duminică , 19 august 2018
roen

Art. 01 – Vol.26 – Nr. 2 – 2016

SOLUŢII INOVATIVE PRIVIND EFICIENTIZAREA
CONSUMULUI ENERGETIC ÎN DOMENIUL REZIDENŢIAL

Cătălin Scarlat
catalin_scarlat@yahoo.com

Tudor–George Alexandru
alexandru_tudor_imst@yahoo.com

Universitatea Politehnica din Bucureşti – Facultatea IMST

Rezumat: Dezvoltarea tehnologiilor din domeniul TIC a dus de la sine la apariţia unor paradigme care au remodolat, în ultimii 20 de ani, modul în care informaţia este preluată, stocată şi utilizată. Limitele de conectare a dispozitivelor au crescut, de unde şi posibilitatea ca acestea să realizeze un schimb liber de informaţii între ele, fără a mai fi necesare protocoale sau interfeţe intermediare. În acest fel, a apărut pardigma “Internetul obiectelor” (Interet of  Things). Pe lângă posibilităţile de a cerceta cauzele şi efectele unor probleme globale, paradigma poate fi extinsă şi în domeniul domestic. Lucrarea prezintă o abordare asupra conceptului de locuinţă inteligentă (Smart Home), luând în considerare tehnologiile inovative existente şi cum acestea duc la reduceri substanţiale ale consumului casnic de energie. Se prezintă o serie de aspecte teoretice şi posibilitatea reală de a integra o astfel de soluţie în locuinţe, demonstrată la finalul lucrării pe bază de prototipuri vitrtuale.

Cuvinte cheie: Smart Home, Internet of Tthings, senzori, prototip virtual.

Introducere

Termenul de locuinţă inteligentă (Smart Home) poate fi înţeles ca locuinţa echipată cu dispozitive care asistă utilizatorul în activitatea casnică de rutină pe toată durata zilei. Această abordare conduce la reducerea consumului de energie şi ceşterea confortului, asigurându-se, totodată, şi un mediu sănătos prin posibilitatea utilizării de servicii proactive [1]. Soluţiile de reglare folositete presupun observarea utilizatorului pentru a realiza un profil al acestuia în concordanţă cu factori externi locali – precum consumul regional de energie – [2], globali – precum evoluţia condiţiilor meteo – [3] sau mixti – precum corelarea unor acţiuni locale cu impact
global [4].

Pentru a susţine astfel de soluţii, sunt necesare infrastructuri informaţionale complexe. Acestea au trei roluri semnificative: preluarea informaţiilor din mediul casnic, transmiterea informaţiilor la un dispozitiv de procesare şi asigurarea unui răspuns la ieşire pe baza fluxului multimodal de date. Astfel de infrastructuri informaţionale includ reţele compuse din senzori care fac schimb de informaţii cu dispozitivele de procesare a datelor. În funcţie de tipul datelor de intrare, senzorii utilizaţi pot fi binari (spre exemplu, pentru certificarea prezeneia unui obiect într-un spaţiu), de tip video (senzor binar în combinaţie cu o cameră video care poate identifica anumite tipare, spre exemplu numărul de persoane dintr-un spaţiu), meteo (spre exemplu barometrici, de temperatură, de umiditate), medicali (de exemplu, senzori binari ataşaţi pe îmbrăcămintea utilizatorului pentru monitorizarea bătăilor inimii), de sunet (de exemplu, reglarea debitului de apă din rezervorul toaletei pe baza numărului persoanelor care se odihnesc în dormitor) [5].

Variantele optime de Smart Home impun înlocuirea soluţiilor existente (spre exemplu înlocuirea comutatorului de lumină cu un senzor de prezenţă) sau ataşarea senzorilor pentru monitorizarea / reglarea elementelor de infrastructură casnică deja existente (spre exemplu senzori de presiune instalaţi la nivelul conductelor de apă [6]). Înafara aspectului funcţional, aspectul estetic şi ergonomic au un rol decesiv în a determina utilizatorul să adopte soluţii inovative. Cu cât gradul de complexitate creşte, cu atât atracţia consumatorilor spre înlocuirea sistemelor convenţionale scade.

Vezi articolul complet

Concluzii

Domeniul Smart Home se extinde rapid pe măsură ce tehnologiile electronice converg. Domeniile implicate cuprind comunicaţii, divertisment, securitate, confort şi sisteme de informare. Lucrarea abordează problema automatizării reglării inteligente a parametrilor aferenţi confortului în locuinţe. În contextul reducerii consumului energetic casnic, soluţiile prezentate pot constitui o variantă atractivă pentru utilizatori. Pe baza prototipurilor prezentate, se demonstrează aspectul de integrare în spaţiul de locuit, funcţionalitatea şi ergonomicitatea soluţiei.

BIBLIOGRAFIE

  1. HARPER, R.: Inside the Smart Homes, Harper, R. (Ed.) , 2006, Springer Science & Business Media.
  2. ZHOU, B.; LI, W.; CHAN, K. W.; CAO, Y.; KUANG, Y.; LIU, X.; WANG, X.: Smart home energy management systems: Concepts, configurations and schedulind strategies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 61, 2016, pp. 30–40.
  3. STAROCH, P.: A weather ontology for predictive control in smart homes. na., 2013).
  4. VARGAS, S. E.; GONZALEZ, J. E.; ASCHHEIM, M.: Benefits of Monitoring Energy Use and Production Using Enhanced Smart Meters for California Houses, Proceedings, ASME 2012 6th International Conference on Energy Sustainability collocated with the ASME 2012 10th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering and Technology, 2012, pp. 97-104, American Society of Mechanical Engineers.
  5. DING, D.; COOPER, R. A.; PASQUINA, P. F.; FICI-PASQUINA, L.: Sensor technology for smart homes, Maturitas,69(2), 2011, pp. 131-136.
  6. THOMAZ, E.; BETTADAPURA, V.; REYES, G.; SANDESH, M.; SCHINDLER, G.; PLOTZ, T.; ABOWD, G. D.; ESSA, I.: Recognizing Water-Based Activities in the Home Through Infrastructure-Mediated Sensing, Proceedings, UbiComp ’12, Sep 5-Sep 8, 2012, Pittsburgh, USA.
  7. ARCELUS, A.; JONES, M. H.; GOUBRAN, R.; KNOEFEL, F.: Integration of smart home technologies in a health monitoring system for the elderly, Proceedings, 21st International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops AINAW’07, 2, 2007, pp. 820-825, IEEE.
  8. ROBLES, R. J.; KIM, T. H.: Applications, systems and methods in smart home technology: a review, International Journal of Advanced Science and Technology, Vol. 15, February, 2010.
  9. ALAM, M. R.; REAZ, M. B. I.; ALI, M. A. M.: A review of smart homes—Past, present, and future, Systems, Man, and Cybernetics, Part C: Applications and Reviews, IEEE Transactions on, 42(6), 2012, pp. 1190-1203.
  10. SOLIMAN, M.; ABIODUN, T.; HAMOUDA, T.; ZHOU, J.; LUNG, C. H.: Smart home: Integrating internet of things with web services and cloud computing, Proceedings, IEEE 5th International Conference on Cloud Computing Technology and Science (CloudCom), 2013, 2, pp. 317-320, IEEE.
  11. MOHAMED, E.: The Smart Grid—State-of-the-art and Future Trends, Electric Power Components and Systems, 42(3-4), 2014, pp. 239-250, DOI: 10.1080/15325008.2013.868558.
  12. SHRINK THAT FOOTPRINT: The beginners guide to lower heating bills: for tenners, owners and home lovers, http://shrinkhatfootprint.com/

Mulţumiri

Autorii mulţumesc doamnei Prof. Anca Bucureşteanu de la Catedra de Maşini şi Sisteme de Producţie a Facultăţii IMST din cadrul Universităţii Politehnica din Bucureşti pentru coordonarea şi sprijinul accordat în realizarea acestei lucrări.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.