关键字 |
| 聚类、基于位置的服务、gps、aproiri事务。 |
介绍 |
| 能源管理是整个世界形成一个新的问题。电力生产设施不断产生能量准备重消费的波动,尤其是当使用替代能源,或者突然崩溃。他们有准备的峰值,但在月经时不消费会导致剩余能量存储。有很多种技术来存储能量:电池、大超电容器,或大型机械系统。所有这些方法都是在这种大规模非常昂贵。工厂满负荷运行效率低下的同时;同样数量的电力的成本更昂贵的比在满负荷运行。在存储和检索能源总有一定的损失。立即响应波动不过是不可能的,因此能源生产设施总是产生更多的能量,将需要。 |
| 能源提供者(称为效用从现在起)米的地方客户的家庭来衡量整体功耗。这些米定期阅读的效用。计算能源法案的基础上阅读消费。智能电网背后的主要思想是,工具应该能够实现负载均衡,通过让顾客他们的负载转移到非高峰时期。最简单的方法是将电荷能量在不同价格和供需的时期。其他方面的智能电网是电网的供电能力,这是必要的替代电力生产。前消费者可能成为提供者通过投资进入能源生产技术使用替代能源。为了满足能源需要回电网智能电表。 |
| 总结介绍了事实为了增加能源生产效率必须投入更多情报系统从消费者方面。虽然有明显的强调家庭智能和网络集成实现的价格是无法忽视的。额外的能源、成本和安装和维护这样一个系统的努力决定其在市场上的竞争力。我们要提出一个新的节能方法开发目标项目中作为一个智能家居集成平台互连技术自由选择。在设计系统的可伸缩性和低功耗要求也在考虑之中。基于该平台我们证明DECT候选技术。 |
二世。背景和相关工作 |
| 一些标准化的身体准备网络标准适合在智能家居和智能电网的概念。领先的标准化的身体CENELEC(欧洲电工标准化委员会)与EN 50090标准对家庭和建筑电子系统(HBES)。欧盟委员会(European Commission)也推出了几个项目处理高效的能源。 |
| SmartHouse /工作FP7欧洲项目之下(http://www.smarthousesmartgrid.eu)特别关注解决连接智能住宅和智能电网和负载平衡的动态电力定价。之间的连接工具和智能电表的目标定义高水平(基于web服务)的接口。在[2]他们目前开发了基于服务的系统基于智能住宅和智能电网。其他分散的方法包括分散决策基于信息从中央控制站[8]和基于代理的控制提出了电力基础设施[7]。它提供了市场供求控制概念匹配(SDM)的电力网络。在[6]商业模式提出了面向动态服务的能源网络和其安全性和业务方面进行了讨论。 |
| 与其他解决方案我们的系统目标不仅仅是智能计量和控制,而且能源分析电器和内部通信与能源提供者,造福客户降低能耗和先进的定价,和提供者可能更好的能源管理和利用可再生能源资源。 |
| 的一般体系结构提出了我们的研究中使用的智能家居在第三节。在第四节,我们描述我们的智能家居系统实现。我们已经开发出的通信协议是在Section5引入的。提供的服务我们的第六节中描述的系统。最后在第七节我们结束我们的论文。 |
三世。智能家居系统 |
| 项目的目标[12]的主要目标是培养一个大规模技术用于分析和优化家电的能源消费模式。这个项目的目的是创建一个端到端的系统虚拟化家用电器的功能和效用服务部署在一个共同的逻辑对未来的家庭网关。目的目标创建一个嵌入式能源管理设备(EMD)可以为现有的家电提供基本的能源管理功能。基于EMD的目标识别预定义的能源模式是实现节能的家用电器。该项目也旨在创建一个SOA(面向服务架构)逻辑基于家庭网关可以将EMD家电进入家庭网络管理。与现有的电表,EMD设计与最便宜的数据网关处理。 |
| 尽管完整的逻辑层结构被定义为系统的互相配合的组件,物理层通信接口是没有严格约束允许制造商使用他们的首选技术。 |
| 我们要提出一个概念开发的目标项目,将作为我们研究的基础。能源管理模型我们目前的目标是对个人在家用电器实现智能家居系统。系统目标以下目标: |
| ——提供一个设备可以集成家电进入家庭网络 |
| ——定义能量配置文件家电的能量状态可以分配给电器没有恒定的计量 |
| ——为制造商提供指导如何提交能源分析的状态信息 |
| ——记录普通电器的能源配置文件 |
| ——关掉电器标明他们的备用模式 |
| ——通过访问公用事业服务,实时计算价格根据选定的设备概要文件 |
