で識別し、この識別したエネルギー消費情報を、高度なエネルギースマートメータ（２０８）を使用してセットトップボックス（２１０）に送信するステップ；
ｂ．識別したエネルギー消費情報をリモートサーバに通信して、セットトップボックス（２１０）を用いて、事前に計画した間隔でエネルギー消費量をさらに課金するステップ；及び
ｃ．有効にしたエネルギー消費情報を分析してさらにテレビ（２１２）に表示し、電化製品について表示されたエネルギー消費情報を使用して電化製品を制御することによって、エネルギー消費量を最適化して、エネルギー消費量を効果的に管理するステップ
を含む方法を提供する。

本発明は、複数の電化製品を用いてエネルギー消費量を効果的に管理するシステムであって、複数の電化製品に通信的に接続した専用のホームエリアネットワークに対して、家庭エネルギー情報ゲートウェイを用いることを特徴とするシステムにおいて：
ａ．ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）を対象に、家庭エネルギー情報ゲートウェイに通信的に接続した複数の電化製品；
ｂ．ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）を対象に、複数の電化製品及び家庭エネルギー情報ゲートウェイに通信的に接続されたスマートメータであって、複数の電化製品のエネルギー消費量を所定間隔で識別し、さらにこれを送信するように適応された高度なエネルギースマートメータ（２０８）；
ｃ．ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）に通信的に接続されたセットトップボックスであって、シリアル通信プロトコル、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＭＢｕｓまたは電力線を介して高度なエネルギースマートメータ（２０８）が送信したエネルギー消費情報を受信するように適応され、受信したエネルギー消費情報をリモートサーバに通信して、事前に計画した間隔でエネルギー消費量をさらに課金し、受信し、通信し、課金したエネルギー消費情報を有効にする、セットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）；
ｄ．家庭エネルギー情報ゲートウェイで実行される分析ルールエンジンであって、複数の電化製品のエネルギー消費データの分析をサポートするように適応された分析ルールエンジン；
ｅ．複数の電化製品の有効にしたエネルギー消費情報及び分析したエネルギー消費データを表示して、エンドユーザの実感を高めるように適応されたテレビ（２１２）；及び
ｆ．インターネット（２１４）を通して接続された電力会社または独立系発電事業者のサーバがホストする電力会社または独立系発電事業者のポータルサイト（２１６）
を備えるシステムを提供する。

図１は、家庭エネルギー情報ゲートウェイのフローチャートである。
プロセスは、ステップ１０２から始まり、このステップでは、少なくとも１つの家電製品のエネルギー消費量を、ユーザが規定した規則的な間隔で識別する。ステップ１０４では、識別したエネルギー消費情報をセットトップボックスに送信する。ステップ１０６では、送信したエネルギー消費情報を、シリアル通信プロトコル、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｍｂｕｓまたは電力線を介してセットトップボックスで受信する。ステップ１０８では、受信したエネルギー消費情報をリモートサーバに通信して、事前に計画した間隔でさらに課金する。ステップ１１０では、受信し、通信し、課金したエネルギー消費情報を有効にする。ステップ１１２では、有効にしたエネルギー消費情報を分析する。ステップ１１４では、分析したエネルギー消費情報を表示する。このプロセスは、ステップ１１６で終了し、このステップでは、テレビに搭載されたセットトップボックス装置を通して少なくとも家電製品について表示したエネルギー消費情報を使用して、エネルギー消費量を最適化する。

図２は、家庭エネルギー情報ゲートウェイのブロック図である。
家庭エネルギー情報ゲートウェイは、冷蔵庫（２０２）を使用可能にしたホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）、洗濯機（２０４）を使用可能にしたホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）、エアコン（２０６）を使用可能にしたホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）、スマートメータ（２０８）を使用可能にしたホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）、ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）のセットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）、テレビ（２１２）及びインターネット（２１４）を通して接続した電力会社／独立系発電事業者のサーバがホストする電力会社／独立系発電事業者のポータルサイト（２１６）を備える。

