JP6030561B2 - スマートなエネルギー消費のためのリソース測定システム及び同システムを用いた方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して、リソース消費測定メータに関する。本発明は、とりわけ、データレコーダを備え、収集したデータを中央データベースに転送するリソース測定システムに関する。また、本発明は、スマートなエネルギー消費のためのエネルギーメータを用いた方法に関する。

主要なエネルギー供給（種々のタイプの化石燃料）が着実に減少している一方で、エネルギーに対する要求は常に増加しているため、エネルギー効率及びエネルギー節約は、ますます重要な問題となっている。結果として、エネルギーコストは、時間とともに大きくなるしかなく、住居及び広告の両方のための建築予算のうち、より大きなパーセンテージを着実に占めている。さらに、エネルギーの大部分が化石燃料から作り出されているため、当該エネルギー源の使用量の増加が、二酸化炭素の排出を通じて地球温暖化に寄与し、環境に悪影響を及ぼしている。個人行動における変化もエネルギー使用量の減少につながるが、エネルギー効率の改善は、ほとんどの場合、より効率的な技術又は工程の採用によって達成される。

長い間、複雑で高価なシステムが、エネルギー使用量及びコストを低くするために、用いられてきた。しかしながら、これらの手法は、中小企業及び一般消費者によって、高価過ぎるし、複雑過ぎることが分かっている。結果として、消費者は、具体的には、エネルギー消費を抑制しない傾向にある。

（ガス及び／又は電気などの）エネルギー消費を削減するにあたって、公益業者及び消費者が直面する課題は、実際の消費者の持続可能な行動を促すための効果的且つリアルタイムな手段が欠けているということである。例えば、エネルギー消費を低減又は最適化する任意の行動が、中央局及び関連する課金システムによって考慮されることを知るのは消費者にとって価値があることであろう。幾つかの自動メータ読み取りシステムが、エネルギー消費に関する定量的データを制御するために使用され得る。自動メータ読み取りシステムは、一般的に、無線モジュールなどの通信モジュールを備え、メータの示度を収集するバッテリ駆動のエンコーダを有し、収集されたデータは、定期的に、通信ネットワークを介して中央局へ送信される。

今日のシステムは、結局のところ、例えば、消費者による命令で、又は、リアルタイムの消費データを読み取るための特定の装置を通じてリアルタイムで、幾らかの情報を消費者に提供している。「AMR Hosting」と称されるバックオフィスソリューションは、ユーザが、インターネットを介して、ユーザの電気、水、又は、ガスの消費量を追跡可能とする。全てのデータが、ほぼリアルタイムで収集され、高性能のデータ取得ソフトウェアによって、中央化されたデータベースに格納される。ユーザは、セキュアなウェブアプリケーションを介してデータを閲覧することができ、種々のオンライン解析ツールを用いてデータを解析することができる。ユーザは、負荷プロファイルを容易に図表化し、料金の内訳を解析し、自身の使用料金を検証することができる。Google（登録商標）のPowerMeterは、この種のウェブベースツールの一例である。

しかしながら、家庭用電気製品及び光源の最適化されたエネルギー消費を促しながらも、家庭及び職場を含む、様々な状況（即ち、建物の環境／状態）で、消費者に大きな自由度を提供することが有用であろう。

従って、エネルギー使用時に、よりよい行動を行なわせるよう、消費者を効率的に駆り立て、ユーザの優先度を必ず配慮する、使用場所又は消費場所の近くに置かれた測定ユニットからデータを収集するための自動エネルギー測定システムが必要である。

従って、本発明の目的は、公益業者及びユーザの両方の期待を満たすことである。

本発明の実施形態は、少なくとも１つの末端装置の使用に関する監視データをサーバに送信する、請求項１に記載の方法を提供する。監視データは、上記末端装置のために消費された電力の有用性（定性的情報）についての情報を示していてもよい。

とりわけ、本発明の第１の態様によれば、少なくとも１つのリソースを消費する少なくとも１つの末端装置の消費者による使用に関する監視データをサーバに送信するための方法であって、末端装置をスマートメータの通信回路と結び付けることによって、末端装置をスマートメータに関連付けるステップと、スマートメータによって、末端装置によって消費されたリソースを示すリソース消費データを収集するステップと、スマートメータによって、末端装置から、リソース消費データとは異なる有用性に関する少なくとも１つのインジケータ及びステータス情報を収集するステップと、監視データを作るために、ステータス情報及び有用性に関するインジケータを処理するステップと、スマートメータによって、リソース消費データ及び監視データをサーバに送信するステップとを有する、方法が提供される。

例示的な実施形態において、上記リソースは、媒体（一般的にはパイプ）を通じて末端装置に供給される、水、湯、冷水、又は、蒸気であってもよい。リソースは、パイプによって供給される、ガス、石油、水素などであってもよい。あるいは、図面に示された実施形態においてより詳細に説明されるように、リソースは、電線によって末端装置に供給される電気であってもよい。

従って、監視データ送信の透明性のために、上記方法は、末端装置（例えば、屋内電気器具、電気自動車、照明など）を自由に選択できる消費者に対して、制約を課さない。上記方法は、公益業者の課金システムが好適にユーザの行動を考慮できるため、エネルギー消費を削減するのに有用である。この例では、ユーザは、経済的に、持続可能な行動を採るように駆り立てられるであろう。

本発明のある特定の実施形態では、有用性のインジケータが、末端装置のセンサの測定値に基づいている。例えば、有用性のインジケータは、上記センサに接続された末端装置の処理モジュールによって抽出されてもよい。末端装置がＬＥＤ光源であり、センサが存在検出センサである場合、存在検出センサの出力信号は、近傍にいる１又は複数の人の存在を示しており、ひいては、生成された光の有用性又は効率を示してしている。ここで、センサが追跡したユーザ行動と装置出力との間にはフィードバックループが設けられていないため、ユーザは、いかなる技術的な制約も受けない（末端装置の出力に対する直接的な動作がない）。

本発明の方法の様々な実施形態が、請求項３〜１７で述べられており、この明細書において然るべく含まれている。

本発明の目的の１つは、リソースを消費する末端装置のスマートな使用を増加させるのに適したリソース測定システムを提供することでもある。

従って、本発明によれば、請求項１８に記載のリソース測定システムが更に提供される。

電気用のスマートメータによって読み出される有用性のインジケータは、ユーザプライバシーの観点から、弊害となり得る値を表す可能性があり、また、弊害となり得る機密情報から抽出される可能性がある。加えて、又は、代わりに、スマートメータによって記録され、サーバに送信されるエネルギーパターンは、プライベートな機密情報を抽出できないように処理されるので、スマートメータによる読み出しは、ユーザのプライバシーを保護する。

本発明の目的の１つは、ランプのスマートな使用の促進に関するデータの収集に適したランプを提供することでもある。

従って、本発明によれば、請求項２０に記載の電動ランプが更に提供される。

本発明の他の特徴及び利点が、添付の図面を参照して、限定的でない例示として与えられる、以下の説明により、当該技術分野の当業者にとって明らかになるであろう。

図１は、エネルギー測定システムを備えた住居を示している。 図２は、図１に示されたスマートメータのブロック図である。 図３は、本発明のある実施形態に従って用いられる通信プロトコルを示している。

各図において、同一の符号は、同一又は同様の要素を示すために用いられている。

図１は、ここで説明される本発明の実施形態が使用され得る、住居２又は同様の建物（例えば、工場）を示している。電気供給者の少なくとも１つのサーバ１０が、インターネット１１又は同様のネットワークに接続されている。住居２及び他の住居又は工場（図示省略）が、電源供給ラインを介して変電所１２に接続されている。このことから、住居２は、全国高圧送電線網（ナショナル・グリッド）１４から電力を引いている。変電所１２は、一般的に、給電線を介して送信された住居からの信号を受信するとともに、当該信号を適切なフォーマットでインターネット１１に転送する集線装置を有する。各変電所１２は、一般的に、１００〜２００の不動産に電力を供給できるが、ここでは１つの不動産のみが示されている。

インターネット１１は、任意の他の適切な通信ネットワークによって置き換えられてもよいことが理解される。例えば、無線通信が、無線メッシュネットワークを用いて使用され得る。より一般的には、（WiMax（登録商標）無線、イーサネット（登録商標）、電話モデム、ＡＤＳＬブロードバンドなどによる）任意の通信方法が使用され得る。

図１に示されるネットワークでは、住居内又は職場における装置がサーバと安全に通信可能である。ここで、住居２は、サーバと通信する幾つかの末端装置を有する。電気が、電源供給ライン１６を介して住居２に供給され、敷地内電線１７が住居２内の装置に電力を供給する。スマートメータ２０は、電気使用量を監視し、使用量の詳細を提供するために、電気供給者のサーバ１０と通信する。スマートメータ２０は、住居２内の他の装置と通信するための無線通信インタフェースを含む。

例えば、洗濯機２１、食器洗い機２２、冷蔵庫２３、電気自動車のバッテリ（又は、他の電気駆動される乗り物のバッテリ）のための充電器２４、空調機器、ポンプ、ＬＥＤ光源２５などの住居内の末端装置は、スマートメータ２０と通信を行なう。太陽電池２６及び変圧器２７は、必要であれば、ナショナル・グリッド１４に提供可能な追加的な電力を住宅に供給する。ここで、各装置は、スマートメータ２０と無線通信を行なうが、線１７に接続された装置が、線１７を介して通信することも可能である。１又は複数の末端装置が、住居２又は同様の建物に接続された屋外照明システムの一部を形成してもよい。あるいは、全ての末端装置が、屋外照明システムの照明装置に対応し、スマートメータ２０と通信する。

１又は複数のこれらのローカルデバイスが、スマートメータ２０を介して、関連付けられたサーバ１０と通信する。このため、スマートメータ２０は、多くの家庭用装置と少なくとも１つの関連付けられたサーバ１０との間の通信を可能とするように用いられる。ここで、末端装置は、それぞれ、一意のスマートメータ２０に関連付けられている。各通信リンクは、好ましくは、別個且つ安全であるので、スマートメータ２０は、ユーザによって改ざんされず、任意の装置によって作られた、受信された、又は、格納されたデータは、住居内の他の装置の製造者及び通信中の末端装置と関連付けられていないサーバの所有者を含む任意の第三者によってアクセス不可能である。

図２に示されるように、スマートメータ２０は、通信回路３１、ユーザインタフェース３２、計測装置３３、及び、電力供給ユニット３４を有する。無線通信のためのアンテナ３８は、ここでは、広域ネットワーク（ＷＡＮ：Wide Area Network）インタフェース３５、セキュアマイクロコントローラ３６、及び、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）インタフェース３７を有する通信回路３１を形成している通信ブロックに接続されている。セキュアマイクロコントローラ３６は、スマートメータ２０の他の要素のそれぞれに接続されている。ローカル通信が異なる態様で行われる場合、アンテナ３８は、オプションである。

