(57)【要約】【課題】電気デバイスの電気的状態をモニタリングする電気的活動センサデバイスを提供する。【解決手段】電気的活動センサデバイスは、電源網から電気デバイスへ電力を供給する電力ケーブルを有する。電力ケーブルは、電気デバイスが電力状態を切り替えられることを可能にするインラインスイッチを取り付けられている。電力ケーブルは、電気デバイスがオンされる場合にアンテナとして動作して、電力ケーブルに取り付けられているセンサデバイスから無線によりリーダーへ識別データを送信するよう構成される。【選択図】図１
2015171320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気デバイスの電気的状態をモニタする電気的活動センサデバイスであって、
電源網から電気デバイスへ電力を供給する電力ケーブルを有し、該電力ケーブルは、前記電気デバイスが電力状態を切り替えられることを可能にするインラインスイッチを取り付けられ、
前記電力ケーブルは、前記電気デバイスがオンされる場合にアンテナとして動作して、前記電力ケーブルに取り付けられているセンサデバイスから無線によりリーダーへ識別データを送信するよう構成される、電気的活動センサデバイス。
【請求項２】
前記電力ケーブルは、前記インラインスイッチと前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部との間で、前記電気デバイスがオンされる場合に前記センサデバイスの動作周波数範囲においてＴＥＭ伝送線路として動作するよう構成される、
請求項１に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項３】
前記電力ケーブルは、前記インラインスイッチに設けられる容量負荷と、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部に設けられる容量負荷とに並列接続される導電性ワイヤの対を有する、
請求項２に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項４】
前記インラインスイッチと前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部との間の前記電力ケーブルの長さは、前記センサデバイスの動作周波数範囲に基づいた長さとされる、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項５】
前記長さは、前記センサデバイスの動作周波数の共振波長に対応する、
請求項４に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項６】
前記長さは、該長さをＬ３として、次の式：
Ｌ３＝ｋ３×λ／２
に基づき決定され、ｋ３は整数であり、λは、前記センサデバイスの動作周波数に対応する導波長である、
請求項４又は５に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項７】
前記センサデバイスは、Ｌ２＝ｋ２×λ／２及びＬ１＝ｋ１×λ／２＋λ／４が成立するように、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部から第１の距離Ｌ１で且つ前記インラインスイッチから第２の距離Ｌ２で前記電力ケーブルに取り付けられ、
ｋ１及びｋ２は整数であり、λは、前記センサデバイスの動作周波数に対応する導波長である、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項８】
前記長さをＬ３として、該長さＬ３並びに前記第１の距離Ｌ１及び前記第２の距離Ｌ２は、次の式：
２（ｋ２＋ｋ１）＋１＃２ｋ３
に基づき選択される、
請求項７に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項９】
前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部と前記インラインスイッチとの間で前記電気デバイスの前記電力ケーブルへ取り付けられるセンサデバイスを更に有し、該センサデバイスは、前記電気デバイスがオン電力状態にある場合に前記電力ケーブルと磁気結合するよう動作するアンテナ素子を含む、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項１０】
前記センサデバイスは、ＲＦＩＤタグ、望ましくは近接場ＲＦＩＤタグを有する、
請求項９に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項１１】
前記アンテナ素子は、ループアンテナとして形成される、
請求項９又は１０に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項１２】
前記センサデバイスは、前記電力ケーブルを介して電磁誘導によって給電される受動センサとして動作する、
請求項９乃至１１のうちいずれか一項に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項１３】
前記センサデバイスは、該センサデバイスを識別する識別データを記憶するメモリ素子を有する、
請求項９乃至１２のうちいずれか一項に記載の電気的活動センサデバイス。
【請求項１４】
夫々の電力ケーブルによって電源網へ接続される少なくとも１つの電気デバイスの電気的状態をモニタする電気的活動モニタリング装置であって、
少なくとも１つのセンサデバイスから識別データを読み出し、夫々のセンサデバイスが電気デバイスの夫々の電力ケーブルへ、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部と、前記電気デバイスを複数の電力状態の間で切り替えるよう前記電力ケーブルに取り付けられているインラインスイッチとの間で取り付けられ、前記識別データが、前記電気デバイスがオン電力状態にある場合に、前記センサデバイスが取り付けられている前記電力ケーブルからの無線伝送を介して夫々のセンサデバイスから受信される、リーダーモジュールと、