本発明の１つの実施形態では、家電製品のエネルギー消費量は、家電製品に接続したスマートメータ（２０８）を使用して、規則的な間隔で識別される。スマートメータ（２０８）とは、冷蔵庫（２０２）、洗濯機（２０４）、エアコン（２０６）、テレビまたは電子レンジなどだがこれに限定されない、個々の家庭の消費量を連続的に従来のメータよりも規則的な間隔で識別する高度なエネルギーメータのことである。

本発明の一実施形態では、スマートメータ（２０８）は、家電製品について識別したエネルギー消費情報をセットトップボックス（ＳＴＢ）に送信する（２１０）。セットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）は、電力会社／独立系発電事業者のサーバがホストするポータルサイト（２１６）を通して、電力会社／独立系発電事業者、スマートエネルギーメータ（２０８）及び家電製品の間のゲートウェイとして使用される。セットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）は、ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）側で、複数の接続の選択肢として利用される。さらに、セットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）は、シリアル通信プロトコルを介して送信されたエネルギー消費情報を受信する。シリアル通信プロトコルは、ＲＳ４８５ｍｏｄ−ｂｕｓプロトコル、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）及び電力線の群の中から選択される。セットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）は、複数のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートも備え、適切なユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ドングルを使用することで、セットトップボックス内で様々な接続の選択肢が可能になる。ＵＳＢとシリアルドングルとの接続は、Ｍｏｄｂｕｓ４８５ベースのスマートメータ（２０８）と相互作用するために使用されることに注意されたい。ＵＳＢベースのＺｉｇｂｅｅ（登録商標）コーディネータは、ゲートウェイに接続され、これによってＺｉｇｂｅｅ（登録商標）ＰＡＮネットワークが確立される。Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）ベースのスマートメータ（２０８）及びＺｉｇｂｅｅ（登録商標）ベースのスマート電化製品は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）ＰＡＮネットワークに接続されてメッシュトポロジーを形成する。Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）ベースではない電化製品の場合、１つのＺｉｇｂｅｅ（登録商標）ベースのプラグを家電製品と電源接続部との間に設置でき、このようにすると、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）ベースではない電化製品を、レトロフィットシステムでホームエリアネットワークのゲートウェイに接続できる。

本発明の一実施形態では、セットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）は、受信したエネルギー消費情報を、インターネット（２１４）を通して接続した電力会社または独立系発電事業者のサーバがホストするまたは管理する電力会社のポータルサイト（２１６）に通信して、事前に計画した間隔でさらに課金する。すると、データをエネルギー供給者が利用できるようにすることができ、この場合のサーバは、電力会社が管理し、ホストする。独立系発電事業者の場合、データは独立系発電事業者が利用できる。エネルギー消費情報は、監視及び課金を目的に、自動検針（ＡＭＲ）技術を使用して電力会社のポータルサイト（２１６）に通信される。ＡＭＲ技術には、電話通信プラットフォーム（有線及び無線）、無線周波数（ＲＦ）、または電力線送信に基づくモバイル技術及びネットワーク技術などがある。そのため、読み取りを提供することに加えて、メータは、電力会社から送られる命令を受信する（かつ実行する）こともできる。

本発明の一実施形態では、セットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）は、受信し、通信し、課金したエネルギー消費情報を有効にする。さらに、有効にしたエネルギー消費情報を分析する。エンドユーザは、低電力かつ費用効果の高いセットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）を通して、エネルギー消費量をテレビ（２１２）で見ることができる。