| 关键部件的模型是在图1。EMD作为通信接口之间的连接设备的能源管理功能和家庭网络。 |
| 与目标的能源模式兼容设备的消费设备可以很容易地由请求设备的状态从而排除需要不断监控。另外标明在物理上断开设备备用模式进一步可以节省能源。的能量提供者(效用)在目标系统中起着重要作用。能源价格通过请求从服务的效用,并根据设备资料、ca系统计算的价格后面操作设备与特定程序或设置。可以实现成本节约移动设备操作系统的能源价格较低时(如在非高峰时期)。智能逻辑驻留在家庭网关运行服务管理设备,并提供远程管理的控制点。 |
第四,我们的智能家居系统的构成 |
| 基于上述概念在这一章里,我们提出我们的开发解决方案。我们目的是开发一个系统,家用电器可以连接到网络,远程访问系统。中间件组件(硬件和软件),可以被称为能源管理设备,即是对智能设备集成的构建块。 |
| 系统能够对每个设备进行虚拟化网关的家和外部网络管理的目的。EMD内我们实现了以下功能:消费监控,基本的功率控制,设备概要文件编程,设备概要文件识别。 |
| 总体架构上实现系统的模块化水平呈现在图2。家庭网关通信能源管理设备通过标准接口(在我们的实现中通过DECT)。设备动力通过EMD可以测量其消费。根据编程设备概要文件EMD可以分配功率状态的设备,而不需要不断监测其消费。 |
| 答:能源管理设备 |
| 能源管理设备背后的主要思想是把家里的家用电器在共同管理逻辑。这些设备被设计成廉价和简单,但不更换智能电表和非常健壮的设备非常昂贵。实际消费监控工具安装智能电表,和生产使用的净计和计费的效用。电器使用的emd将通过管理监测消费和提供远程控制逻辑驻留在家庭网关。 |
| 有两个基本功能,EMD应该有能力履行:能耗计量和功率控制。应该拥有一个通信接口对家庭网关能够访问它的功能。设备必须廉价为了竞争市场上,与低功耗运行。此外EMD连接到一个设备可以衡量能源效率,任何不寻常的信号设备的行为,甚至立即应用安全预防措施,以防损坏,或受伤。 |
| EMD我们已经意识到由一个电力计量逻辑和功率控制逻辑。电力线路经过电力计量逻辑和功率控制逻辑的顺序在上面的图。因此,测量功率控制逻辑将不会改变。电力计量和功率控制逻辑是由单片机控制的操作需要微不足道的力量。低功耗需求得到满足的使用单片机的低功耗睡眠模式。DECT接口只醒来之前指定的接收和发送,每天播发或者刊登,否则进入低功耗状态。 |
| 电力计量逻辑来衡量负载实时的真正力量和执行持续集成计算和存储消耗。通过功率控制逻辑必须能够关闭负载。需要两个功率测量电路,电压测量和电流测量。目前测量霍尔传感器可以用来衡量磁场成正比的导体的电流。这个解决方案没有身体接触是由负载电流测量。雷竞技网页版 |
| 功率控制逻辑的最简单的解决方案是使用一个继电器,可以驱动单片机的低压输出。与继电器一个双向可控硅的大形式也可以使用,但这需要零交叉检测。后者有一个额外的优势,可调功率控制例如光线变暗。 |
| b . EMD和网关之间的通信 |
| 我们考虑过许多有线和无线通信接口技术。我们的第一个候选人是一个基于电力线接口,但是基于KNX EMD实现已经取得项目[1]。 |
| 我们的选择、DECT技术有许多优点使其竞争对手与其他无线技术,甚至对电力线路。相比于IEEE 802.11 WLAN[10]它是更少的资源要求和相当便宜。与无线个域网[11]在一个受保护的频率范围。z - wave[14]可能是一个不错的选择,但是它是专有技术。最重要的好处是不过可用现有的基础设施已在许多家庭,和家庭网关的推荐计划将包括在未来每个家庭网关[5]。DECT普遍技术、DECT电话被广泛用于无线PSTN的延伸服务,因为他们是廉价和可靠的。 |
| 通过请求网关(“从web服务器或服务器)使用emd数据调用,它提供了一种分组交换连接。我们定义了一个简单的请求-响应协议在这个连接(图4),这是第五节中给出。 |
| 集成不同技术的家是家庭网关也采取相同的行动(HGI)负责定义需求、家庭网关和用例,这是中央服务提供者在家里。在连接到家庭网关的概念Lantiq(领先公司访问和家庭网络)将发布第一个CAT-iq家庭网关和手机产品兼容。 |
| 我们的目标是找到一个网关平台支持DECT基站的功能和支持新一代DECT功能。我们选择了Lantiq声音支持基于ARX的参考解决方案。操作系统上运行这个芯片是流行OpenWRT (http://www.openwrt.org/),这是一个模块化的操作系统允许容易发展和交叉编译许多类型的设备。基础的操作系统使用的是Linux内核。 |