計測装置３３は、電源入力１６と敷地内電線１７との間を接続し、住居２内での電気消費を測定する。スマートメータ２０は、このため、末端装置によって消費された電気の全て又は一部を示すエネルギー消費データを収集する。当該収集は、自動的に行われてもよい。電気使用量に関する情報は、オプションで、ユーザインタフェース３２上でユーザに表示されてもよい。好ましくは、消費データ以外のデータも、消費価格を決定するために使用される。エネルギーの使用態様を示し、末端装置の使用量に関する定性的データも、以下で説明されるように、収集される。電力供給ユニット３４は、電源入力線１６からスマートメータ２０内の電子機器に低電圧電源を供給する。この実施形態では、ＷＡＮインタフェース３５が、電力線１６を介した通信機能を提供する。ＬＡＮインタフェース３７は、ZigBee（登録商標）などのプロトコルを用いて、無線通信機能を提供する。このように、ローカル装置の１つとサーバの１つとの間の任意の通信が、マイクロコントローラ３６を通じてルーティングされる。エラー及び不正を回避する（例えば、エネルギーの使用態様に関わらず、常に、低価格であることを回避する）ため、セキュアな接続が、ＬＥＤ光源２５又は他の末端装置とスマートメータ２０との間に提供される。

図２に示されるように、通信回路３１は、スマートメータ２０内のモジュール又はサブシステムとして実装されている。末端装置は、通信回路３１とのインタフェースを通じて、スマートメータ２０にそれぞれ関連付けられている。通信回路３１は、メータ２０のたの部品と同じプリント回路基板にはんだ付けされた部品のセットとしても実装され得る。より一般的には、スマートメータ２０の多くの他の実施形態が可能である。

ここで、図１を参照すると、スマートメータ２０のセキュアマイクロコントローラ３６又は同様の制御回路が、給電された場合の末端装置の１又は複数の有用性についての監視データを作るために配置される。ＷＡＮインタフェース３５又は同様の通信インタフェースが、監視データをサーバ１０（ここでは、リモートサーバ）に送信するために設けられる。監視データは、センサから、又は、末端装置における一連の動作からローカルに生成された情報を有する。かかる情報は、末端装置によって消費された電気の有用性を示している。

図３に示されるように、ＬＥＤ光源２５又は同様のランプ、好ましくはレトロフィットランプ、の例を考慮すると、各装置２５は、少なくとも１つの照明部品２５ａと、ステータス情報（例えば、オン／オフ）及び有用性のインジケータ（例えば、光源２５が設置された場所の占有率）を含むデータを作る検出ユニット２５ｂと、検出ユニット２５ｂによって作られたデータをスマートメータ２０に送信するための通信モジュール２５ｃとを有する。

ある例示的な実施形態では、検出ユニット２５ｂの存在検出センサによって、（例えば、人が他の部屋にいるなどして）非占有であることが検出される。存在検出センサの出力信号は、近傍にいる１又は複数の人の存在を示すものであり、ひいては、生成された光の有用性又は効率を示すものであることが理解される。従って、使用量の効率／有用性のインジケータを規定する存在インジケータが、生成されることができ、例えば、少なくとも一人の人間が検出されれば１、誰も検出されない場合は０の、２つの値をとり得る。ＬＥＤ光源２５の有用性のインジケータ、及び、電源の状態を示す、対応するステータス情報は、ＬＥＤ光源２５がエネルギー節約の態様で使用されているのか、エネルギーを無駄にする態様で使用されているのかを決定するために、スマートメータ２０によって処理される。１又は複数のステータス情報が使用され得る。ＬＥＤ光源２５の場合では、ステータス情報は、オフ及びオンから選択されるか、又は、異なるパワーレベルから選択され得る。有用性のインジケータは、エネルギー消費データとは異なり、エネルギー消費に関する使用レベル、即ち、エネルギー消費の質的なレベルを示すものであることに留意すべきである。このインジケータは、電気的にオンされた末端装置の使用量を反映する、物理的パラメータの測定後に得られることができる。このため、（装置の期待される使用量に比して）使用量が最適化されているか否かを、上記物理的パラメータから推定することができる。

ＬＥＤ光源２５の検出ユニット２５ｂは、ここでは、通信モジュール２５ｃを介してスマートメータ２０に後で送られる関連情報を抽出するための処理ユニットを有する。好ましくは、ＬＥＤ光源２５は、関連付けられた通信モジュール２５ｃを通じて、スマートメータ２０の通信回路３１に、制御データを安全に送信する。通信回路３１への通信を保護するために、データは、識別情報を含むフレーム形式にカプセル化されてもよく、かかる識別情報を運ぶ信号は、通信モジュール２５ｃとＬＡＮインタフェース３７又は通信回路３１の同様のインタフェースとの間で送信される。非占有のこの例では、監視データは、非占有である所定期間の経過後、ＬＥＤ光源２５の動作中に非占有であることを示すデータを含むことができる。

ある例示的な実施形態では、スマートメータ２０内の時間制御部が、ＬＥＤ光源２５又は同様の末端装置から受信される制御データの周期とは異なる周期で監視データを通信するように、通信回路３１を制御してもよい。時間制御部は、通信回路３１が制御データを受信／記録したかどうかについての判断を繰り返すことができる。待機期間が閾値を超えた場合、時間制御部は、送信情報を送信するように、通信回路３１を制御する。

照明が必要でない場合（例えば、人が他の部屋にいる場合）に、人々に照明をスイッチオフさせるよう促すため、無駄にされるエネルギーの価格を、有用なエネルギーの価格に比して高く設定するようにしてもよい。例えば、サーバ１０は、中央データベースに接続され、無駄にされたエネルギーについての情報を考慮する課金システムを備える。有用性のインジケータは、超過エネルギーが、関連付けられた末端装置で消費されたかについての決定を可能とする。これに関連して、無駄にされるエネルギーをユーザに知らせる警告機能が、例えば、スマートメータ２０のユーザインタフェース３２内に、あるいは、ＬＥＤ光源２５又は同様のランプと同じ空間に置かれた警告装置内に、オプションで、照明装置の筐体内部に、実装される。消費者は、日付及び時間と関連して、消費された超過エネルギー量を通知されることができる。

ある好ましい実施形態では、無駄にされたエネルギーに関する情報が、適切な態様で、例えば、ユーザインタフェース３２のディスプレイを介して、ユーザに伝達される。もちろん、スマートメータ２０は、検知、処理、及び、伝達のためのいかなる部品も持たない古いランプ及び／又は照明器具（レトロフィット）に関する消費データについても収集することができる。１つの料金のみが、白熱電球又は同様のランプがオンされた場合に消費される電気と関連付けられる。

図１に示されるような末端装置を備えた、スマートホーム又は建物において、スマートメータ２０によって行われるスマートメータリングは、電気の無駄使いを考慮した料金を規定するために、サーバ１０の特定の課金システムと関連付けられてもよい。図１に示されるようなエネルギー測定システムは、ステータス情報及び有用性のインジケータを取得するために、スマートメータ２０と幾つかの末端装置との間に接続を有する。スマートメータ２０のセキュアマイクロコントローラ３６又は同様の制御回路が、計測装置３３に接続され、上記線１７におけるエネルギー消費データを収集するように構成される。セキュアマイクロコントローラ３６は、例えば、末端装置から送られた使用可能な交換データ及び／又はステータス情報を用いることによって、異なる末端装置の消費データを区別するように構成される。セキュアマイクロコントローラ３６は、ステータス情報及び上記有用性のインジケータの処理後に、給電された末端装置についての監視データを作る。当該監視データは、所与の末端装置におけるエネルギー消費の質的なレベルを示すデータを含んでおり、やがてサーバ１０に送信される。

ここで、図３を参照すると、ＬＥＤ光源２５又は任意の他の末端装置とスマートメータ２０との間の通信ステップは、プライバシーを考慮して住居内の情報を収集するように行われる。例えば、電気使用量についての情報の意図しない漏洩、又は、部外者による住居２内の電気機器の制御を避けるため、セキュリティについても保証される。また、プライバシーは、ここでは、プライバシーに関する機密情報をサービス提供者及び公益事業会社と共有する制御を行なうよう管理される。

図３に示されるように、スマートメータ２０とＬＥＤ光源２５とが、初期ステップＳ０において、ひもづけられる（ペアリングされる）。スマートメータ２０及びＬＥＤ光源２５は、互いの識別情報及びプライバシー設定についての基本的情報を交換し、未来のキーを承諾する。ある実施形態では、住居内の線１７が、ペアリングのために使用され、情報が、ＰＣＬ（Power Line Communication）又は同様のデータ伝送システムを介して、交換される。住居内の電気グリッドが、ユーザに対してプライバシー及びセキュリティを保証するため、ＬＥＤ光源２５とスマートメータ２０とをセキュアに結び付けるための第１のプライバシー機能と組み合わせて用いられる。

上記第１のプライバシー機能は、制御信号が単一の住居２へ向かうことを保証するため、及び、住居内の末端装置（スマートメータ２０と装置との間のペアリング）を一意の適切なスマートメータ２０にセキュアに結び付ける認証プロトコルを実行するために実装される。このことは、例えば、スマートメータ２０内の誘電フィルタ、ローパスフィルタを含むことによって実現可能である。誘電フィルタは、住居内電気グリッド（これを実現する技術の例は、Ｘ１０及びイーサネットオーバパワー（Ethernet over Power）である）上で変調された任意の信号が住居２の外側へ漏洩するのを妨げる。このフィルタの使用は、スマート末端装置２１，２２，２３，２４，２５をスマートメータ２０とセキュアにペアリングすることを可能とする。当該ペアリング後、無線ZigBeeなどの他の通信プロトコルが用いられ得る。

スマートエネルギープロファイルのためのZigBee技術又は同様の技術が、一方では、末端装置とスマートメータ２０との間の通信のために、他方では、スマートメータ２０と上記グリッドとの間の通信のために、使用可能である。当該技術の特徴は、基本測定、要求応答、負荷制御、課金、管理システムのためのテキストメッセージ及びサポートを含んでいる。ZigBee技術は、消費者のみ、公益業者のみ、又は、共有ネットワークに情報フローの制御を可能とするため、セキュリティ及び認証を提供する。この技術を使用する場合、以下の特徴が提供され得る。

・データ及びトランザクションが本物であることを保証する信頼性（Authenticity）

・データが認証なしには修正されない整合性（Integrity）

・住居の所有者がエネルギー受信を拒否できない否認防止（Non-repudiation）

・エネルギー消費量が保護されなければならない通信チャネルの機密性（Confidentiality of the communication channel）

ZigBeeは、３２、６４、又は、１２８ブロック長のAES-CCMとともに実装された場合、セキュリティ及び認証の両方を提供する。ZigBeeセキュリティによって提供される他のセキュリティについての特徴は、リプライアタックに対する保護及びアクセスコントロールリスト（ノードが通信する準備ができているノードのリスト）の提供を含む。

