Off-the-shelf Non-Intrusive Load Monitoring Devices Utilised in a Low Activity Detection Service

Abstract

There is a growing awareness for the need to provide low cost solutions for the care of the elderly and in particular to allow them to keep living independent lives. In parallel to this, there have also been significant advances in a number of technical areas including 1) monitoring electricity consumption for the purpose of reducing power costs, 2) non-intrusive load monitoring (NILM), 3) using sensors to determine activities of daily living and 4) cloud computing. The purpose of this work was to demonstrate that it is possible to use a readily available consumer off the shelf electricity monitor to provide a low intrusive activity monitor for older persons. This work uses the Design Science Research Methodology and builds on the results of our previous work that used raw electricity usage data. In this work we are trailing the use of a meter that uses NILM to identify individual appliances in the home. The information on appliance use was analysed by a cloud base program and alerts were sent to the carer when lower than expected activity was detected. Participants both in this work and those reported in the literature have mentioned the annoyance of having multiple sensors in a home, especially if they emit either constant or flashing light. In contrast, NILM allows the use of multiple electrical appliances to be monitored without the need for a large number of sensors to be deployed – just one sensor at the meter or fuse board. The confluence of a number of technologies has enabled the creation of a low intrusive and low cost monitoring system to have become a reality. The initial trial of the system has been shown to be a most reliable alternative to a system built on multiple sensors. Based on previous work that involved the deployment of multiple sensors, the new system is expected to be more acceptable as it has the desired attribute of becoming invisible to the user.

Existe una creciente concienciación respecto a la necesidad de proporcionar soluciones de bajo coste para el cuidado de la tercera edad y, en particular, para permitirles seguir manteniendo una vida independiente. De forma paralela, se han producido también importantes avances en diversos ámbitos técnicos, entre los que se incluyen: 1) monitorización del consumo de electricidad con la finalidad de reducir los costes de energía; 2) monitorización no invasiva de la carga (NILM, por sus siglas en inglés); 3) uso de sensores para determinar actividades de la vida diaria, y 4) computación en nube. La finalidad de este trabajo es demostrar que es posible emplear un dispositivo de control fácilmente disponible a la venta para el consumidor, con el fin de proporcionar una monitorización poco invasiva de la actividad de las personas mayores. Este trabajo emplea la metodología de investigación científica sobre el diseño y parte de los resultados de nuestro trabajo anterior, en el que se emplearon los datos brutos sobre el uso eléctrico. En este trabajo realizamos un seguimiento del uso de un contador que emplea la NILM para identificar electrodomésticos individuales en el hogar. Se analizó la información sobre el uso de electrodomésticos mediante un programa base de computación en nube y se enviaron alertas al cuidador cuando se detectó una actividad menor de la esperada. Los participantes en este trabajo y en otros que constan en el corpus científico han mencionado la molestia de mantener múltiples sensores en el hogar, especialmente si emiten una luz constante o intermitente. Por el contrario, la NILM permite supervisar el uso de múltiples electrodomésticos sin necesidad de desplegar un gran número de sensores: basta con un sensor colocado en el contador o en el cuadro de fusibles. La confluencia de diversas tecnologías ha permitido hacer realidad la creación de un sistema de monitorización poco intrusivo y de bajo coste. La prueba inicial del sistema ha demostrado ser una alternativa totalmente segura al sistema basado en múltiples sensores. A partir del trabajo previo que implicó el despliegue de múltiples sensores, se espera que el nuevo sistema sea más aceptable, pues tiene la característica positiva de hacerse invisible para el usuario.