本発明の一実施形態では、ユーザは、電化製品のエネルギー消費量を監視することによってエネルギー消費量を自由に最適化でき、電化製品の予算を設定することによって電化製品のエネルギー消費量を調節し、月ベースまたはエネルギーの料金体系を基に電化製品の予算を設定する、エネルギーの低料金ゾーン内で電化製品をスケジューリングし、ウェブユーザインターフェースを使用して節約の主導権を優先的に持ち、エネルギー消費量を最適化する。
ユーザは、低電力かつ費用対効果の高いセットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）を通して、家電製品についてテレビ（２１２）に表示されたエネルギー消費情報を使用して、エネルギー消費量を自由に最適化できる。セットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）を通して収集されたエネルギー消費データによって、エネルギーを供給する電力会社／独立系発電事業者は、顧客と新たな方式で関わることもできる。
ウェブインターフェースを通して、ユーザは、自身のエネルギー消費量を監視して、自身の使用状況を変更する、または節約の主導権を優先的に持つことができるようになる。ウェブインターフェースは、家庭エネルギー情報ゲートウェイがデータを電力会社に送るのか、独立系発電事業者に送るのかによって、電力会社または独立系発電事業者のいずれかがホストするまたは管理してもよい。エネルギーを供給する電力会社／独立系発電事業者及び消費者は、使用時間率または負荷削減率などのインセンティブを通してエネルギー消費量を削減するために、協働することもできる。ウェブユーザインターフェースは、ユーザ側の天候または電力会社のサービスに基づいた電化製品の制御を提供する。家庭エネルギー情報ゲートウェイは、家庭エネルギー情報ゲートウェイで実行される家庭エネルギー情報ゲートウェイ分析ルールエンジンを使用して、高度なデータも提供し、さらにこのデータを、ポータルサイト（２１６）を通してテレビ（２１２）に表示する。高度なデータ分析は、エンドユーザの実感を高めるだけでなく、電力会社がエネルギー消費量にかかる料金体系を構成して、これをインターネット経由でセットトップボックス（ＳＴＢ）（２１０）に送るのを容易にするものでもある。家庭エネルギー情報ゲートウェイ分析ルールエンジンは、各々の電化製品に対するエネルギー消費データも、全体のエネルギー消費データも分析する。ユーザは、安全な通信を容易にすることによって、インターネット（２１４）を使用して電化製品で家庭のエネルギー消費量を見て管理することができ、この場合の安全な通信には、独立系発電事業者との完全なデータプライバシーが含まれる。エネルギー使用量に関する最新情報及び更新内容を、チッカー式のメッセージ及び／またはＲＳＳフィードまたはＳｅｒｖｅｒ−Ｓｅｎｔ Ｅｖｅｎｔｓ（サーバから送られるイベント）としてエンドユーザに提供することを利用してもよい。

図３は、スマートメータ（２０８）から得た生データの実際のスクリーンショットである。
この図では、ユーザは、週毎、日毎及びピーク時間ベースのエネルギー消費量を得ることができる。ユーザは、日毎の消費量の統計及び週毎の消費量の統計を生成できる。エネルギー消費日の詳細な統計的分析が可能であり、動的な料金データと合わせて使用すると、この分析によって、電力節約に可能性のある最良の選択肢をユーザに理知的に提示でき、テレビ（２１２）画面に表示される使用時間率または負荷削減率などのインセンティブを明示することができる。現在のプラットフォームには、この種の分析にかかるコンピュータの負担をサポートするオンボードデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）が搭載されている。

本発明の一実施形態では、テレビ（２１２）に搭載されたエネルギー可視化アプリケーションは、適切なメニューウィジェットを選択することによって起動される。ユーザは、「Ｄａｉｌｙ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ（１日の消費量）」アイコンをクリックして、その日のエネルギー消費量の詳細を取得できる（図３に示すスクリーンショット）。したがって、ユーザは、特定の電化製品のスイッチをオン／オフにして、エネルギー消費量を制御し続けることができる。また、任意の電化製品がスリープモードで作動しているかどうか、及びエネルギーを消費しているかどうかをユーザが知る手助けにもなる。ユーザは、「Ｗｅｅｋｌｙ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ（１週間の消費量）」アイコンをクリックして、その週のエネルギー消費量の詳細を取得でき、ユーザは、１週間のうちのどの日に最も多くエネルギーを消費したかを示す統計図を取得できる。また、ユーザは、現在の料金体系に基づくエネルギー消費価格をいつでも見ることができる。これらの図に示したように、消費者は、データを読むことができ、これに応じてエネルギー消費量を減らす行動を取ることができる。エネルギー供給者及び消費者は、使用時間率または負荷削減率などのインセンティブを通してエネルギー消費量を削減するために、協働することもできる。家庭エネルギー情報ゲートウェイを通して詳細なデータが収集されるため、エネルギー供給者は、需要と供給の不均衡が生じるおそれのある時期をより正確に予測できるようになり、これに応じてエネルギー網の調整に対する計画を立てられるようになる。