図３を参照すると、ペアリングの初期ステップＳ０の後、セッション初期化Ｓ１がオプションで実行されてもよい。セッションのためのパラメータがやり取りされる。ＬＥＤ光源２５は、特定の加入料又は奨励金付きのモデルと相まってのみ機能してもよい。セッション初期化Ｓ１は、このため、ペアリング後であって使用前に開始する。ＬＥＤ光源２５及びスマートメータ２０は、ここでは、このプロトコルの一部として、能力及び要求を交換し、例えば、ＬＥＤ光源２５は、有効な使用を報告するため、自身の性能を報告できるとともに、奨励金付きであるかどうかを報告することができる。

一般的には、セッションは、ＬＥＤ光源２５又は同様の末端装置が同一の線１７（即ち、同一の電気経路又は家庭内電気グリッド）に接続されたままである場合に限って有効であろう。家庭内電気グリッドは、時間制限のある許可証明書の連続的な交換を具備するオプションのハートビート（キープアライブ）プロトコルによってサポートされてもよい。

セッション中、ＬＥＤ光源２５は、使用料、有用性、照明機能及び関連センサの状態などを、スマートメータ２０に報告する。オプションで、特定の末端装置は、将来の期間において使用が見込まれるエネルギー量について報告してもよい。報告Ｓ２は、セッション中、定期的に更新されてもよい。図３に示されるように、スマートメータ２０は、例えば、ネットワークが高負荷を被っていること、加入プランに応じて１又は複数の末端装置が優先度の低い使用のためのエネルギー消費を低下させるべきであることを示すために、ＬＥＤ光源２５及びスマート機器又は他の末端装置に制御信号を送ってもよい。この最後の例では、より高い優先度が少なくとも１つの末端装置に関連付けられ、より低い優先度が他の末端装置に関連付けられる。従って、ネットワークの生産能力に比して電気に対する要求が高い場合、サーバ１０は、スマートメータ２０に制御信号をすぐに送信でき、そして、制御ステップＳ３の間、より低い優先度の装置に電力削減命令を送信することができる。より低い優先度を持つ末端装置に関する上記電気消費の削減は、より高い優先度の他の末端装置から恩恵を受けるユーザに影響を与えない。あるいは、又は、加えて、スマートメータ２０は、制御信号を、より低い優先度の末端装置の１又は複数に関する電力削減勧告に変換してもよい。かかる勧告が表示され、及び／又は、警告機能が、所与の機器、光源などをスイッチオフするのを自由に選択できるユーザを防いでもよい。スマートメータ２０のユーザインタフェース３２は、ユーザの個人的な要求に応じた各優先度をパラメータ化するために使用されてもよい。加えて、又は、あるいは、有用性のインジケータは、優先度の序列を動的に更新するために使用され得る。換言すれば、優先度の管理は、スマートメータ２０によって行われる。

図３を参照すると、グリッド報告Ｓ４及びグリッド通知Ｓ５が、サーバ１０とスマートメータ２０との間で行なわれる２つの通信ステップを形成する。通信回路によって末端装置（ここでは、ＬＥＤ光源２５）に関するステータス情報及び１又は複数の有用性のインジケータを受信した後、スマートメータ２０は、サーバ１０に、現在の使用量、有用性、及び、オプションで、期待される使用及び／又は他の承認されたパラメータを、公益事業会社に報告する。

サーバ１０に関連するサービスプロバイダは、グリッド通知ステップＳ５において、グリッドステータスを通知し、ステップＳ４において報告された見込み使用量に応じて要求された将来のエネルギー使用に関して、更新された料金プランを提供してもよい。換言すれば、電気消費に対する課金は、監視データに依存しており、動的に更新され得る。サーバ１０への送信前に、スマートメータ２０のセキュアマイクロコントローラ３６は、監視データを作るため、ステータス情報及び有用性のインジケータを処理する。監視データは、消費データと一緒に、サーバ１０へ送信される。上記のように、スマートメータ２０によって送信されたデータは、現在の使用料、有用性、オプションで、見込み使用量及び／又は同様のパラメータを反映している。さらに、スマートメータ２０は、プライバシーポリシーを施行するように構成され、従来のプライバシー向上技術を適用してもよい。

住居内で収集された情報は、公益事業会社又は同様のサービスプロバイダのサーバ１０にセキュアに送信される。スマートメータ２０内に実装される、第２のプライバシー機能は、ここでは、何の情報がサーバ１０に送信されるかを制御する。これは、ユーザの選択次第であってもよく、可能であれば、適用可能な契約（申し込み）であってもよい。ユーザインタフェース３２への入力が、この第２のプライバシー機能の管理に考慮されてもよい。適用されるプライバシー向上技術は、周波数の報告、平均化、マスキングなどを含む。これは、使用されたエネルギーの報告と同様、（例えば、夜間に電気自動車などに充電するための）使用されるエネルギーの推定にも適用可能であることに留意すべきである。末端装置についての電力特性及び時間情報は、スマートメータ２０によって、１又は複数の末端装置に関するエネルギー消費、即ち、見込まれる使用の推定のために、用いられてもよい。第２のプライバシー機能は、好ましくは、グリッドから入力される信号が公益事業会社からのものであると認証するための、制限されたセキュリティ機能を持つ。

ステップＳ５においてグリッド通知を受信した後、スマートメータ２０は、ＬＡＮインタフェース３７を介して末端装置に適切な制御信号を送信するために、グリッドステータス及び更新された料金プランを用いることができる。これを管理するために、スマートメータ２０は、公益事業会社からの更新データとマイクロコントローラ３６によって処理されるアルゴリズムとを格納し、エネルギーコスト及びエネルギー消費に対する優先度を考慮するために、格納された更新データを使用するための記憶領域を有する。

図１を参照すると、末端装置２１，２２，２３，２４，２５は、個々の機器２１〜２４及びＬＥＤ光源２５において、幾つかの基本的なプライバシー機能に関するプライバシー機能を備えていてもよい。ある例示的な実施形態では、末端装置のスマートメータ２０との通信は、スマートメータ２０に報告されたデータの制御により実行される。装置毎のプライバシーポリシーは、例えば、スマートメータ２０において使用される第２のプライバシー機能と同様の態様で、この制御を動作させるように施行される。

報告セッションＳ２（図３）の間にスマートメータに通信される情報は、一般的に、有用性についての教示を供給し得る、機器のステータス（オン／オフなど）、エネルギー使用量、エネルギー使用パターン、センサ情報（存在、温度、環境光レベルなど）についての情報を含んでいる。さらに、１又は複数の認証キーが使用され得る。キーについての承認は、初期ステップＳ０のペアリング中に取得される。このため、制限されたセキュリティ機能が、スマートメータ２０に送られた信号が末端装置からのものかどうかの認証のために使用され得る。スマートメータ２０と所与の末端装置との間のペアリングは、有用性のインジケータ及びステータス情報が、（この所与の末端装置のための）電気消費データと関連付けられることを可能とする。スマートメータ２０は、少なくとも１つが電気消費の自動調整を可能とする、１又は複数のモデルに従って動作してもよい。あるいは、スマートメータ２０は、末端装置の電気消費においていかなる変更も生じさせることなく、装置毎の量的及び質的なデータのみを収集してもよい。

図３に示される実施形態は、部屋における非占有を検出可能な検出ユニットを備えたＬＥＤ光源２５を示しているが、末端装置は、有用性のインジケータを決定するための各種のセンサ及び収集素子を備えることができることが理解されるべきである。実際、ランプの代替として、エネルギー節約（有効）又はエネルギーを無駄にする態様（非有用）で使用可能な様々な機器が考えられ得る。洗濯機２１又は食器洗い機２２の例を考えると、有用性は、汚れの量及び機械の負荷の程度を測定することによって決定され得る。このため、負荷センサ及び／又は水の透明度センサが、上記測定を行なうために備えられ得る。

電気自動車のバッテリを充電するように設計された充電装置２４の例を考えると、かかる装置２４は、オプションで、より長い時間における運転スタイルについての情報を収集するためのデータレコーダと関連付けられることができる。充電動作は、より低い料金のために、夜間に行なわれる。時間データ及びオプションの乗り物運転データの集計は、スマートメータ２０に送信される。

ここで、末端装置は、電気的に給電される装置のグループから選択される。例えば、このグループは、家庭用機器２１，２２，２３、バッテリを充電するための装置２４、空調機器、ポンプ、光源（好ましくは、ＬＥＤ光源２５）又は任意の他の同様の装置を実質的に含む。

ある変形例によれば、末端装置は、エネルギー（のほとんど）の消費に際して、及び、スマートメータ２０への報告に際して、柔軟性を持つ。例えば、洗濯機２１は、夜間に、即ち、より低い料金の時間帯において、洗濯を行なうことができる。スマートメータ２０は、公益事業会社のサーバ１０に要求を転送し、これに応じて、（例えば、エネルギーが消費され得る時間帯の形式で）当該要求が割り当てられた場合に信号を取得する。かかる制御は、一般的には、経済的に有利な条件、即ち、割引でエネルギーを得るものであろう。

消費の制御は、複数の末端装置によって行なわれてもよい。この制御の例は、例えば、電気自動車が充電される場合の、本発明のエネルギー使用のための時間帯の割り当てを含む。図１に示されるような充電装置２４は、充電が所定の時間帯において行なわれることを可能とする通信モジュールを備えていてもよい。充電動作は、例えば、スマートメータ２０からの命令信号に応じて行なわれる。より一般的には、上記末端装置は、スマートメータ２０において上記要求に応じた応答をサーバ１０から受信した後に給電される。上記要求は、ユーザ命令が末端装置のインタフェースを介して入力された場合に、スマートメータ２０によって自動的に送信されてもよい。電気消費の当該制御の利点の１つは、見込まれるエネルギー使用が報告され得ることである。もちろん、上記報告は、プライバシーの高い機密情報を公益事業会社などに暴露すべきではなく、上記第２のプライバシー機能は、サーバ１０に送信される情報の程度を制限する。

図１に示されるようなエネルギー測定システムの他のアプリケーションは、例えば、消費者に、従来の照明をＬＥＤ技術を備えたランプで置き換えさせるよう促すといった、ＬＥＤ光源２５によって使用されたエネルギー量についての正確な情報の売り込みである。ＬＥＤ技術における投資の回収は、ＬＥＤの極めて低いエネルギー消費及びより長い寿命に起因する。結果として、損益分岐点に達するまでに数年かかることがある。上記交換が実質的な投資であることから、関連する電気料金を適用するための監視データの売り込みは、投資を回収するのに必要な時間にもかかわらず、ＬＥＤ技術の選択を促すことができ、これは、「光ライセンス」ビジネスモデルである。

