Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Αλγόριθμος και υλοποίηση πειραματικής διάταξης αυτοματισμού, χρησιμοποιώντας Arduino/Android τεχνολογίες, με στόχο τη βέλτιστη ενεργειακή διαχείριση και επιτήρηση κατοικίας

Kostoglou Stylianos

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Ένας από τους κύριους στόχους των αυτοματισμών σε μία έξυπνη κατοικία είναι η ρύθμιση και ο έλεγχος των συστημάτων οικιακής ψυχαγωγίας και των δραστηριοτήτων της κατοικίας, προκειμένου να επιτευχθούν οι ατμοσφαιρικές ανέσεις (π.χ. θέρμανση, αερισμός, υγρασία της ατμόσφαιρας) και ταυτόχρονα να κρατήσει μέσα στα επιθυμητά όρια του χρήστη την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Ως εκ τούτου, ο στόχος της παρούσας εργασίας είναι να παρουσιάσει ένα ενσωματωμένο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης ελέγχου με βάση έναν προτεινόμενο αλγόριθμο υλοποιημένο στην πλατφόρμα Arduino, για την υποστήριξη λήψης αποφάσεων στον τομέα της διαχείρισης της ροής ισχύος. Για το σκοπό αυτό, έχει αναπτυχθεί ένα ενσωματωμένο σύστημα μέσω του Arduino το οποίο, μεταξύ άλλων, λαμβάνει τις περιβαλλοντικές τιμές (π.χ. θερμοκρασία) οι οποίες υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω ενός ελεγκτή ασαφούς λογικής, ο οποίος με τη σειρά του επιστρέφει την έξοδο σαν σύσταση για τον έλεγχο των ηλεκτρικών συσκευών στην κατοικία.Για την επίτευξη των παραπάνω στόχων, έχει αναπτυχθεί ένας αλγόριθμος ελέγχου πραγματικού χρόνου που βασίζεται στην ασαφή λογική, προκειμένου να εφαρμοστεί στον μικροελεγκτή Arduino UNO, χρησιμοποιώντας αισθητήρες και τεχνολογίες Android.Αρχικά ο προτεινόμενος αλγόριθμος ασαφούς λογικής σχεδιάστηκε και προσομοιώθηκε με τη χρήση του εργαλείου Fuzzy toolkit στο Matlab. Στη συνέχεια, ο αλγόριθμος ασαφούς λογικής υλοποιήθηκε στο Arduino UNO,χρησιμοποιώντας την βιβλιοθήκη eFFL (Embedded Fuzzy Logic Library) η οποία αποτελεί μία βασική βιβλιοθήκη των ενσωματωμένων συστημάτων. Η eFFL έχει αναπτυχθεί από την Robotic Research Group (RRG) στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Piauí (UESPI-Teresina).Ο ασαφής αλγόριθμος αποτελείται από δύο ασαφείς ελεγκτές. Ο πρώτος έχει σαν είσοδο: την εσωτερική θερμοκρασία της κατοικίας και την εξωτερική θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Η έξοδος είναι οι τρέχουσες ρυθμίσεις του επιπέδου ισχύος των οικιακών συσκευών. Ο δεύτερος ελεγκτής έχει σαν είσοδο: την έξοδο του πρώτου ασαφούς ελεγκτή, τις προτιμήσεις του χρήστη για το ημερήσιο άνω όριο της κατανάλωσης ενέργειας, την συνολική κατανάλωση ενέργειας των συσκευών της κατοικίας και την εσωτερική θερμοκρασία της κατοικίας. Η έξοδος είναι η τιμή σημείου ρύθμισης του λέβητα θέρμανσης.Η πλατφόρμα αποτελείται από ένα Arduino βασισμένο σε κόμβους με σύνδεση δικτύου οι οποίοι μπορούν να ανταλάσσουν δεδομένα μέσω της αναπτυγμένης εφαρμογής Android. Η εφαρμογή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση των δεδομένων του αισθητήρα και τη ρύθμιση του επιπέδου ισχύος ή την απενεργοποίηση των συσκευών από απόσταση. Τα δεδομένα των αισθητήρων μπορούν επίσης να απεικονιστούν γραφικά σε διαγράμματα ή σε ειδικά σχεδιασμένους ΙοΤ μετρητές στην εφαρμογή Android.Επίσης έχουν σχεδιαστεί αυτοματισμοί για να ελέγχουν την κατανάλωση ενέργειας. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει ειδικά προγραμματισμένες αυτόματες λειτουργίες. Όταν αυτές οι λειτουργίες ενεργοποιηθούν, οι συσκευές θα κλείσουν αυτόματα όταν πληρούνται συγκεκριμένες προϋποθέσεις, π.χ όταν η τιμή του αισθητήρα φωτός γθάνει ένα ορισμένο όριο, όλες οι συσκευές που εκπέμπουν φως θα σβήσουν αυτόματα.Η Android εφαρμογή αναπτύχθηκε βάσει των βέλτιστων τεχνικών και προσφέρει ποικιλία δυνατοτήτων στο χρήστη. Επίσης στην πλατφόρμα ενσωματώθηκαν και χαρακτηριστικά όπως φωνητικές εντολές, αλλαγή σελίδων μέσω ajax που συμβάλλουν στην βέλτιστη δυνατή εμπειρία χρήσης.Η πλατφόρμα είναι ανοιχτού κώδικα, επεκτάσιμη και παραμετροποιήσιμη ώστε να μπορεί να δεχθεί οπουδήποτε άλλου είδους αισθητήρα ή ενεργοποιητή, με ελάχιστες ή καθόλου αλλαγές στον κώδικα. Επίσης ο βιομηχανικός σχεδιασμός έχει σχεδιαστεί και τροποποιηθεί σε μέγεθος, έτσι ώστε η πλατφόρμα να έχει την κατάλληλη ψύξη.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες