«Умный дом»: энергетическая визуализация»

Чирков Дмитрий Юрьевич

Магистрант, Южный Федеральный университет

Научная статья

«Умный дом»: энергетическая визуализация»

Аннотация

В данной статье рассмотрена концепция интеллектуальной системы «умный дом» как направление внедрения информационных технологий в сфере обслуживания. Визуализация энергосистемы умного дома имеет важное развитие в области технологии «умный дом».

В этой статье, во-первых, кратко излагаются современные исследования методов визуализации домашних энергетических систем и анализирует их достоинства и недостатки. Во-вторых, предлагается программа визуализации энергии «умного дома» на основе приложения для смартфонов. Программа не только позволяет интуитивно понимать потребление электроэнергии, но также дает потребителям новый способ оптимизации бытовой энергии.

Ключевые слова: визуализация энергии; система "Умный дом" ; бытовая электроэнергия; Приложение для смартфона; новые технологии; инженерные системы; автоматизация; микроконтроллер; датчик.

Chirkov Dmitry Yurievich

Master student, Southern Federal University

Scientific article

«Smart home»: Energy Visualization»

Abstract

This article describes the concept of intelligent system "smart house" as a direction of introduction of information technologies in the service sector. Smart home energy system visualization has an important development in the field of smart home.

In this article, first, we briefly describe the current research methods of visualization of home energy systems and analyzes their advantages and disadvantages. Secondly, the program of "smart home" energy visualization based on the application for smartphones is offered. The program not only allows you to intuitively understand electricity consumption, but also gives consumers a new way to optimize household energy.

Keywords: Energy Visualization; Smart Home System; Household Electricity; Smart Phone APP, new technologies; engineering systems; automation; microcontroller; sensor.

1.     Введение

В последние несколько лет, потребление бытовой энергии и ее экономия были главной проблемой, так как потребление электроэнергии и цена с каждым годом увеличивается. Исследование потребления электроэнергии является важной темой в области исследований энергопотребления. Технология «Умный дом» позволяет сделать управление энергоприборами более систематическим и легким. Большое количество стран провели исследования по визуализированною домашнего хозяйства и энергетики, в том числе Google и IBM. Для потребителей важно в реальном времени узнавать данные о потреблении. Исследования в данной области являются значимыми с точки зрения долгосрочной перспективы, так как статистика, полученная с энергоприборов в реальном времени, влияет на потребителей и позволяет достичь разумного использования электричества. А визуализация таких систем поможет интерактивно улучшить поведение потребителей.

2.     Исследовательская работа

После повышения интереса к энергоэффективности, было запущено несколько пилотных проектов: CenterPoint Energy, U.S. Dept of Energy, Alliant Energy. Одной их главных целей этих проектов является анализ поведения потребителей и их цель в сокращении потребления электричества. Первоначальные результаты свидетельствует о том, что распространение данной технологии повышает осведомленность о потреблении электроэнергии. Так, 83 % участников сообщили об уменьшении потребления, после того, как им стали доступны данные с энергоприборов на персональном компьютере.

В данной статье предлагается программа по визуализации энергии технологии «умного дома», основанная на приложении smart hand phone APP.

Используя это приложение, потребитель может уменьшить расход электроэнергии, а также получить ценный и персонализированный опыт в управлении и визуализации энергии.

3.     Программа визуализации энергопотребления

Несмотря на то, что система «умный дом» была разработана несколько лет назад, имеет еще много недостатков. В этой статье, предложена программа энергетической визуализации на базе приложения Smart Hand Phone. Оно позволяет беспрепятственно получить данные о потреблении электроэнергии, а также анализирует и обрабатывает полученные данные. Программа может помочь найти потребителю свои вредные привычки и оптимизировать результаты.

3.1.          Сбор исходных данных и предварительная обработка

В этой программе используется в основном для сбора данных таких как: напряжение тока, потребление и так далее.  Сбор данных происходит через другие «умные системы» подключенные ко всей бытовой технике. После, все собранные данные записываются в базу данных, а затем предварительно обрабатываются.

3.2.          Статистика и анализ поведения потребителя

Со сбором и преппроцессированием информации сложно справиться обычному потребителю, так как поступает много исходных данных. Приложение помогает пользователю интуитивно понять статистику энергопитания и провести анализ.

Дизайн приведенного приложения адаптирован под смартфон. Приложение используется для передачи данных о потреблении электроэнергии пользователю, а также потребитель может использовать приложения для управления некоторыми приборами через интеллектуальную домашнюю энергетическую систему. Приложение получит данные в реальном времени и проанализирует данные более детально. Поэтому приложение подходит широкому кругу потребителей.

Так, с учетом количества пользователей и их индивидуальных запросов, приложение предоставляет три режима работы: универсальный, персонализированный и энергосберегающий.

Универсальный режим – это нормально использование электроэнергии. Приложение будет сравнивать и анализировать поведение пользователей в зависимости от их привычек.

Персонализированный режим – подходит для потребителей, которые используют электроэнергии в отдельные периоды времени. Например, учет и анализ данных только в летний период.

Энергосберегающий режим – позволяет настроить энергопотребление автоматически в заданные часы. Например, только вечернее время суток.

Потребитель так же может внести свой вклад в развитие интеллектуальной сети, загрузив свои собственные статистические данные через приложение. Это, своего рода, сбор многочисленных данных, который поможет в дальнейших исследованиях.

При использовании приложения в реальном времени потребитель получит график потребления электроэнергии в доме с разных бытовых приборов. Через такие диаграммы потребитель может ситуацию с расходом энергии.

4.     Вывод

В данной статье обобщаются исследования систем энергетической визуализации. В рамках исследовательского проекта был проведен анализ в нескольких странах. В данной стать предлагается мобильное приложение по визуализации, которая включает в себя интуитивный дисплей и данные по энергопотребления, а также стандартные планы оптимизирования для потребителей. В будущем будет проделана огромная работа по реализации данного проекта.

Список литературы:
1.    Система «умный дом» — концепция умного дома — [Электронный Ресурс] — Режим доступа. — URL: http://energorus.com/sistema-umnyj-dom-koncepciya-umnogo-doma/ (дата обращения 14.05.2014).
2.    Концепция системы «Умный Дом» — [Электронный Ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.ascentis.ru/smart/smtheory/39-smtheorycon (дата обращения 14.05.2014).
3.    Система умный Дом: дом XXI века — [Электронный Ресурс] — Режим доступа. — URL: http://nazarov-gallery.ru/smart_home/ (дата обращения 15.05.2014).
4.    Мультирум системы распределение звука и видео — [Электронный Ресурс] — Режим доступа. — URL: http://nazarov-gallery.ru/smart_home/multiroom/ (дата обращения 14.05.2014).
5.    Автоматизированная система управления освещением дома — [Электронный Ресурс] — Режим доступа. — URL: http://nazarov-gallery.ru/smart_home/lighting/(дата обращения 16.05.2014).
6.    Новый взгляд на умный дом — [Электронный Ресурс] — Режим доступа. — URL: http://izvestia.ru/news/556919.