例えば、「光ライセンス」ビジネスモデルによれば、ＬＥＤ光源装置２５は、無料で与えられ、電気料金がわずかに増加される。通常料金に加えて支払われる金額は、ＬＥＤ照明のための支払いに用いられる。ＬＥＤ光源装置２５が極めて少ないエネルギーを使用するという事実のために、全体として、消費者はお金を節約できる。かかるモデルを実施するため、電気会社又は第三者（オプションで、ＬＥＤの製造者）は、特定の料金を適用してもよい。インジケータ及び／又はステータス情報が、新たに設置されたＬＥＤ光源装置２５のそれぞれに関連付けられ、結果、スマートメータ２０は、これらのＬＥＤ光源装置２５によって消費された電気量の特異性を考慮する。ＬＥＤ光源装置２５によって使用された電気量は、スマートメータ２０によって、正確に収集される必要がある。この使用された電気量は、ＬＥＤ光源装置２５の既知の電力を乗じた光生成の時間の測定などの種々の態様により決定されることができる。

新たなランプとスマートメータ２０との間の接続は、セキュア且つ信頼性のあるものであり、これは、エラー及び不正を防ぐ。消費者は、スマートメータが設置されていない無料のＬＥＤ光源装置２５を設置及び使用できないようにしなければならない。例えば、この「光ライセンス」ビジネスモデルによれば、ＬＥＤ照明は、スマートメータ２０によって接続及び認識されていないＬＥＤ光源装置２５を機能させることはできない。当該モデルにおいて使用されるＬＥＤ光源装置２５は、図３を参照して説明されるように、通信モジュール２５ｃにおいて、ＬＥＤ照明がスマートメータ２０から確認メッセージを受信した後でのみ起動されることを可能とする起動ルーティンを更に有していてもよい。

図１に示されるエネルギー測定システムは、住居２内で使用されているが、かかるシステムは、オフィスビル又は同様の環境において設置され得ることが理解されるべきである。電気消費に関して責任がとれるやり方で行動する動機を増大させるため、有効及び無駄なリソースの区別だけでなく、誰が電気リソースの恩恵を受けているかを決定することができる高度な占有検出が設けられ得る。かかる構成では、オフィスビルにおける末端装置は、異なる消費者に関連付けられ、スマートメータ２０の通信回路３１とそれぞれひもづけられる。区別のための識別情報が、好適に、スマートメータ２０と通信する異なる消費者のために用いられ、これにより、サーバ１０は、消費者を一意的に、上記複数の末端装置のうちの所与の一の末端装置に関する監視データに関連付ける。サーバ１０に関連付けられた課金システムは、複数のアカウントを考慮し、従って、オフィスビルなどにおけるリソースの使用の一元化された支払いを回避する。

監視データは、無駄の多い行動を識別するために、測定データ及びステータス情報を用いて、正確に収集され得る。無駄の多い行動は、とりわけ有用性のインジケータの観点から決定され、消費者の行動は、より細かいレベルで課金され得る。結果として、エネルギー測定システムは、個人の責任感を向上させる。

エネルギー測定システムは、屋外照明システムを監視するためにも使用される。屋外でのエネルギーコストは、社会にとって大きなコストであるだけでなく、エネルギーの大量の無駄を有する支出でもある。長期間、有用性の統計を収集することによって、社会は、照明スケジュールを最適化できる。より小さな通りに対しては、屋外照明を（多くはいずれにせよ幾らかの屋外照明を持つ）住居に接続することにより、インフラが節約され、社会の利益のために生じた電力コストを払い戻すことができる。この場合では、住居に属する末端装置によるエネルギー消費は、スマートメータ２０によって、監視される。図３に示されるステップＳ１〜Ｓ５は、サービスプロバイダが払い戻すコストを推定するために必要な全てのデータを収集するように、実行されてもよい。

エネルギー測定システムの多くのアプリケーションは、環境リソースの過度の使用を避けることを目的とし得る。実際、当該システムは、消費者の行動を、より環境的に持続可能なパターンへ方向づける強力な態様を提供できる。エネルギー測定システムは、好適には、持続可能な行動のための財政的（又は、他の）動機を与えるために、ユーザ優先度を考慮してもよく、測定データ及び外部情報を単純に使用してもよい。

本発明は、好ましい実施形態とともに説明されてきた。しかしながら、これらの実施形態は、単なる例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、前述の例が電気測定システムのみに基づくものであったとしても、これは、リソースのスマートな消費を得るため、ガス、水、熱、などの他のリソースの消費を測定するシステムのためにも適用可能である。当該技術分野における当業者によって、他の変形及び修正が、添付の請求項に記載される本発明の範囲内で容易になされ、ひいては、本発明が以下の請求項によって限定されることを意図していることが理解されるであろう。ステータス情報は、有用性のインジケータとは区別される情報として上述されているが、かかるステータス情報は、インジケータから抽出されてもよく、その逆も可能であることが理解されるべきである。従って、ステータス情報は、厳密な態様で実装されるべきではない。

添付の請求項中の任意の参照符号は、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」なる用語の使用が、任意の請求項中に記載された用語に加えて、任意の他の要素の存在を除外しないことが明らかであろう。「ａ」又は「ａｎ」なる用語は、複数の要素の存在を除外しない。

Claims (14)