前記リーダーモジュールによって受信された前記識別データから、前記電源網のどの電気デバイスがオンされているかを決定するモニタデバイスと
を有する電気的活動モニタリング装置。
【請求項１５】
前記リーダーモジュールは、前記電源網へ接続されている電気メーターによって測定される電力消費量の変化の検出に応答して前記少なくとも１つのセンサデバイスから信号を読み出すよう構成される、
請求項１４に記載の電気的活動モニタリング装置。
【請求項１６】
通信網へ接続されている遠隔サーバとの間でデータが送信又は受信されるように前記通信網と接続する通信ネットワークインターフェースを有する
請求項１４又は１５に記載の電気的活動モニタリング装置。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のうちいずれか一項に記載の電気的活動モニタリング装置を有するゲートウェイシステム。
【請求項１８】
夫々の電力ケーブルによって電源網へ接続される少なくとも１つの電気デバイスの電気的状態をモニタする電気的活動モニタリングシステムであって、
対応する電気デバイスの電力ケーブルへ、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部と、前記電気デバイスを複数の電力状態の間で切り替えるよう前記電力ケーブルに取り付けられているインラインスイッチとの間で夫々取り付けられ、前記電気デバイスがオン電力状態にある場合に前記電力ケーブルと磁気結合するよう動作するアンテナ素子を含む少なくとも１つのセンサデバイスと、
前記少なくとも１つのセンサデバイスから識別データを読み出し、該識別データが、前記電気デバイスがオン電力状態にある場合に、前記センサデバイスが取り付けられている前記電力ケーブルからの無線伝送を介して夫々のセンサデバイスから受信される、リーダーモジュールと、該リーダーモジュールによって受信された前記識別データから、前記電源網のどの電気デバイスがオンされているかを決定するモニタデバイスとを有する電気的活動モニタリング装置と
を有する電気的活動モニタリングシステム。
【請求項１９】
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の１又はそれ以上の電気的活動センサデバイスを更に有する
請求項１８に記載の電気的活動モニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源網へ接続される電気デバイスの電気的活動、特に、電力状態の変化、を検出する電気的活動センサデバイスと、１又はそれ以上の電気デバイスの電気的活動をモニタする電気的活動モニタリング装置とに係る。電気的活動センサデバイスは、無線周波数識別デバイス（ＲＦＩＤ；Radio  Frequency  Identification  Device）に基づく。
【背景技術】
【０００２】
電気デバイスの電気的活動のモニタリングは、エネルギ消費、ユーザ活動プロファイルの構築、及びセキュリティ又は安全性モニタリングシステムのような分野において、多くの有用な用途を見出す。例えば、家庭環境において、洗濯機、照明機器、調理器、トースター又はコーヒーマシーンのような電化製品の活動の認識は、プロファイルが構築されることを可能にする家庭の習性及びユーザ活動に関する有用な情報を提供することができる。
【０００３】
電気デバイスの活動をモニタする既知の解決法は、電源出力にプラグ接続されており、夫々の電源出力から給電される電気機器の電気消費量を測定するよう構成される遠隔制御されるモジュールに基づく複雑な電気メーターシステムを用いる。そのような遠隔制御されるモジュールは、対応する電化製品を遠隔でモニタ及び制御するよう、一般的に低電力無線技術に基づく無線通信システムを通常は装備されている。そのような高度なメーターシステムは、しかしながら、複雑且つ高価なカスタマイズされたインストールを必要とする。実際に、ホームオートメーション及びモニタリングに関する最近の調査報告は、価格及び技術複雑性を、広範囲にわたる採用に対する主要市場の障害及び阻害因子であると示した。かかる技術の他の欠点は、電気デバイスが１つの電源出力から他の電源出力へ動かされ得る点である。加えて、照明機器のような幾つかのデバイスは、常に電源出力から給電されるわけではない。
【０００４】
電気デバイスの活動の検出のための他の解決法は、電源網の１又は複数の点で電力線をモニタすることによってそれらの“ＥＭＩ（ElectroMagnetic  Interference）シグニチャ”を検知することに基づく。そのような技術は、しかしながら、様々なデバイスのＥＭＩシグニチャを学習するために、カスタマイズされた較正及びトレーニングプロセスを必要とする。加えて、ＥＭＩシグニチャは、時間とともに発展し得る。複雑な信号処理技術が、ネットワークへ接続されている様々な活動デバイスのシグニチャを分解するために必要とされ、得られた結果は、常に極めて正確であるわけではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前述の問題を念頭に置いて考え出されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一般形態において、本発明は、電力ケーブルに取り付けられるセンサデバイスに基づく電気活動センサデバイスであって、前記電力ケーブルは、電気デバイスがオン状態にある場合に遠隔のリーダーとの間でデータを無線により送信及び受信するよう構成される、電気活動センサデバイスに係る。
【０００７】
