International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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v.10
no.2
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pp.7-12
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2018
The spread of IoT (Internet of Things) technology that connects objects based on wired / wireless networks is accelerating, and IoT-based smart home technology that constitutes a super connected network connecting sensors and home appliances existing inside and outside the home is getting popular. In addition, demand for alternative energy technologies such as photovoltaic power generation is rapidly increasing due to rapid increase of consumption of energy resources. Recently, small solar power systems for general households as well as large solar power systems for installation in large buildings are being introduced, but they are effectively implemented due to limitations of small solar panels and lack of power management technology. In this paper, we have studied smart home structure and IoT / IoL device discovery algorithm for energy harvesting system based on photovoltaic power generation, It is possible to construct an efficient smart home system for device control.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.25
no.11
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pp.39-49
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2011
Smart Grid has two main objectives on both supply and demand aspects which are to distribute the renewable energy sources on supply side and to develop realtime price responses on demand side. Renewable energy does not consume fossil fuels, therefore it improves the eco-friendliness and saves the cost of power system operation at the same time. Demand response increases the flexibility of the power system by mitigating the fluctuation from renewable energies, and reduces the capacity investment cost by shedding the peak load to off-peak periods. Currently Smart Grid technologies mainly focus on energy monitoring and display services but it has been proved that enabling technologies can induce the higher demand responses through many pilot projects in USA. On this context, this paper provides a price responsive algorithm for HEMS (home energy management system) on the real time pricing environment. This paper identifies the demand response as a core function of HEMS and classifies the demand into 3 categories of fixed, transferable, and realtime responsive loads which are coordinated and operated for the utility maximization or cost minimization with the optimal usage combination of three kinds of demand.
The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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v.12
no.3
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pp.89-97
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2012
In recent years, efficient energy management technologies are required, as environmental problems have emerged worldwide. In response to this, smart home services focused on efficient energy management technology seems to be emerging. And the integration of technology of user-oriented real-time energy monitoring and control systems is required. In this paper, we present a location-based green home service using smart phones for efficient energy management in a house. We design a green home network system to apply the green home service, and implement an integrated gateway system which connects and controls each appliance in a house. We develop appliance control services and indoor location services on smart phones, and determine whether user's occupancy of each room by measuring the location according to the variation of signal strength. In order to evaluate the performance of the energy savings, we have set up the scenarios of energy usage pattern and have compared the energy variation resulting from the application of the indoor location services with smart meters. A comparison of energy usage demonstrated that the energy saving of a house with the proposed location-based green home service was down up to 30%.
In this study, we propose an operations model to automate a home energy management system (HEMS) that utilizes an energy storage system (ESS) in consideration of consumer utility. Most previous studies focused on the system for the profits obtained from trading charged energy using large-scale ESS. By contrast, the present study focuses on constructing a home-level energy management system that considers consumer's utility over energy consumption. Depending on personal preference, some residential consumers may prefer consuming additional energy to earn increased profits through price arbitrage and vice versa. However, the current system could not yet reflect on this aspect. Thus, we develop an operations model for HEMS that could automatically control energy consumption while considering the level of consumer's preference and the economic benefits of using an ESS. The results of simulations using a dataset of the Korean market show that an operations policy of charging and discharging can be changed depending on consumer's utility. The impact of this policy is not ignorable. Moreover, the technical specifications of ESS, such as self-discharge rate and round-trip efficiency, can affect the operations policy and automation of HEMS.
The development of technology provides and increases security as well as convenience for humans. The development of new technology directly affects the standard of life thanks to smart home automatic control systems. This paper describes a door control, automatic curtain, home security (CCTV, fire, gas, safe, etc.), home control (energy, light, ventilation, etc.) and web-based smart home automatic controller. It also describes the use of ARM (Advanced RISC Machines) for automatic control of home equipment, a Multi-Axes Servo Controller using FPGA (Field Programmable Gate Array) and PLC (programmable logic controller). Additionally, it describes the development of a HTML editor using web auto control software. The tab loading time (7 seconds) is faster when using ARM-based web browser software instead of Chrome and Firefox is used because the browser has a small memory footprint (300M). This system is realized by web auto controller language which controls and uses PLCs that are easier than existing devices. This smart home automatic control technology can control smart home equipment anywhere and anytime and provides a remote interface through mobile equipment.
Zhao, Zhuang;Lee, Won Cheol;Shin, Yoan;Song, Kyung-Bin
ETRI Journal
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v.35
no.4
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pp.677-686
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2013
In this paper, we first introduce a general architecture of an energy management system in a home area network based on a smart grid. Then, we propose an efficient scheduling method for home power usage. The home gateway (HG) receives the demand response (DR) information indicating the real-time electricity price, which is transferred to an energy management controller (EMC). Referring to the DR, the EMC achieves an optimal power scheduling scheme, which is delivered to each electric appliance by the HG. Accordingly, all appliances in the home operate automatically in the most cost-effective way possible. In our research, to avoid the high peak-to-average ratio (PAR) of power, we combine the real-time pricing model with the inclining block rate model. By adopting this combined pricing model, our proposed power scheduling method effectively reduces both the electricity cost and the PAR, ultimately strengthening the stability of the entire electricity system.
Journal of Satellite, Information and Communications
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v.11
no.2
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pp.42-47
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2016
Due to advances such as photovoltaic power generation and energy storage system, energy self-consumption smart home system in which energy management system is built and energy is generated in house has been actively researched. In particular, due to the instability of the grid after the Fukushima nuclear accident, home system in which generating electricity from photovoltaic, storing and using it in energy storage system was commercialized in Japan. While subsidizing renewable energy projects through a combination of solar and energy storage systems in North America and Europe has expanded home installation. In this paper, we describe development of self-consumption smart home system which is connecting photovoltaic system and energy storage system in home area network and operating it based on real-time price. We implemented automated self-consumption home in which optimizing the use of energy from the power grid with minimal user's intervention.
Khajenasiri, Iman;Zhu, Peng;Verhelst, Marian;Gielen, Georges
IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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v.4
no.5
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pp.354-365
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2015
This work presents an Internet of Things (IoT) system for home energy management based on a custom-designed Impulse Radio Ultra-Wideband (IR-UWB) transceiver that targets a generic and multi-standard control system. This control system enables the interoperability of heterogeneous devices: it integrates various sensor nodes based on ZigBee, EnOcean and UWB in the same middleware by utilizing an ad-hoc layer as an interface between the hardware and software. The paper presents as a first the design of the IR-UWB transceiver for a portable sensor node integrated with the middleware layer, and also describes the receiver connected to the control system. The custom-designed low-power transmitter on the sensor node is fabricated with 130 nm CMOS technology. It generates a signal with a 1.1 ns pulse width while consuming $39{\mu}W$ at 1 Mbps. The UWB sensor node with a temperature measurement capability consumes 5.31 mW, which is lower than the power level of state-of-the-art solutions for smart-home applications. The UWB hardware and software layers necessary to interface with the control system are verified in over-the-air measurements in an actual office environment. With the implementation of the presented sensor node and its integration in the energy management system, we demonstrate achievement of the broad flexibility demanded for IoT.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers P
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v.67
no.3
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pp.160-167
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2018
In this paper, a black box, which is provided the reliability and user safety of home battery energy storage system connected with solar energy generation, is developed. In the developed scheme, a status and diagnosis data of battery management system, power conditioning system, solar energy generation and grid is measured. This status and diagnosis data is stored and displayed in the developed black box. In addition, this status and diagnosis data is stored and displayed in a monitoring system and a smart phone of user. A performance evaluation of the developed black box is carried out using emulator of home battery energy storage system connected with solar energy generation. Consequently, the developed black box is proved its superiority of the reliability and user safety.
Khan, Murad;Silva, Bhagya Nathali;Jung, Changsu;Han, Kijun
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.11
no.2
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pp.1057-1069
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2017
The applications of Wireless Sensor Networks (WSN) are progressively adopting for various smart home services such as home automation, controlling smart home household appliances, constrained application services in a smart home, etc. However, enabling a seamless and ubiquitous WSN communication between the smart home appliances is still a challenging job. Therefore, in this paper, we propose a smart home control system using an Actuator based ZigBee networking (AZNET). The working of the proposed system is further divided into three phases, 1) an interference avoidance system is adopted to mitigate the effect of interference caused due to the co-existence of IEEE 802.11x based wireless local area networks (WLAN) and WSN, 2) a sensor-based smart light control system is used to fulfill the light requirement in the smart home using the sunlight with light source, and 3) an autonomous home management system is used to regulate the usage time of the electronic appliances in the smart home. The smart is tested in real time environment to use the sunlight with light sources in a various time of the day. Similarly, the performance of the proposed smart home is verified through simulation using C# programming language. The results and analysis revealed that the proposed smart home is less affected by the interference and efficient in reducing the energy consumption of the appliances available in the smart home scenario.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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