スマートマンションルームにおけるエコ生活実証実験～「エネルギーの情報化」実証実験（第一段階）～
京都大学松山研究室およびエネルギーの情報化ＷＧでは、エネルギーの情報化を実現するための第一段階として、家庭・オフィス内のすべての電気機器に、高精度電力計測・信号処理・通信機能を備えた「スマートタップ」を付け、エネルギー消費のリアルタイム計測・表示、人間・電気機器の安全安心見守り、省エネコンサルティング、高度な省エネルギー制御などを行うシステムの開発を進めています。
電力センサネットワークによるエネルギー消費の見える化と人間行動の学習・見守り
プライバシーに直接立ち入ることなく、電力センシングから生活者の行動パターン分析

冷蔵庫消費電力スマートタップ（電力センシングモジュール）

電子レンジ消費電力

誰か庭にいます！

風呂が長いですが大丈夫？

２階から誰か降りてきました。

電気機器の特性・機能・配置
知識ベース
契約電力の上限に近づいています！

台所系統で漏電かもしれません。

エコ生活支援コンサルティング

精密でリアルタイムな機器消費電力測定

今回、実証実験の第一段階として、1LDK(33 平米)のマンションルーム内の全ての電気機器（約 50 台）に、京都大学松山研究室、株式会社エネゲート、オムロン株式会社、住友電気工業株式会社、ローム株式会社、NICT 委託研究「情報通信・エネルギー統合技術の研究開発」プロジェクトがそれぞれ開発したスマー
トタップを付け、６月より実際の生活を行いデータ収集、分析を行って来ました。
今回のシンポジウムでは、エネルギーの情報化の有効性を実証するための第一段階目のシステムとして以下の機能のデモをマンションルームにて行います。
なお、この実証実験は経済産業省に認定された「けいはんなエコシティ次世代エネルギー・社会システム実証プロジェクト」の先導的実証として位置付けられています。
１．スマートタップを使った、家電の詳細な電流・電圧特性や消費電力のリアルタ
イム計測と表示
２．異なったメーカが開発したスマートタップを統合するホームサーバシステム
３．消費電力の見える化による省エネ支援システム
４．スマートタップによる家電の自動認識
５．家電の安全見守り・異常発見

１．スマートタップを使った、家電の詳細な電流・電圧特性や消費電力のリアルタ
イム計測と表示京都大学で開発したスマートタップは、電流、電圧センサ、マイクロプロセッ
サ、無線通信ユニット、電力制御ユニットから成っており、20KHz という高速データサンプリングによって、電流、電圧波形を詳しく計測することができます。
以下の（２）～（５）はすべてスマートタップの応用ソフトウェアとなっています。家庭・オフィス内の電気機器にスマートタップを付けることによって、機器毎の消費電力をリアルタイムに見ることができ、消し忘れ、待機電力の削減などによる省エネに役立ちます。報道発表では、スマートタップを使って、幾つかの家電の電力・電流・電圧特性の計測・表示を実演します。また、今回の発表では公開致しませんが、電力制御ユニットを使うことによって、連続的な電力制御を行うことができ、省エネ制御、電力の由来別制御が可能となります。（これらの機能の公開は、次回の報道発表で行う予定です。）

4.13inch(105mm)OutletTo outlet

Plug
Current
Sensor（CT）

Plug
Triac (SolidState Relay)

Indicator LED

Voltage
Sensor

2.55inch(65mm)

1.57inch(40mm)

IEEE802.15.4
Wireless unit
( Zigbee)

外観

Microcontroller
with DSP(dsPIC)

内部構造

京都大学版スマートタップ

掃除機の電圧・電流波形

ヘアドライヤの電圧・電流波形

２．異なったメーカが開発したスマートタップを統合するホームサーバシステム
スマートタップは、国内外の多くの企業がそれぞれ異なった仕様のものを開発しています。利用者の視点からは、たとえ製造メーカが異なっていても、自由にスマートタップを組み合わせて使えることが望まれます。そこでエネルギーの情報化ＷＧでは、京都大学松山研究室、株式会社エネゲート、オムロン株式会社、住友電気工業株式会社、ローム株式会社、NICT 委託研究「情報通信・エネルギー統合技術の研究開発」プロジェクトがそれぞれ開発したスマートタップを自由に組み合わせて使うことができるように、OSGi と呼ばれるソフトウェアを使ってホームサーバシステムを開発しました。以下の３．～５．の機能は、このホームサーバ上の応用ソフトウェアとして開発されたもので、スマートタップの種類に依らず動作するように設計されています。（なお、京都大学が開発したスマートタップのような高機能なものは、すべての応用ソフトが動作しますが、低コスト化のために機能を絞ったものでは、一部の機能が動作しません。）

サービス連携ホームサーバ異なるメーカーの家電製品・設備機器を共通でコントロールすることができる「*住宅API」との連携*「ｽﾏｰﾄﾊｳｽ実証ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ」にて開発

ホームサーバのモジュール化により、サードパーティアプリケーションの追加、各メーカのスマートタップ間の相互連携が可能（４）リビングインタフェー
スによる家電見える化・制御
日常的に使用するテレビとゲーム機の直感的なインタフェースにより、生活のなかでの消費電力の確認と家電制御（３）家電自動認識
スマートタップの電力解析により、使用家電、使用場所を自動認識、使用家電の設定不要（５）家電見守り
家電ごとの使用パターンの監視により、無駄な電力の家電や異常動作家電を発見し、ユーザに報告

スマートタップ相互接続
ホームサーバにバンドル（モジュール）をロードすることで異なる通信方
式、異なる仕様の各社スマートタップを相互接続・連携

３．消費電力の見える化による省エネ支援システム
消費電力の見える化を行い省エネ意識の向上や省エネ活動の誘発を実現するには、日常生活の中で気軽に消費電力を調べ無駄な電力をカットできることが重要となります。そこで、エネルギーの情報化ＷＧでは、リビングのテレビに、スマートタップで計測された各家電の消費電力を３Ｄ表示し、ゲーム機を使って家電の ON/OFF を切り替えることができるシステムを開発しました。このシステ
ムを使えば、テレビ番組の間にいつでも気軽に省エネ活動が行えます。

あ、トイレの電気消し忘れてる
ＴＶで使用状態が一目でわかる

今月は電気代使いすぎ

トイレの電気を消すね
エアコン使いすぎだな

ゲームのように家電を自由に操作

玄関の電球はよく使ってるからLEDに変えたほうがいいみたいだね
その家庭の生活パターンから省エ
ネ行動、家電の買い替えの提案

設定温度をもう少しあげよう

どんな家電がどのくらい電気を消費するのか、エコ度はどの程度ががすぐに分かる４．スマートタップによる家電の自動認識
スマートタップで計測された電流波形には、下図のように接続された電気機器の特性が表れます。

ヘアドライヤーの電圧・電流波形

掃除機の電圧・電流波形

そこで、スマートタップで計測された精密な電流波形を解析することにより、どんな家電が繋がっているかを認識することでき、家電をコンセントに差すだけで、どこでどんな家電が使われているかが分かります。今回の公開では、掃除機を部屋ごとに繋ぎ替えて使うことによって、家電の自動認識機能を実演します。

家電電力パターンデータベース②家電認識
データベースに登録してある
電流波形特量と比較し、認識

電流波形特徴の抽出
スマートタップで電流波形の特徴を抽出

５．家電の安全見守り・異常発見
先に述べましたように、スマートタップを使えば、詳細な電流波形が計測できます。もし、家電や電気配線、コンセントなどに不具合が生じると、この電流波形が変化すると考えられるため、いつもと異なった電流波形を観測したら、スマートタップがその家電の点検を促すメッセージをシステムに送り、システムが人間に知らせることによって、火災などの事故の予防が可能となります。
今回の公開では、扇風機に手などが挟まって異常停止した場合について、異常発見機能を実演します。

•家電の正常な電力パターンをデータベースに記録•正常パターンから外れた状態を異常として検出•配線、コンセントの異常（断線、トラッキング）•家電の異常（故障、トラブル）
デモ：扇風機の異常停止の検出！

異常をユーザーに知らせる

電流波形特徴の抽出

電力波形と比較正常時の電力波形

マッチしない異常時の電力波形

正常時の波形のデータベース