本発明の第１の態様は、電気デバイスの電気的状態をモニタする電気的活動センサデバイスであって、電源網から電気デバイスへ電力を供給する電力ケーブルを有し、該電力ケーブルは、前記電気デバイスが電力状態を切り替えられることを可能にするインラインスイッチを取り付けられ、前記電力ケーブルは、前記電気デバイスがオンされる場合にアンテナとして動作して、前記電力ケーブルに取り付けられているセンサデバイスから無線によりリーダーへ識別データを送信するよう構成される、電気的活動センサデバイスを提供する。
【０００８】
電気的活動の検出は、このようにして、簡単化された安価な様態において提供され得る。前記センサデバイスの動作範囲は、データが前記電力ケーブルから無線によりリーダーへ送信されるので、拡大される。データは、例えば、遠隔のリーダーによるインタロゲーションに応答してリーダーへ無線により送信され得る。
【０００９】
実施形態において、前記電力ケーブルは、前記インラインスイッチと前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部との間で、前記電気デバイスがオンされる場合に前記センサデバイスの動作周波数範囲においてＴＥＭ（Transverse  Electric  and  Magnetic  mode）伝送線路として動作するよう構成される。
【００１０】
実施形態において、前記電力ケーブルは、前記インラインスイッチに設けられる容量負荷と、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部に設けられる容量負荷とに並列接続される導電性ワイヤの対を有する。
【００１１】
実施形態において、前記インラインスイッチと前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部との間の前記電力ケーブルの長さは、前記センサデバイスの動作周波数範囲に基づいた長さとされる。
【００１２】
実施形態において、前記長さは、前記センサデバイスの動作周波数の共振波長に対応する。
【００１３】
実施形態において、前記長さは、該長さをＬ３として、次の式：
Ｌ３＝ｋ３×λ／２
に基づき決定され、ｋ３は整数であり、λは、前記センサデバイス（ＲＦＩＤタグデバイス）の動作周波数に対応する導波長である。
【００１４】
実施形態において、前記センサデバイスは、Ｌ２＝ｋ２×λ／２及びＬ１＝ｋ１×λ／２＋λ／４が成立するように、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部から第１の距離Ｌ１で且つ前記インラインスイッチから第２の距離Ｌ２で前記電力ケーブルに取り付けられ、
ｋ１及びｋ２は整数であり、λは、前記センサデバイス（ＲＦＩＤタグデバイス）の動作周波数に対応する導波長である。
【００１５】
実施形態において、前記長さをＬ３として、該長さＬ３並びに前記第１の距離Ｌ１及び前記第２の距離Ｌ２は、次の式：
２（ｋ２＋ｋ１）＋１＃２ｋ３
に基づき選択される。
【００１６】
実施形態において、当該電気的活動センサデバイスは、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部と前記インラインスイッチとの間で前記電気デバイスの前記電力ケーブルへ取り付けられるセンサデバイスを更に有し、該センサデバイスは、前記電気デバイスがオン電力状態にある場合に前記電力ケーブルと磁気結合するよう動作するアンテナ素子を含む。
【００１７】
実施形態において、前記センサデバイスは、ＲＦＩＤタグ、例えば、短距離（近接場）ＲＦＩＤタグである。前記電力ケーブルによる無線伝送と結合された短距離（近接場）ＲＦＩＤタグの使用は、電力消費量が長距離（非近接場）ＲＦＩＤタグに対して低減されることを可能にするとともに、拡大されたカバレッジが電力ケーブル伝送によって提供されることを可能にする。
【００１８】
実施形態において、前記アンテナ素子は、ループアンテナとして形成される。これは、ケーブルとの結合を改善する。
【００１９】
実施形態において、前記センサデバイスは、前記電力ケーブルを介して電磁誘導によって給電される受動センサとして動作する。これは、バッテリの使用を回避することで電力消費量が低減されることを可能にする。
【００２０】
本発明の第２の態様に従って、夫々の電力ケーブルによって電源網へ接続される少なくとも１つの電気デバイスの電気的状態をモニタする電気的活動モニタリング装置であって、
少なくとも１つのセンサデバイスから識別データを読み出し、夫々のセンサデバイスが電気デバイスの夫々の電力ケーブルへ、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部と、前記電気デバイスを複数の電力状態の間で切り替えるよう前記電力ケーブルに取り付けられているインラインスイッチとの間で取り付けられ、前記識別データが、前記電気デバイスがオン電力状態にある場合に、前記センサデバイスが取り付けられている前記電力ケーブルからの無線伝送を介して夫々のセンサデバイスから受信される、リーダーモジュールと、
前記リーダーモジュールによって受信された前記識別データから、前記電源網のどの電気デバイスがオンされているかを決定するモニタデバイスと
を有する電気的活動モニタリング装置が提供される。
【００２１】
実施形態において、前記リーダーモジュールは、前記電源網へ接続されている電気メーターによって測定される電力消費量の変化の検出に応答して前記少なくとも１つのセンサデバイスから信号を読み出すよう構成される。
【００２２】
実施形態において、通信網へ接続されている遠隔サーバとの間でデータが送信又は受信され得るように前記通信網と接続する通信ネットワークインターフェースが設けられる。
【００２３】
実施形態において、当該電気的活動モニタリング装置は、ゲートウェイデバイスに組み込まれる。
【００２４】
実施形態において、前記リーダーモジュールは、通信網を介して受信されるコマンド信号に応答して１又はそれ以上のインタロゲーション信号の送信をトリガするよう構成される。
【００２５】
本発明の更なる態様に従って、本発明の第２の態様のいずれかの実施形態に従う電気的活動モニタリング装置を有するゲートウェイシステムが提供される。
【００２６】
本発明の更なる態様に従って、電気デバイスの電気的状態をモニタする本発明の第１の態様のいずれかの実施形態に従う少なくとも１つの電気的活動センサデバイスと、本発明の第２の態様のいずれかの実施形態に従う電気的活動モニタリング装置とを有する電気的活動モニタリングシステムが提供される。
【００２７】
実施形態において、当該電気的活動モニタリングシステムは、前記電気的活動モニタリング装置へ接続された、前記電源網における電力消費量をモニタする電力量計を更に有する。
【００２８】
実施形態において、前記（ＲＦＩＤ）リーダーモジュールは、前記電力量計によって測定される電力消費量の変化の検出に応答して、前記センサデバイス（ＲＦＩＤタグデバイス）へインタロゲーション信号を送信するよう構成される。
【００２９】
本発明の幾つかの実施形態において、どれくらいの間電化製品がオン又はオフされているのかを決定するために計時手段が設けられる。
【００３０】
本発明の他の態様に従って、夫々の電力ケーブルによって電源網へ接続される少なくとも１つの電気デバイスの電気的状態をモニタする電気的活動モニタリングシステムであって、
対応する電気デバイスの電力ケーブルへ、前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部と、前記電気デバイスを複数の電力状態の間で切り替えるよう前記電力ケーブルに取り付けられているインラインスイッチとの間で夫々取り付けられ、前記電気デバイスがオン電力状態にある場合に前記電力ケーブルと磁気結合するよう動作するアンテナ素子を含む少なくとも１つのセンサデバイスと、
前記少なくとも１つのセンサデバイスから識別データを読み出し、該識別データが、前記電気デバイスがオン電力状態にある場合に、前記センサデバイスが取り付けられている前記電力ケーブルからの無線伝送を介して夫々のセンサデバイスから受信される、リーダーモジュールと、該リーダーモジュールによって受信された前記識別データから、前記電源網のどの電気デバイスがオンされているかを決定するモニタデバイスとを有する電気的活動モニタリング装置と
を有する電気的活動モニタリングシステムが提供される。
【００３１】
実施形態において、当該電気的活動モニタリングシステムは、電源網から対応する電気デバイスへ電力を供給する１又はそれ以上の電力ケーブルを更に有し、夫々の電力ケーブルは、前記電気デバイスが電力状態を切り替えられることを可能にするインラインスイッチを取り付けられ、前記電力ケーブルは、前記電気デバイスがオンされる場合にアンテナとして動作して、前記電力ケーブルに取り付けられている対応するセンサデバイスから無線によりリーダーへ識別データを送信するよう構成される。
【００３２】
本発明の他の態様に従って、電気デバイスの電気的状態をモニタする電気的活動センサデバイスであって、
電源網から電気デバイスへ電力を供給する電力ケーブルであって、前記電気デバイスが電力状態を、例えば、電気的オン状態と電気的オフ状態との間で、切り替えられることを可能にするインラインスイッチを取り付けられる前記電力ケーブルと、
前記電源網へ接続可能な前記電力ケーブルの端部と前記インラインスイッチとの間で前記電気デバイスの前記電力ケーブルへ取り付けられるＲＦＩＤタグデバイスであって、前記電力デバイスがオン電力状態にある場合に前記電力ケーブルと磁気結合するよう動作するアンテナ素子と、前記ＲＦＩＤタグデバイスを識別する識別データを記憶するメモリ素子とを含む前記ＲＦＩＤタグと
を有し、
前記電力ケーブルは、前記電気デバイスがオンされる場合にアンテナとして動作して、前記ＲＦＩＤタグデバイスから無線によりＲＦＩＤリーダーへ前記識別データを送信するよう構成される、電気的活動センサデバイスが提供される。
【００３３】
本発明の要素によって実施される幾つかのプロセスは、コンピュータ実装されてよい。然るに、そのような要素は、全体としてハードウェアの実施形態、全体としてソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、等を含む。）、又は全く全体として“回路”、“モジュール”又は“システム”と本願で呼ばれ得るソフトウェア及びハードウェア態様を含む実施形態の形をとってよい。加えて、そのような要素は、媒体において具現されるコンピュータが使用可能なプログラムコードを有するあらゆる有形な表現媒体において具現されるコンピュータプログラム製品の形をとってよい。
【００３４】
本発明の要素はソフトウェアにおいて実施され得るので、本発明は、何らかの適切なキャリア媒体において、プログラム可能な装置への提供のために、コンピュータ可読コードとして具現され得る。有形なキャリア媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、磁気テープデバイス又はソリッドステートメモリデバイス及び他のような記憶媒体を有してよい。一時的なキャリア媒体は、電気信号、電磁信号、光信号、音響信号、磁気信号又は電磁気信号、例えば、マイクロ波又はＲＦ信号のような信号を含んでよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の１又はそれ以上の実施形態が実施され得る電気的活動モニタリングシステムの概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に従う電気的活動センサデバイスの概略図である。
【図３】本発明の実施形態に従うＲＦＩＤタグデバイスのブロック図である。
【図４Ａ】本発明の種々の実施形態に従うＲＦＩＤタグデバイスの概略図である。
【図４Ｂ】本発明の種々の実施形態に従うＲＦＩＤタグデバイスの概略図である。
【図４Ｃ】本発明の種々の実施形態に従うＲＦＩＤタグデバイスの概略図である。
【図５】本発明の実施形態に従う電気的活動モニタリング装置の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
これより、本発明の実施形態は、単なる一例として、図面を参照して記載される。
【００３７】
図１は、本発明の１又はそれ以上の実施形態が実施され得る電気的活動モニタリングシステムの概略ブロック図である。電気的活動モニタリングシステム１００は、ｎ個の電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎの電気的状態の変化をモニタする。夫々の電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎは、各々の電力ケーブル１０２＿１乃至１０２＿ｎによって、電源網１１０の電源出力１０３＿１乃至１０３＿ｎへ接続される。明らかなように、図１の図示されている実施形態では、夫々の電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎは、各々の電源出力１０３＿１乃至１０３＿ｎへ接続されるが、本発明の他の実施形態では、複数の電気デバイスが同じ電源出力１０３＿ｘへ接続されてよい。
【００３８】
夫々の電源ケーブル１０２＿１乃至１０２＿ｎは、電源網１１０への接続のために各電源ケーブルを各々の電源出力１０３＿１乃至１０３＿ｎへ接続するための各々のプラグ１０４＿１乃至１０４＿ｎを設けられる。夫々の電源ケーブルは、その電源ケーブルが電源網１１０へ接続されている場合に各々の電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎが電力状態を、例えば、電気的オン状態と電気的オフ状態との間で切り替えられることを可能にする各々のインラインスイッチ１０５＿１乃至１０５＿ｎを取り付けられる。
【００３９】
夫々の電源ケーブル１０２＿１乃至１０２＿ｎは、各々のＲＦＩＤタグユニット２００＿１乃至２００＿ｎを更に設けられる。ＲＦＩＤタグユニット２００＿１乃至２００＿ｎは、各々のインラインスイッチ１０５＿１乃至１０５＿ｎと各々のプラグ１０４＿１乃至１０４＿ｎとの間の位置でそれらの各々の電源ケーブル１０２＿１乃至１０２＿ｎへ取り付けられる。ＲＦＩＤタグユニットはまた、ＲＦＩＤラベル、ＲＦＩＤトランスポンダ、等とも呼ばれることがある。
【００４０】
電気的活動モニタリングシステム１００は、電気的活動モニタリング装置３００を更に有する。電源網１１０は、通常は、電源網１１０における電気消費を測定する電力量計４００を設けられる。電気的活動モニタリング装置３００は、システムの電気的活動に関するデータが、遠隔の電気的活動モニタリングデバイスのような遠隔のデバイス、例えば、電気的活動モニタリングサービス又は電源供給会社の遠隔のサーバ、へ送信されるように、インターネットネットワークのような通信網ＮＥＴへ接続されてよい。
【００４１】
図２は、本発明の実施形態に従う電気的活動モニタリングデバイスを概略的に表す。電気活動モニタリングデバイスは、電力を電源網１１０から各々の電気デバイス１０１＿ｘへ供給する電源ケーブル１０２と、ＲＦＩＤタグデバイス２００とを有する。電源ケーブルは、電源ケーブルが電気プラグ１０４＿ｘを介して電源１１０へ接続されている場合に電気デバイスがオン又はオフを切り替えられることを可能にする各々のインラインスイッチ１０５＿ｘを設けられる。
【００４２】
電源ケーブルは、ＲＦＩＤセンサデバイス２００のＵＨＦ周波数範囲においてインラインスイッチ１０５＿ｘと電気プラグ１０４＿ｘとの間でＴＥＭ伝送線路として動作する平行な導線Ｗ１及びＷ２の対を有する。インラインスイッチ１０５＿ｘと電気プラグ１０４＿ｘとの間の伝送線路の長さＬ３が、ＲＦＩＤセンサデバイス２００の動作ＵＨＦ周波数の波長に対して適切な長さとされ、容量負荷が夫々の端部に（電源ケーブルが電源網へ接続される端部と、インラインスイッチが位置する端部とに）設けられる場合に、伝送線路では２つのインピーダンス負荷の間で定在波が確立され、対応する電流は、電源ケーブルがアンテナとして働くように電源ケーブル１０２から放射される。
【００４３】
インラインＡＣスイッチ１０５と電気プラグ１０４との間の電源ケーブルの長さＬ３は、それがＲＦＩＤセンサデバイス２００の動作ＵＨＦ周波数バンドの共振長さに対応するような長さにされる。
【００４４】
容量負荷として、２つの高電圧キャパシタＣ１及びＣ２が２本の線Ｗ１及びＷ２の間に設置される。伝送線路の各端部にインピーダンス負荷を設けるよう、一方のキャパシタＣ１は電気プラグ１０４に位置付けられ、他方のキャパシタＣ２はインラインＡＣスイッチ１０５に位置付けられる。夫々のキャパシタＣ１，Ｃ２の値は、短絡回路がＲＦＩＤセンサデバイス２００の動作ＵＨＦ周波数（例えば、ｆ＝９００ＭＨｚ）で与えられるように十分に高い（通常はＣ＝０．１μＦ）。そのような短絡回路は、インピーダンスが、電気デバイスへ向かうインラインスイッチ１０５の向こう側及び電力ラインインフラへ向かう電気プラグ１０４の向こう側にある、両端の未知の負荷の影響を最小限にする固定点で制御されることを可能にする。ＲＦＩＤタグデバイス２００は、電気プラグ１０４からの距離Ｌ１及びインラインスイッチ１０５からの距離Ｌ２で、電気プラグ１０４とインラインスイッチ１０５との間に位置付けられる。ＲＦＩＤタグデバイスのアンテナ素子２１０は、例えば、特定の実施形態において、９００ＭＨｚの周波数にチューニングされた結合ループを有し、インラインスイッチ１０５からの距離Ｌ２及び電気プラグ１０４からの距離Ｌ１に設置されて、それにより：
・電源ケーブル１０２のインラインＡＣスイッチ１０５が開放されており、電気機器１０１がオフ状態にある場合に、ＲＦＩＤタグデバイス２００の位置に対応する電気面は、磁場が最小であるように開回路と等価であり、ＲＦＩＤセンサデバイス２００のアンテナ素子２１０の結合ループは伝送線路へ結合されない。これは、次の場合に起こる。
・Ｌ２＝ｋ２×λ／２                （１）
・Ｌ１＝ｋ１×λ／２＋λ／４        （２）
ここで、ｋ１、ｋ２は整数であり、λは、ＲＦＩＤセンサデバイス２００の動作ＵＨＦ周波数に対応する導波長である。
【００４５】
・電源ケーブル１０２のインラインＡＣスイッチ１０５が閉じられており、電気デバイス１０１がオン状態にある場合に、対応するＲＦＩＤセンサデバイス２００の位置に対応する電気面は、磁場が最大であるように短絡回路と等価であり、アンテナ素子２１０の結合ループは、電源ケーブル１０２の伝送線路へ強結合される。これは、式（１）及び（２）において定義される距離Ｌ１及びＬ２の同じ値について起こる。加えて、ＡＣスイッチ１０５とプラグ１０４との間の電源ケーブルが有効に放射するために、ＡＣスイッチ１０５とプラグ１０４との間の電源ケーブルの長さＬ３は、半波長の整数倍に略等しくあるべきである：
・Ｌ３＝ｋ３×λ／２        （３）
ここで、ｋ３は整数であり、λは、ＲＦＩＤセンサデバイス２００の動作周波数に対応する導波長である。
【００４６】
Ｌ３＝Ｌ１＋Ｌ２を設定し、式（１）、（２）及び（３）を考慮することによって、次の関係が求められる：
２（ｋ２＋ｋ１）＋１＃２ｋ３
ここで、ｋ１、ｋ２及びｋ３は整数である。この関係は、ｋ１及びｋ２が十分に高い限りは近似され得る。
【００４７】
図３は、本発明の実施形態に従う図２のＲＦＩＤタグデバイス２００の略機能ブロック図である。
【００４８】
図３のセンサデバイスはＲＦＩＤタグデバイスであり、一方、明らかなように、本発明の他の実施形態では、センサデバイスは、図３の実施形態の機能を実行するアンテナを有するセンサデバイスであってよい。
【００４９】
ＲＦＩＤセンサデバイス２００は、アンテナ２１０と、ＲＦＩＤセンサデバイスを識別する識別データを記憶するメモリチップ２３０とを有する。電気モニタリングシステム１００における夫々のＲＦＩＤセンサデバイス２００は、それがモニタリングデバイス３００によって識別されることを可能にする識別コードを与えられている。
【００５０】
ＲＦＩＤセンサユニット２００_ｘのアンテナ２１０は、対応する電気デバイス１０１_ｘが各々のインラインスイッチ１０５によってオンされる場合に、各々の電源ケーブル１０２＿ｘと磁気結合するよう構成される。アクティブにされる場合に、アンテナ２１０は、結合によってデータをメモリチップ２３０から各々の電源ケーブル１０２へ転送し、データは、アンテナとして動作する電源ケーブル１０２によって無線によりモニタリングデバイス３００のＲＦＩＤリーダーへ送信される。
【００５１】
例えば、この実施形態におけるＲＦＩＤタグデバイス２００は、ＵＨＦ周波数バンドにおいて、例えば、８００ＭＨｚから９５０ＭＨｚの範囲において、例えば、８６０ＭＨｚ若しくは９００ＭＨｚの範囲において、又は４３３ＭＨｚの範囲において、あるいは、ＨＦ周波数バンドにおいて、例えば、１３．６ＭＨｚの範囲において動作する近接場／短距離ＲＦＩＤタグである。
【００５２】
ＲＦＩＤは、非特異的な短距離デバイスと見なされる。それは、ライセンスなしで周波数バンドを使用することができる。それにもかかわらず、ＲＦＩＤは、通常は、地域規制（ＥＴＳＩ，ＦＣＣ等）に従うべきである。
【００５３】
−ＬＦ：１２５ｋＨｚ〜１３４．２ｋＨｚ：低周波、
−ＨＦ：１３．５６ＭＨｚ：高周波、
−ＵＨＦ：８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ：極高周波、
−ＳＨＦ：２．４５ＧＨｚ：超高周波。
【００５４】
ＲＦＩＤタグデバイス２００からのデータの送信は、電源ケーブルを介して受信されるＲＦＩＤリーダーからのインタロゲーションに応答して後方散乱によって実行されてよい。
【００５５】
受動型のＲＦＩＤタグの場合において、アンテナ２１０は、メモリチップ２３０のようなＲＦＩＤセンサデバイス２００のモジュールを動作させるよう、アンテナと電源ケーブルとの間の結合から電力を獲得することができる電力結合インダクタとして動作する。そのような実施形態におけるＲＦＩＤタグデバイス２００は受動ＲＦＩＤタグデバイスであるから、エネルギ消費は、電力がバッテリのような電源からＲＦＩＤタグデバイス２００へ絶えず供給されていないので、最小限にされ得る。なお、明らかなように、本発明の代替の実施形態では、ＲＦＩＤタグデバイス２００は、それ自身の電源手段によって給電される能動型のＲＦＩＤタグ、又は電導補助動力の受動型ＲＦＩＤタグであってよい。
【００５６】
本発明の実施形態において、ＲＦＩＤタグは、各々のインラインスイッチ１０５_ｘと電源ケーブル１０２＿ｘのプラグ１０４＿ｘとの間の位置で各々の電源ケーブル１０２へ取り付けられる。ＲＦＩＤタグデバイス２００は、何らかの形態の固定手段によって、例えば、のり、粘着テープ、若しくはステッカーのような接着剤によって、とじ金、ネジ、釘のような機械的な接続によって、又は各々の電源ケーブル１０２＿ｘの絶縁被覆カバーに埋め込まれることによって、各々の電源ケーブル１０２＿ｘへ取り付けられてよい。１つの特定の実施形態では、図４Ａに表されるように、ＲＦＩＤタグデバイス２００Ａは、ステッカーの形で与えられる。ステッカーは、接着剤２５２Ａを設けられている。接着剤２５２Ａは、各々の電源ケーブル１０２＿ｘへステッカーを取り付けるようステッカーの下側に設けられている。一方、アンテナ２１０Ａ及びメモリチップ２３０Ａは、ステッカーの上側に設けられ、保護カバー層２５５Ａによって覆われる。
【００５７】
本発明の幾つかの実施形態において、アンテナ２１０は、電源ケーブル１０２＿ｘの少なくとも部分の周りに合うよう成形されてよい。本発明の幾つかの実施形態において、ＲＦＩＤタグデバイス２００のアンテナ２１０は、ループアンテナの形をとり、使用において、各々の電源ケーブル１０２＿ｘの少なくとも部分の周りに配置される。