| 低功率消耗是网关上的一个非常重要的问题。Linux ACPI电源管理可用于资源管理。ARX平台的电源管理功能可以达到使用特定的ACPI驱动程序。Linux资源管理提供了一个API来控制电力网关[13]。 |
诉使用DECT / CAT-IQ EMD-GATEWAY沟通 |
| 数字增强无线电信最初是一个无线电话标准。在调用期间,便携式部分(PP、手机)和固定部分发送(FP,基站)上行和下行数据相应分配时隙。原DECT标准定义了创建DECT蜂窝网络的可能性。基站的分布面积增加了DECT的报道,也可用设备的数量。 |
| 目前DECT正在经历一次重大的转变。即将到来的CAT-iq (http://www.cat-iq.org)设置的标准取代DECT有许多有趣的特性[3]。的主要目标是发展出前只无线电话的场景和成为一个通用的无线技术支持QoS和使用上面的IP通信。CAT-iq有一个通用的目标提供互联网连接家用电器,datarate要求低,但服务质量。其他应用程序概要文件,如传感器网络集成,和家庭控制下定义。 |
| 我们实现了我们的解决方案在标准DECT操作使用DECT包中定义的数据调用功能广播服务(dpr)标准[9]。相应的调用是由便携式(附加到EMD)网关的请求。标准DECT帧的长度是40个字节,所以数据字段的最大长度(数据长度)是35字节因此没有消息分散。 |
| 简单的消息所需的基本功能如下表所示。网关可以打开或关闭发送消息并等待响应。有一个请求状态消息EMD的状态。EMD发送消息只有在请求,请求状态,测量要求或请求ID的消息。 |
| 由于系统必须支持多个设备需要区分这些从一个另一个。为此每个EMD有一个身份证号码(身份证号码),这是一个序列号(独一无二的,不变的,由制造商),或一个用户输入的数量。 |
| 除了EMD消息网关可以请求连接EMD的数量。整个DECT连接网关连接EMD的杰出的频率和时隙的沟通。当请求EMD的列表从网关网关收集frequency-timeslot对沟通的EMD。 |
| 根据标准、DECT系统可以支持24设备在每个频率的10,240和120年在全双工模式。因此理论上120手手机,称为便携式部分(PP)可用于系统基站称为固定部分(FP)操作在不同的频率。沟通是健壮的,重新传输是由DECT处理协议,延迟非常低,大约10 ms |
第六,服务访问和管理 |
| 智能家居系统提供远程访问接口IP的形式一个网站托管在网关本身和一个“通用远程交互。的网关我们开发了一个应用程序实现了一个“为每个EMD发现系统中控制器。的控制点管理系统是一个网页托管在网关本身。 |
| 有一个web服务器的网关主机上建立我们的能源管理系统的网站。有一个登录页面执行身份验证,成功登录后显示管理页面。这个页面包含发现设备的清单,显示设备的状态(开/关)和显示瞬时消费电器。有控制电器的状态变化。登录后的每一个设备有一个EMD列出他们的状态,和短暂的消费。我们还实施“上网关服务器功能保持一致的管理接口中使用的项目。高标准的智能家居的逻辑实现在项目分别通过“访问所有的设备。 |
| 我们的实现是基于libupnp“开源开发工具包。这个应用程序是一个执行DECT-UPnP桥接通过访问DECT的驱动模块。我们的emd举办“设备使用以下服务:设备名称请求,请求状态,瞬时能量的要求,综合消费要求的时间间隔。提供组件和接口的概述介绍了图5。DECT基础设施我们打算实现一个用户界面的手机,它可以主机系统的功能的一个子集。 |
七世。结论 |
| 交互式能源管理系统非常有利于消费者,供应商,和间接环境,因此要求在未来。 |
| 我们引入了一个模型对于未来的智能电网,智能家居在演员的关键。智能家居是建立从智能电器提供能源管理功能。对智能家居集成现有的设备我们已经创建了一个能源管理设备(EMD)。emd连接到家庭网关通过DECT无线接口已经出现在现有门户平台。这个解决方案不需要额外的昂贵的硬件。网关提供远程用户访问的网站,在“服务器简化了智能家居集成智能电网。从基本功能复杂的逻辑可以开发在未来家庭网关实现自动化控制的电器使用接口提供的实用程序管理功能。 |