本発明の一実施形態では、家庭エネルギー情報ゲートウェイは、ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）を対象とする家で他のスマート電化製品と交信することができる。ユーザは、自身のテレビ（２１２）から電化製品を制御できるようになる。このような電化製品は、例えばユーザがオフィスから家のエアコンのスイッチをオンにするなど、インターネット上で制御されることもできる。これによって、エネルギーを供給する電力会社は、顧客の装置を安全に遠隔制御して、需要と供給の不均衡を低減できるようになる。家庭エネルギー情報ゲートウェイによって、独立系発電事業者との通信も容易になり、これによってユーザは、いつでもどこでもインターネット上で家のエネルギー消費量を見て管理することができるようになる。また、ユーザは、スイッチをオン／オフにすることによって電化製品を安全に遠隔制御して、エネルギー消費量を削減することもできる。

図４〜６は、エネルギー消費量のウェブインターフェースを示すホームページの実際のスクリーンショットであり、ウェブインターフェースは、監視し制御する電化製品、及び家電製品のエネルギー消費量の１週間の消費グラフを示している。

本発明の一実施形態では、ユーザは、スマートメータ（２０８）を使用して得られたエネルギー消費データを読むことができ、これに応じて、エネルギー消費量を減らすために必要な行動を取ることができる。エネルギー供給者及びユーザは、使用時間率または負荷削減率などのインセンティブを通してエネルギー消費量を削減するために、協働することもできる。エネルギー消費量にかかる料金は、電力会社のサーバから家庭エネルギー情報ゲートウェイへ送られる。本発明では、エネルギー消費データを分析する施策も構想している。収集したエネルギー消費データに関して多数の統計分析を行うことで、動的な料金データと合わせて使用すると、この分析によって、電力節約に可能性のある最良の選択肢をユーザに理知的に提示でき、使用時間率または負荷削減率などのインセンティブを明示して、さらにこれをテレビ（２１２）に表示することができる。