【００５８】
図４Ｂは、源流パルス検出及びデータ送信の２つの機能を実行するのに適した（ＣＯＴＳ）ＲＦＩＤ近接場ＵＨＦタグ２００Ｂ１及び２００Ｂ２の例を概略的に表す。夫々のＲＦＩＤタグ２００Ｂ１及び２００Ｂ２は、ループアンテナ素子２１０Ｂ１及び２１０Ｂ２と、ＲＦＩＤメモリチップ２３０Ｂ１及び２３０Ｂ２とを夫々有する。ＲＦＩＤタグ２００Ｂ１及び２２０Ｂ２は、各々のアンテナ素子２１０Ｂ１及び２１０Ｂが各々のケーブル１０２＿ｘの少なくとも部分の周りに配置された状態で、各々のケーブル１０２＿ｘへ取り付けられる。そのような構成において、アンテナ２１０Ｂ１又は２１０Ｂ２は、ケーブルの外側に取り付けられるか、又はケーブルに埋め込まれてよい。
【００５９】
図４Ｃは、本発明の特定の実施形態において用いられ得る、ループアンテナ２１０Ｃ１、２１０Ｃ２及びメモリチップ２３０Ｃ１、２３０Ｃ２を夫々設けられたＲＦＩＤタグ２００Ｃ１及び２００Ｃ２の例を概略的に表す。ループアンテナ２１０Ｃ１，２１０Ｃ２の形状は、電源ケーブルの形状因子を設定される。これは、ＵＦ又はＵＨＦ周波数での電流フローによる磁気結合を確かにするのを助ける。
【００６０】
図５は、本発明の実施形態に従う電気的活動モニタリング装置３００を概略的に表すブロック図である。電気的活動モニタリング装置３００は、ＲＦＩＤデータ信号を処理するためにＲＦＩＤリーダーデバイス３１０及びモニタリングデバイス３２０を有する。
【００６１】
ＲＦＩＤリーダーデバイス３１０は、非近接場ＲＦＩＤタイプのリーダーであり、ネットワークのＲＦＩＤタグ２００からそれらの各々の電源ケーブル１０２からの無線伝送を介して送信されるＲＦＩＤデータ信号を無線により受信し、且つ、ＲＦＩＤインタロゲーション信号をＲＦＩＤセンサ２００へ各々の電源ケーブル１０２への無線伝送を介して送信するよう構成される。
【００６２】
モニタリングデバイス３２０は、電気的活動モニタリングシステム１００における電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎのオン／オフ電気的活動状態を示すＲＦＩＤリーダーデバイス３１０からのデータを受信する。
【００６３】
動作において、電気的活動モニタリングシステムは次のように動作する。電源ケーブル１０２＿ｘのラインＡＣスイッチ１０５＿ｘが、対応する電気デバイス１０１＿ｘをオンするよう閉じられる場合に、対応するＲＦＩＤタグデバイス２００＿ｘのアンテナ素子２１０は、放射している電源ケーブル１０２＿ｘへ磁気結合され、インラインＡＣスイッチ１０５と電気プラグ１０４との間の電源ケーブル１０２＿ｘによって形成される伝送線路は有効に放射する。ＲＦＩＤ識別データは、アンテナ素子２１０から電源ケーブル１０２＿ｘへ転送され、次いで、アンテナとして動作する放射電源ケーブル１０２＿ｘによってＲＦＩＤリーダー３１０へ無線により放射され得る。ＲＦＩＤタグデバイス２００＿ｘは、このように、電気的活動モニタリング装置３００のＲＦＩＤリーダー３１０に可視的である。ＲＦＩＤ識別データを受信すると、モニタデバイス３２０は、対応する電気デバイス１０１＿ｘがオンされていると警告される。
【００６４】
インラインＡＣスイッチ１０５が電気機器１０１＿ｘをオフするよう開かれる場合に、ＲＦＩＤタグデバイス２００＿ｘのアンテナ素子２１０はもはや電源ケーブル１０２＿ｘへ結合されず（あるいは、弱結合され）、電源ケーブル１０２＿ｘは放射しない（あるいは、全く効率的に放射しない）。結果として、ＲＦＩＤリーダー３１０へのデータ送信は行われない。実際に、ＲＦＩＤタグデバイス２００はＲＦＩＤリーダーデバイス３１０に不可視である。よって、ＲＦＩＤリーダー３１０は、ＲＦＩＤタグデバイス２００＿ｘからこれ以上情報を受信しない。ＲＦＩＤデータの欠如は、電気機器１０１＿ｘがオフされることをモニタ３２０に示すために使用され得る。
【００６５】
本発明の幾つかの実施形態において、ＲＦＩＤリーダーデバイス３１０は、ネットワークのＲＦＩＤタグデバイス２００から無線により送信されたＲＦＩＤ識別情報を受信することができる状態に恒久的にある。よって、如何なる時点でも、ＲＦＩＤリーダーデバイス３１０へ接続されているモニタデバイス３２０は、どの電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎがオン状態にあるのか（どの電気デバイスについての対応するＲＦＩＤセンサ２００の識別データが受信されるのか）、及びどの電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎがオフ状態にあるのかに関して通知され得る。
【００６６】
本発明の幾つかの実施形態において、ＲＦＩＤリーダーデバイスは、どの電気デバイスがオンされるのかを決定するよう周期的にアクティブにされてよい。他の実施形態では、ＲＦＩＤリーダーデバイスは、どの電気デバイスがオンされるのかを決定するために、電力量計４００によって測定される電力消費量の増大の検出によってトリガされてよい。
【００６７】
本発明の１つの特定の実施形態において、電気デバイス１０１＿ｘによって消費される電力は、例えば、オンされる電気デバイス１０１＿ｘを、各々の電力ケーブル１０２＿ｘからの対応するＲＦＩＤデータの送信によって検出し、次いで、電気デバイスがオン状態に置かれる時間の存続期間を決定すること、すなわち、電源ケーブル１０２＿ｘがもはやＲＦＩＤデータを無線により送信しないために対応するＲＦＩＤセンサ２００＿ｘが不可視になるまでの時間の量を評価することによって、決定されてよい。システムの異なる電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎの電力消費量を表すデータは、このようにして取得されてよい。