1. 少なくとも１つのリソースのスマートな消費を促すように前記少なくとも１つのリソースの消費に対して課金するための方法であって、前記方法は、
   前記少なくとも１つのリソースを消費する少なくとも１つの末端装置の消費者による使用に関する監視データをサーバに送信するステップを有し、前記送信するステップは、
   前記末端装置をスマートメータの通信回路と結び付けることによって、前記末端装置を前記スマートメータに関連付けるステップと、
   前記スマートメータによって、前記末端装置によって消費されたリソースを示すリソース消費データを収集するステップと、
   前記スマートメータによって、前記末端装置から、前記リソース消費データとは異なる有用性に関する少なくとも１つのインジケータ及びステータス情報を収集するステップと、
   前記監視データを作るために、前記ステータス情報及び前記有用性に関するインジケータを処理するステップと、
   前記スマートメータによって、前記リソース消費データ及び前記監視データを前記サーバに送信するステップとを有し、
   前記スマートメータによって前記監視データを前記サーバに送信するステップにおける前記監視データは、前記末端装置のために消費されるリソースの有用性についてのデータを示し、前記方法は、
   前記サーバによって、前記監視データに基づいて、前記少なくとも１つのリソースの消費に対する課金を決定するステップを更に有する、方法。
2. 前記末端装置の前記有用性に関するインジケータ及び対応するステータス情報は、前記末端装置がリソースを節約する方法で使用されているかどうかを決定するために、前記スマートメータによって処理される、請求項１に記載の方法。
3. 前記末端装置についてのリソース消費率特性及び時間情報が、前記末端装置に関するリソース消費の推定のために使用される、請求項１又は２に記載の方法。
4. より高い優先度が少なくとも１つの末端装置に関連付けられるとともに、より低い優先度が他の末端装置に関連付けられ、前記サーバからの制御信号が、前記スマートメータによって、受信され、より低い優先度を持つ前記末端装置のリソース消費を削減するためのリソース消費削減勧告及びリソース消費削減命令のうちの少なくとも１つに変換される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記優先度間の序列が、前記監視データに依存している、請求項４記載の方法。
6. 前記ステータス情報及び前記有用性に関するインジケータが、前記末端装置の通信モジュールによって、前記スマートメータの前記通信回路へ送信され、前記通信モジュールと前記通信回路との間で送信される信号は、ユーザへの正確な課金を保証するために、識別情報を含んでいる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記末端装置においてリソースが無駄にされていることを決定するために、前記有用性に関するインジケータを使用するステップを更に有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記スマートメータ及び前記末端装置のうちのいずれかのインタフェースによって、前記消費者に、無駄にされたリソース量を通知するステップを含む、請求項７記載の方法。
9. 前記消費者は、日付及び時間と関連して、無駄にされた前記リソース量を通知される、請求項８記載の方法。
10. 前記末端装置によって、有用性を報告する可能性を示すデータを前記スマートメータに送信した後に、前記末端装置と前記スマートメータとの間で報告セッションが開始される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記スマートメータからの要求に対する前記サーバからの応答が前記スマートメータによって受信された場合に、前記末端装置は、電源投入を開始され、前記要求は、前記末端装置のインタフェース上でのユーザのコマンド入力後に自動的に送信される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 異なる消費者に関連付けられた末端装置は、それぞれ、前記スマートメータの前記通信回路と結び付けられ、異なる識別情報が、前記スマートメータとの通信のために、前記異なる消費者に対して用いられることにより、前記サーバは、前記消費者のうちの一のみを前記末端装置のうちの１つに関する前記監視データに関連付ける、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 少なくとも１つのリソースのスマートな消費を促すように前記少なくとも１つのリソースの消費に対して課金するためのシステムであって、前記システムは、
    サーバと、
    前記サーバと通信するリソース測定システムとを有し、
    前記リソース測定システムは、
    スマートメータと、
    リソースを消費する少なくとも１つの末端装置とを有し、
    前記末端装置は、
    ステータス情報及び有用性に関するインジケータを含む、前記末端装置についてのデータを作る検出ユニットと、
    前記検出ユニットによって作られたデータを前記スマートメータに送信するための通信モジュールとを有し、
    前記スマートメータは、
    前記サーバとインタフェースをとって、前記サーバにデータを送信する第１のインタフェースと、前記末端装置とインタフェースをとって、前記末端装置のステータス情報及び有用性に関する少なくとも１つのインジケータを前記末端装置から受信する第２のインタフェースとを有する通信回路と、
    前記末端装置にリソースを供給する媒体に接続された計測装置と、
    前記計測装置に接続され、前記末端装置によって消費されたリソース量を示すリソース消費データを収集し、前記通信回路に接続され、前記ステータス情報及び前記有用性に関するインジケータの処理後に前記サーバに送信される監視データを作る、制御回路とを有し、
    前記監視データは、前記末端装置のために消費されるリソースの有用性についてのデータを示し、
    前記サーバは、前記監視データに基づいて、前記リソースの消費に対する課金を決定する処理装置を有する、システム。
14. スマートメータと通信する電動ランプであって、
    光を出力するための少なくとも１つの光源と、
    前記ランプによって出力された光の有用性を示す物理データを測定するためのセンサと、前記ランプについてのステータス情報及び前記測定された物理データに基づく有用性に関するインジケータを生成するためのモジュールとを有する検出ユニットと、
    前記スマートメータが、前記ステータス情報及び前記有用性に関するインジケータを処理した後に得られる監視データを、リソース消費データと一緒に、前記監視データに基づいてリソースの消費に対する課金を決定するサーバに送信するように、前記ステータス情報及び前記インジケータを前記スマートメータに送信する通信モジュールとを有し、
    前記監視データは、前記ランプのために消費されるリソースの有用性についてのデータを示す、ランプ。

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