| 我们设计了一个简单的、健壮的EMD和网关之间的通信协议,根据提供的可能性DECT系统特别是考虑到即将到来的CAT-iq标准。 |
| 我们的目标有了这个系统是为家庭提供一个廉价的解决方案将自己的聪明。智能能源管理需要在未来智能电网。 |
承认 |
| 前面提出的体系结构已经在项目的框架阐述了“小说架构建模和能源消耗家庭Appliances-AIM虚拟化”[12]。研究导致这些结果也收到了校际合作研究中心的资助下,电信和媒体信息部门,布达佩斯大学技术和经济学,布达佩斯,匈牙利。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
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数据乍一看 |
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引用 |
- Tompros, S。,Mouratidis, N., Hrasnica, H., Caragiozidis, M.: A novel power line network architecture for managing the energy resources of the residential environment. In: 13th IEEE International Symposium on Power Line Communications and its Applications, Dresden (March 2009)
- Kok et al。智能电网的智能房屋。:20配电涂蜡的国际会议上,布拉格(2009年6月)
- ETSI TS 102 527,数字无绳提升电信;新一代DECT
- CAT-iq乍一看,全球技术的宽带连接,DECT论坛(2009)
- 家庭网关技术要求:住宅,1.0版,家庭网关倡议(29.04.2008)
- Karnouskos, S。,et al.: An Advanced Metering Infrastructure for Future Energy Networks, New Technologies, Mobility and Security, pp. 597?606. Springer, Heidelberg (2007)
- 角,J.K.,Warmer, C.J., Kamphuis, I.G.: PowerMatcher: multiagent control in the electricity infrastructure. In: Proceedings of the Fourth International Joint Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems, AAMAS 2005, pp. 75?82. ACM, New York (2005)
- 雀巢,D。,Ringelstein, J.: Bidirectional Energy Management Interfaces in distribution grid operation. In: 3rd Int. Conf. on Integration of Renewable and Distributed Resources (2008)
- 草案ETSI EN 301 649 V1.4.2 DECT包广播服务(dpr)(2007年5月)
- L.M.S.C. IEEE计算机学会。无线局域网介质访问控制(MAC)和物理层规范(体育)。IEEE 802.11标准,1999年版。(1999)
- 无线介质访问控制和物理层规范低速率无线个人区域网络。IEEE标准,802.15.4-2003(2003年5月)ISBN 0-7381-3677-5
- 联盟的目标,目标是什么?小说结构的建模、虚拟化和管理家用电器的能源消耗,http://www.ict-aim.eu
- Scalopes交付DT3.2.1 WPT3资源管理,http://www.scalopes.eu/
- z - wave联盟,http://www.z-wave.com
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