Academic literature on the topic 'Модель управління розумним будинком'

Досліджено сучасні підходи, що використовуються у апаратно-програмних платформах домашньої автоматизації систем типу «розумний будинок» в рамках загальної концепції «Інтернету речей». Для організації взаємодії між елементами платформи домашньої автоматизації було запропоновано використати імовірнісно‑часові моделі, зокрема розрізнювальну модель умовного випадкового поля та нейромережеві алгоритми прогнозування. Побудована універсальна схема організації, контролю та управління датчиків, контролерів та актуаторів системи «розумний будинок». Запропоновані базові підходи впровадження розрізнювальних імовірнісно-часових моделей при побудові нейромережевих алгоритмів домашньої автоматизації. Побудовано математичну модель роботи нейромережевого алгоритму класифікації шаблонів вхідних інформаційних сигналів, що отримуються від мережі датчиків.

У статті розглядаються найбільш розповсюджені та актуальні способи енергозбереження та оптимізації енергоспоживання в сучасних будівлях. Приведений опис аспектів системи енергозабезпечення пасивного будинку. Описані основні технічні рішення щодо підвищення енергоефективності окремих будівель з автономізацією систем його енергозабезпечення. Наведено короткий опис експлуатаційних можливостей комбінованої системи теплопостачання на основі використання теплонасосних технологій. Але такий підхід не дозволяє досягтизначного підвищення енергоефективності систем,проведеннятермомодернізації, тільки за рахунок нарощування ізоляційного шару часто непризводить до плануємого зменшення рівня енерговитрат.Тому розглянутий напрямок енергозбереження, який пов'язаний з підвищенням показників термічного опору будівель і одночасним використанням для їх енергозабезпечення енергії альтернативних джерел.В даному випадку підвищення ефективності системи енергозабезпечення та кліматизації досягається завдяки використанню енергії сонячного випромінювання, тепла грунту і повітря (в тому числі вентиляційного). При цьому враховувується специфіка процесів енергообміну, акумулювання теплової енергії.Такий підхід лежить в основі методу контролю температури будівлі з використанням кривої нагріву, яка не вимагає моделі процесу, а задача оптимізації вирішується тільки на рівні однієї ланки, а не всієї системи. Цей недолік усувається завдяки автоматичному контролю вентиляції, водопостачання, побутової техніки (система «Розумний будинок»). Для вирішення задач оптимізації доцільно використовувати комплексний підхід -це управління опаленням в поєднанні з контролем роботи вентиляційної системи і системи водопостачання. Це дозволяє реалізувати повноцінну підтримку певного клімату в будинку, з урахуванням вологості повітря і показниками температури в різних приміщення, пори року тощо, але потребує побудови певної математичної моделі. Даний огляд підтверджує актуальність подальшої роботи в напрямку вирішення задачі оптимізації з питань енергоспоживання та енерговитрат в сучасних будівлях.

В статті розглядаються питання впровадження сучасної концепції Інтернет речей (Іnternet of things) на базі IoT-платформи для створення безпечного середовища, яке забезпечує безпеку, комфорт і ресурсозбереження для всіх користувачів. Безпека людей – це важливий фактор, до якого не можна підходити «формально». Він повинен визначати, як система реагує на присутність певних вразливих категорій людей: немовлят, дітей дошкільного віку, вагітних жінок, людей з обмеженими можливостями тощо. Для них існують специфічні обмеження, незалежно від приміщення і тих людей, що там знаходяться. Визначено, що недоліком технології управління «SMART будинком» за профілями є можливість ненавмисного нанесення шкоди певним категоріям людей. На прикладі «SMART будинку» показано, як за допомогою розробленої моделі інтелектуального динамічного синтезу профілів користувачів можна забезпечити компроміс між комфортом і безпекою. Сучасна система безпечного середовища повинна вміти приймати рішення в кожній конкретній ситуації і підлаштовуватися під певні категорії, знаходячи компроміс (з огляду на пріоритети профілів і обмеження). Запропонована модель гнучкого управління параметрами устаткування в системі «SMART будинок» з підвищеним ступенем комфорту і безпеки за рахунок динамічного синтезу компромісного профілю користувача є варіативною і може бути впроваджена в будь якому приміщені, наприклад у дитячих садках, закладах освіти тощо. Ця модель є відкритою системою і може корегуватися і вдосконалюватися відповідно до конкретних умов.

Застосування стратегій розумного управління є одним із методів, що широко застосовуються для підвищення енергоефективності будівель. Такі вимоги, як покращення енергоспоживання будинку при збереженні або підвищенні комфорту, пов'язують стратегії управління з присутністю мешканців та їх взаємодією із будівельними системами. Отже, оцінка впливу стратегій управління, орієнтованих на населення, на системи будівель із високим споживанням енергії залежить від моделі поселення, яка походить від моделі використання простору, спричиненої поведінкою мешканців. Це показує прямий зв’язок між схемою заповнення простору та функцією будівельної системи. З метою підвищення ефективності енергетичного моделювання слід вивчити джерело помилок у вхідних даних. Час збору даних та рівень роздільної здатності, що використовується для аналізу зібраних даних, є двома ключовими факторами для розробки точної моделі прогнозування сукупності. З точки зору оптимізації було проведено обмежені дослідження, які використовують алгоритми оптимізації для підвищення ефективності методів енергозбереження.

Ідея автоматизації управління комплексом програмно-апаратних складових будинку і створення «розумного будинку» не є новою. Саме поняття «розумний будинок» було сформульовано в 1970-х роках Інститутом інтелектуального будинку у штаті Вашингтон, США. Але якщо на початку розвитку концепції «розумного будинку» це було більше схоже на фантастику, то в наші дні це все більше стає необхідністю. Увесь наш будинок складається з комплексу систем: опалення, водопостачання, різноманітна побутова та кухонна техніка, освітлення, охоронні системи тощо.

Дипломна робота присвячена аналізу вже реалізованих рішень та IoT технологій. Впродовж роботи було розроблено інтерфейс веб-додатку, за допомогою якого можна контролювати показники розумних пристроїв в рамках локальної мережі. Для досягнення результату був розроблений інтерфейс веб-додатоку, за допомогою якого можна підключити різні види пристроїв та відслідковувати їх показники. Front-end частина написана на мові програмування ReactJS з використанням state-management бібліотеки Redux для зберігання локальних та серверних даних під час користування додатком; візуалізація додатку створена за допомогою каскадної таблиці стилів CSS; Server-side частина написана на мові програмування NodeJs з використанням веб-сокетів (Websockets) для встановлення безперервної передачі даних між клієнтом та сервером; підходом до розробки була обрана методологія SDLC (Software Development Lifecycle). Дипломний проєкт демонструє взаємодію між розумними пристроями та їх контролем, що дає повне розуміння про технологію інтернет речей у сфері повсякденного життя та сучасних реалій.
Thesis is devoted to the analysis of already implemented solutions and IoT technologies. During the work, a web application was developed that allows you to control smart devices within the local network. To achieve this, a web application has been developed that allows you to connect to a smart device. The front-end part is written in the ReactJS programming language using the Redux state-management library to store local and server data while using the application; application visualization created using a cascading table of CSS styles; The server-side part is written in the NodeJs programming language using Websockets for installation without continuous data transfer between the client and the server; SDLC (Software Development Lifecycle) methodology was chosen as the approach to development The thesis project demonstrates the interaction between smart devices and their control, which gives a full understanding of IoT technology in everyday life and modern realities.