図３〜６は、家電製品を監視し、制御する配線図設計のスクリーンショットである。

図７は、家庭エネルギー情報ゲートウェイのコールフローチャートである。

本発明の一実施形態では、複数の電化製品が、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）通信プロトコルを使用して家庭エネルギー情報ゲートウェイと通信する。テレビ（２１２）などのホームディスプレイ装置が家庭エネルギー情報ゲートウェイに取り付けられる。高度なエネルギースマートメータ（２０８）は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｍ−ＢｕｓまたはＭｏｄｂｕｓプロトコルを使用して家庭エネルギー情報ゲートウェイに通信的に接続される。ユーザは、テレビ（２１２）などのホームディスプレイから複数の電化製品を、自由に監視し、制御できる。まず、家庭エネルギー情報ゲートウェイは、ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）コーディネータを検索し、ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）コーディネータを発見すると、家庭エネルギー情報ゲートウェイは、ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）のネットワーク及びチャネルをセットアップし、さらに基本的なコーディネータテストを実行する。次に、家庭エネルギー情報ゲートウェイは、高度なエネルギースマートメータ（２０８）を検索し、これをＺｉｇｂｅｅ（登録商標）／Ｍｏｄｂｕｓ／ＭＢｕｓベースにして、高度なエネルギースマートメータ（２０８）のＩＤを取得する。ユーザは、ウェブユーザインターフェースを使用して、新たな電化製品を追加する、または既存の電化製品を更新することができる。次に、家庭エネルギー情報ゲートウェイは、通信的に接続した電化製品をすべて検索し、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）ＩＤをユーザに返す。Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）ＩＤを受け取ると、ユーザは、電化製品に対するｚｉｇｂｅｅ（登録商標）ＩＤを受け入れてよい。ユーザは、電化製品に対するスケジューリング情報を提供することで、電化製品を自由にスケジューリングできるようになる。ユーザは、電化製品に対して予算を設定してもよい。ユーザは、テレビ（２１２）などのホームディスプレイから、現地の天候及び今後の電力会社のサービスに基づいて、電化製品を自由に制御することもできる。
さらに、家庭エネルギー情報ゲートウェイは、登録されている各々の電化製品に対して、定期的な間隔で現在のエネルギー消費量を引き出し、接続されていればリモートサーバを更新する。家庭エネルギー情報ゲートウェイは、初回分として現在のエネルギー消費料金も引き出し、その後のイベントに対しては、何らかの変化があればリモートサーバが料金を上乗せする。家庭エネルギー情報ゲートウェイは、電化製品に対して時間または予算のスケジューリングが設定されれば、電化製品を理知的に制御するようにも作用する。家庭エネルギー情報ゲートウェイは、エネルギー消費量の予算が超過すれば、またはリモートサーバから他の情報が更新された場合に、アラームも設定する。家庭エネルギー情報ゲートウェイは、複数の電化製品のエネルギー消費データの分析をサポートする分析ルールエンジンを利用して、リモートサーバが分析したエネルギー消費データの分析結果を受信するように適応される。次に、家庭エネルギー情報ゲートウェイは、請求明細、料金明細、複数の電化製品のエネルギー消費履歴及びエネルギー消費データの分析結果を、テレビ（２１２）などのホームディスプレイに表示する。ポータルサイトを通して複数の電化製品を制御し、監視する対策もある。

例示的実施形態を対象に記載した方法論及び技術は、実行時に一連の命令によってマシンが上記の方法論のうちのいずれか１つ以上を実施できる、マシンまたはその他のコンピューティングデバイスを使用して実施されることができる。いくつかの実施形態では、マシンは、スタンドアローンの装置として動作する。いくつかの実施形態では、マシンは、（例えばネットワークを使用して）他のマシンに接続されてよい。ネットワーク化された配置では、マシンは、サーバ−クライアントユーザネットワーク環境内でのサーバもしくはクライアントユーザマシンの能力で、またはピアツーピア（または分散型）ネットワーク環境内でのピアマシンとして動作できる。

マシンは、サーバコンピュータ、クライアントユーザコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、制御システム、ネットワークルータ、スイッチもしくはブリッジ、またはマシンが取る行動を特定する一連の（連続したまたはそうでない）命令を実行できる任意のマシンを備えることができる。さらに、単一のマシンを図示しているが、「マシン」という用語は、一連の（または複数組の一連の）命令を個別または一緒に実行して、本明細書で考察した方法論のうちの１つ以上を実施するマシンの任意の集合を含む。

マシンは、プロセッサ（例えば中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、または両方）、メインメモリ及びスタティックメモリを備えることができ、これらは、バスを介して互いに通信する。マシンは、さらに、映像表示ユニット（例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、フラットパネル、固体ディスプレイ、または陰極線管（ＣＲＴ））を備えることができる。マシンは、入力装置（例えばキーボード）またはタッチ画面、カーソルコントロールデバイス（例えばマウス）、ディスクドライブユニット、信号生成装置（例えばスピーカまたはリモートコントロール）及びネットワークインターフェース装置を備えることができる。

特定アプリケーション向けの集積回路、プログラマブルロジックアレイ及びその他のハードウェアデバイスなどだがこれに限定されないものを含む、専用のハードウェアの実装を同じように構築して、本明細書に記載の方法を実装することができる。様々な実施形態の機器及びシステムを備えることができるアプリケーションは、概して多様な電子システム及びコンピュータシステムを備えている。いくつかの実施形態では、モジュール間及びモジュールを通して通信した制御信号及びデータ信号と関係のある、相互接続した２つ以上のハードウェアモジュールもしくは装置において、または特定アプリケーション向けの集積回路の一部として、機能を実装する。このように、例に挙げたシステムは、ソフトウェア、ファームウェア、及びハードウェアの実行に適応可能なものである。