【００６８】
電気的状態変化データ又は電気消費データは、電源網１１０の電気的活動に関する関連情報を提供するよう、例えば、家庭ユーザプロファイルを構築するよう、電力消費量の増大を検出し警告するよう、及び／又はエネルギ消費を削減する提言を与えるよう、処理されてよい。加えて、電源網１１０の電気的活動に関する関連情報は、特定の電気デバイスがオンされているか、又はオフされている場合に警告する保護手段として使用されてよい。
【００６９】
システムの幾つかの実施形態において、モニタリング装置３００は、外部のインターネットネットワークＮＥＴへ接続されるホームゲートウェイシステムの部分であってよい。全体の家庭電力消費の実時間追跡は、家庭用電力供給会社又は何らかの他の電気的活動モニタリングサービスによってインターネットネットワークを介して提供されてよい。例えば、電力供給会社は、どの電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎがオンされるかを可視的なＲＦＩＤタグデバイス２００＿１乃至２００＿ｎを検出することによって決定するよう、遠隔サーバからゲートウェイデバイスを介して信号を送信することによってＲＦＩＤリーダーの読み取りフェーズをトリガしてよい。
【００７０】
本発明の特定の実施形態において、モニタリングデバイス３２０は、システムの電源網１１０へ接続されるスマートタイプの電力量計４００へ接続される。電力量計４００及びモニタリングデバイス３２０は、無線又は有線接続によって互いへ接続されてよい。スマート電力量計４００は、電源網１１０へ接続されている電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎの電力消費をモニタするよう構成される。スマート電力量計４００は、電力消費量の変化、例えば、電源網１１０によって給電される１又はそれ以上の電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎのスイッチングオンにより生じる電力消費の割合の増大、又は電源網１１０によって給電される電気デバイス１０１＿１乃至１０１＿ｎのうちの１又はそれ以上のスイッチングオフにより生じる電力消費の割合の低下、を検出するよう構成される。電力消費量の変化の検出に応答して、ＲＦＩＤ読み取りプロセスをアクティブにするよう、コマンド信号がモニタリングデバイス３２０からＲＦＩＤリーダーデバイス３１０へ送信される。コマンド信号に応答して、ＲＦＩＤリーダーデバイス３１０は、各々のインラインスイッチ１０５＿ｘがオン位置にあり、電源ケーブル１０２＿ｘがインラインスイッチ１０５＿ｘとプラグ１０４＿ｘとの間で放射伝送線路として動作することでアンテナとして動作する対応する電源ケーブル１０２＿ｘを介してＲＦＩＤ識別データを送信することができるいずれかのＲＦＩＤタグデバイス２００から、ＲＦＩＤ識別データを受信するようアクティブにされる。
【００７１】
ＲＦＩＤ識別データは、ＲＦＩＤリーダーデバイス３１０によって受信され処理され、モニタデバイス３２０へ転送される。
【００７２】
モニタリングデバイス３２０は、どの電気デバイスがオンされるのかを決定し、幾つかの特定の実施形態では、そのような情報を、通信網を介して接続されている遠隔のデバイスへ送信することができる。
【００７３】
本発明は、具体的な実施形態を参照して上述されてきたが、本発明は、そのような具体的な実施形態に制限されず、本発明の適用範囲内にある変更は、当業者に認識されるであろう。
【００７４】
例えば、前述の例は、家庭用電源網システムに関連して記載されているが、本発明の実施形態は、電気デバイスが接続されるあらゆる電源網に適用されてよいことが明らかである。加えて、システムは、オン又はオフされている電気デバイスを特定するようセキュリティ上又は安全上の用途に適用されてよい。
【００７５】
加えて、実施形態は、ＲＦＩＤタグ及びリーダーを用いて記載されているが、本発明は、センサデバイスと通信するよう構成されるアンテナ素子及び対応するリーダーデバイスを有するあらゆるセンサデバイスに適用されてよいことが明らかである。
【００７６】
多くの更なる変更及び変形は、単なる一例として与えられ、添付の特許請求の範囲によってもっぱら決定される本発明の適用範囲を制限しないよう意図される前述の実施形態の例を鑑み当業者に想到可能であろう。特に、異なる実施形態からの異なる特徴は、必要に応じて交換されてよい。
【符号の説明】
【００７７】
１００            電気的活動モニタリングシステム
１０１            電気デバイス
１０２            電源ケーブル
１０４            プラグ
１０５            インラインスイッチ
２００            センサデバイス
２１０            アンテナ素子
２３０            メモリ素子
３００            電気的活動モニタリング装置
３１０            リーダーモジュール
３２０            モニタモジュール
４００            電力量計
Ｃ１，Ｃ２        容量負荷
ｋ１，ｋ２，ｋ３  整数
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  ケーブル長さ
Ｗ１，Ｗ２        導線
λ                導波長
【図１】
2015171320.tif 000003
【図２】
2015171320.tif 000004
【図３】
2015171320.tif 000005
【図４Ａ】
2015171320.tif 000006
【図４Ｂ】
2015171320.tif 000007
【図４Ｃ】
2015171320.tif 000008
【図５】
2015171320.tif 000009
【外国語明細書】
2015171320000001.pdf