本開示の様々な実施形態によれば、本明細書に記載の方法は、コンピュータプロセッサ上で作動するソフトウェアプログラムとして動作するようになっている。その上、ソフトウェアの実装は、分散処理またはコンポーネント／オブジェクト分散処理、並列処理、または仮想マシン処理などだがこれに限定されないものを含むことができ、本明細書に記載の方法を実装するように構築されることもできる。

本明細書に記載の構成の説明は、様々な実施形態の構造を全般的に理解するためのものであり、本明細書に記載の構造を利用する可能性のある機器及びシステムの素子及び特徴すべてを完全に記載する役割を果たすためのものではない。上記の記載内容を再読すれば、当業者にはその他の多くの構成が明らかになる。本発明からその他の構成を利用し、派生させることができ、これによって、本開示の範囲を逸脱せずに構造上及び論理上の代替及び変更を加えてもよい。同じく図面も、単なる例示であり、原寸通りに描かれてはいない。図面の比率のなかには、拡大したものもあれば縮小したものもある可能性がある。したがって、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味でとらえられる。

上記の説明は、様々な実施形態を参照して記載したものである。この用途に関わる当業者は、本発明の原理、精神及び範囲を著しく逸脱しない限り、記載した構造及び動作方法に変更及び変化を加えてよい。

本発明の利点：
・本発明は、より効果的なエネルギーの負荷管理；保全及び価値を付加したエネルギー関連事業を提供する。家庭エネルギー情報ゲートウェイは、エネルギー使用情報を消費者及びエネルギー供給者の手に届けて、両者がエネルギー消費量を積極的に制御・管理しやすいようにする。
・本発明によって、消費者はデータを読むことができ、これに応じて、エネルギー消費量を減らすための行動を取ることができる。エネルギーを供給する電力会社／独立系発電事業者及び消費者も、使用時間率または負荷削減率などのインセンティブを通してエネルギー消費量を削減するために、協働しやすくなる。
・本発明は、ゲートウェイを通して収集される詳細データを提供し、これによってエネルギー供給者は、需要と供給の不均衡が生じるおそれのある時期をより正確に予測できるようになり、これに応じてエネルギー網の調整に対する計画を立てられるようになる。
・本発明は、家電製品との相互作用を提供し、これによってユーザは、自身のテレビから中央集中的に電化製品を制御でき、エネルギー消費量が減る。
・本発明は、現地の天候との相互作用を提供して、ユーザの介入を必要としない場所の消費量をユーザが積極的に抑えやすくする。
・本発明は、リモートサーバとの相互作用を提供し、これによってユーザは、リモートサーバ上で複雑な分析を作動させることができ、結果をゲートウェイに戻してテレビに表示させ、これによって消費量及び低馬力のゲートウェイにかかる負担を低減する。
・本発明によって、ユーザは、ポータルサイトを通してインターネット上で家電製品を監視し、制御する（例えば、ユーザがオフィスから家のエアコンにスイッチを入れる）ことができ、これが、真のモノのインターネット（ＩＯＴ）の使用例になる。
・本発明によって、エネルギーを供給する電力会社／独立系発電事業者は、顧客の装置を安全に遠隔制御して、需要と供給の不均衡を低減することができる。

Claims (11)

1. 複数の電化製品を用いてエネルギー消費量を効果的に管理する方法であって、
   前記複数の電化製品に通信接続した専用のローカルエリアネットワークに対して、セットトップボックスから成る家庭エネルギー情報ゲートウェイを用い、
   ａ．エネルギースマートメータ（２０８）を用いて、少なくとも１つの電化製品のエネルギー消費量を所定間隔で識別し、この識別したエネルギー消費情報を前記セットトップボックス（２１０）に送信するステップと、
   ｂ．前記識別したエネルギー消費情報をリモートサーバに通信して、前記セットトップボックス（２１０）を用いて、ユーザによって事前に計画された間隔で前記エネルギー消費量に対して課金計算し、また、課金計算したエネルギー消費情報を更新するステップと、
   ｃ．前記識別したエネルギー消費情報を分析してテレビ（２１２）に表示し、前記家庭エネルギー情報ゲートウェイの分析ルールエンジンによって、前記電化製品について表示されたエネルギー消費情報に基づき前記電化製品を制御し、前記エネルギー消費量を最適化して、前記エネルギー消費量を効果的に管理するステップと、を有し、
   前記エネルギー消費量の最適化に、
   前記電化製品の前記エネルギー消費量を監視することと、
   前記電化製品の前記エネルギー消費量を、前記電化製品に対してユーザによって事前に計画され月ベースまたはエネルギーの料金体系を基にした予算を設定することによって、エネルギーの低料金ゾーン内で電化製品をスケジューリングして調節することと、
   エネルギーの低料金ゾーン内で前記電化製品の使用をスケジューリングすることと、
   ウェブユーザインターフェースを介して節約のための制御をユーザによって入力され、前記エネルギー消費量を最適化すること、とが含まれ、
   前記電化製品とエネルギースマートメータ（２０８）と前記家庭エネルギー情報ゲートウェイとの通信には、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）通信プロトコルを用い、前記家庭エネルギー情報ゲートウェイは、ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）コーディネータを検索し、ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）コーディネータを発見すると、ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）のネットワーク及びチャネルをセットアップし、コーディネータテストを実行し、各電化製品とエネルギースマートメータ（２０８）にＩＤを付与する
   ことを特徴とする方法。
2. 前記セットトップボックス（２１０）が、電力会社または独立系発電事業者のサーバがホストするポータルサイト（２１６）を通して、前記電力会社または独立系発電事業者間、前記スマートエネルギーメータ（２０８）及び前記電化製品の間のゲートウェイとして使用される
   請求項１に記載の方法。
3. 前記ウェブユーザインターフェースが、電力会社または独立系発電事業者によってホストされるまたは管理される
   請求項１に記載の方法。
4. 前記電化製品の制御が、ユーザ側の天候または電力会社のサービスに基づいて行われる
   請求項１に記載の方法。
5. 電化製品の使用計画が、日、週もしくは月ベースでのエネルギー使用量の比較に基づいて設定される
   請求項１に記載の方法。
6. 前記テレビ（２１２）を使用して、前記エネルギー消費量に関する最新情報の更新を、メッセージ、ＲＳＳフィードまたはＳｅｒｖｅｒ−Ｓｅｎｔ Ｅｖｅｎｔｓ（サーバから送られるイベント）として前記ユーザに提供する
   請求項１に記載の方法。
7. 前記ユーザが、日毎、週毎、ピーク時間の顧客別のエネルギー消費量の詳細な統計を、現在の料金体系に基づいたその時点のエネルギー消費価格を含めて、前記テレビ（２１２）に搭載されたエネルギー可視化アプリケーションを用いて生成できる構成である
   請求項１に記載の方法。
8. 前記分析したエネルギー消費情報を前記エネルギー消費量の動的な料金データと組み合わせて、電力節約に可能性のある最良の選択肢を前記ユーザに提示することによって、前記ユーザが自身のエネルギー消費量を最適化できるようにする
   請求項１に記載の方法。
9. エネルギー供給者が、前記家庭エネルギー情報ゲートウェイを通して収集した詳細データを使用して、需要と供給の不均衡を予測できるようにし、これに応じて、エネルギー網の調整に対する計画を立てられる構成である
   請求項１に記載の方法。
10. 前記ユーザが、前記独立系発電事業者との完全なデータプライバシーが含まれる安全な通信によって、インターネット（２１４）を使用して前記電化製品で家庭のエネルギー消費量を見て管理することができる構成である
    請求項１に記載の方法。
11. 前記リモートサーバから受信した１つ以上のメッセージをテレビ（２１２）に表示することを含む前記方法において、前記メッセージが、情報更新、エネルギー消費量に関わる料金の更新または電化製品毎の電力使用予算超過メッセージからなる群から選択される
    請求項１に記載の方法。
    

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