Мульти-сервисная мультиагентная система умного дома для учета и управления энергопотреблением

В распределительных сетях существуют проблемы, связанные с улучшением наблюдаемости и управляемости сети. Для этого необходимо заменить счетчики на современные и организовать сбор данных.

Цель проекта состоит в создании на основе имеющихся в наличии технологий открытой расширяемой мультиагентной платформы интеллектуального дома, которая:

способна работать с имеющимися массовыми коммуникационными и вычислительными устройствами потребителя;
способна заинтересовать потребителя в приобретении и подключении новых датчиков и установки новых интеллектуальных приложений, которые сделают его бытовую технику более управляемой и умной;
позволяет энергосбытовым компаниям и транспортным сетевым организациям улучшить наблюдаемость сети, на основе этой информации повысить качество услуг и предложить потребителю новые сервисы;
позволяет перевести счетчики на использование современных массовых технологий и удешевить их.

Состав прототипа программно-аппаратного комплекса

Дешевый энергосчетчик, использующий бытовые широко распространенные защищенные дешевые беспроводные каналы связи.
Роутер (или коммуникатор, или ПК), являющийся постоянно действующим центром домашней сети, позволяющий работать коммуникационным агентам.
Коммуникаторы и ПК, позволяющие потребителю контролировать работу системы умного дома.
Сервер сбора данных с системой сбора данных для сбытовой компании.
Безопасная распределенная программная платформа на стороне потребителя для размещения сервисных агентов и агентов потребителя.
Агенты сервис-провайдера и агенты системы умного дома потребителя.

Роли агентов в системе

Агенты сервис-провайдера на стороне потребителя

устанавливают безопасный канал от энергосчетчика до энерго-сбытовой компании, задействуя при этом различные каналы связи, имеющиеся у потребителя;
помогают энерго-сбытовой компании точнее прогнозировать потребление и снижать потери на основе информации от потребителя;
позволяют энерго-сбытовой компании предлагать управление энергопотреблением бытовой техники потребителя при помощи 5-минутных рынков в обмен на более гибкие тарифные планы;
помогают транспортной сетевой организации повышать качество энергии.

Агенты системы умного дома потребителя

устанавливают безопасный канал до энергосчетчика, задействуя при этом различные каналы связи, имеющиеся у потребителя;
информируют потребителя об энергопотреблении и изменении режимов работы различной техники;
управляют энергопотреблением бытовой техники потребителя на основе пожеланий потребителя;
позволяют учитывать в управлении энергопотреблением ценовые сигналы от энерго-сбытовой компании.

Рейтинг проекта +17

+ Вступить в команду

Дмитрий Ошкало ¹³¹

Москва

Руководитель проекта

Rustam Gabitov ³⁶⁰⁶

Казань

Evgeniy Kazanov ¹¹⁵²

Москва
Александр Егоров ³²⁴

Екатеринбург

Екатерина Владимировна ⁹⁰

Москва

Разработчик

Alexander Avetisov ⁸⁴

Москва

Разработчик
Ruslan Polunin ²⁴

Волошин Александр Волошин На мой взгляд очень интересная и актуальная идея! Может быть в качестве объекта для системы попробовать рассмотреть школу и поработать с командой проекта "АИИС КУЭ школы" http://gridology.ru/projects/73 ?

Евгений Волошин Предполагается что данная система работает поверх существующей системы "Умного дома"?

Дмитрий Ошкало Да, по-максимуму используется существующее коммуникационное железо, сенсоры и эффекторы, а также протоколы обмена данными с оборудованием. Система представляет собой интеллектуальную распределенную надстройку.

Игорь Архипов Поверх какого умного дома:)? Этот рынок пока свободный.

Дмитрий Ошкало

Поверх открытого умного дома :) https://code.google.com/p/openhab/

Игорь Архипов Ну если только на такой...Самое главное, чтобы на этот умный дом очень просто ставились новые приложения.

Андрей Чулкин Можно поподробнее узнать о взаимоотношениях между энергосбытом и потребителем в рамках управления "энергопотреблением бытовой техники потребителя при помощи 5-минутных рынков в обмен на более гибкие тарифные планы"? Опишите, пожалуйста, механизм. Спасибо!

Дмитрий Ошкало Это такой тип взаимодействия энергосбыта и потребителя, при котором цены на энергию меняются каждые 5 минут. Своего рода, энергетический Forex. В этом случае потребитель использует агента, который по заданным ценовым предпочтениям покупает энергию, чтобы обеспечивать потребителю нужный уровень комфорта. В основном это нагреватели, кондиционеры или зарядка электромобилей. На эту тему проводятся эксперименты за рубежом. Например, рыночное управление потреблением кондиционеров. E. Ogston, A. Zeman, M. Prokopenko, and G. James, “Clustering distributed energy resources for large-scale demand management,” in Self-Adaptive and Self-Organizing Systems, 2007. SASO’07. First International Conference on, 2007, pp. 97–108.

Дмитрий Ошкало

В заявке акцент сделан на один прикладной кейс для Smart Metering. Сама система шире и призвана решить текущие проблемы умного дома:

перейти от автоматизации отдельных функций к оказанию сервиса;
учесть глобальные цели по управлению распределенными ресурсами на стороне пользователя;
открыть умный дом для взаимодействия с внешними системами;
дать возможность большому количеству поставщиков сервисов взаимодействовать с умным домом.

Дмитрий Ошкало Функции или сервис?

В современных системах умного дома можно выделить три основные части:

сеть из датчиков и приводов;
база условных правил, которые срабатывают на данные от датчиков и подают команды на приводы;
интерфейс пользователя;
а вот интеллект в комплекте не значится.

Современные системы умного дома всего лишь автоматизируют отдельные функции. Раньше вы включали в комнате свет. Теперь он включается сам, как только кто-то войдет. Причем сначала вам придется в каждой комнате настроить эти функции вручную.

И нас пытаются убедить, что это умная система!

Нет, дорогие мои, чтобы стать умнее система должна узнать про освещенность вообще и управление ею, про предпочтения разных пользователей системы, про их режимы дня и пр. И нужно, чтобы она узнавала об этом сама, а не заставляла пользователя вводить такие данные каждый день.

Только тогда такая система умного дома сможет подобрать наилучший уровень освещенности в соответствии с особенностями текущего момента!

Игорь Архипов Коллеги, а какие шаги уже реализованы. Разработаны ли устройства связи, Какая выбрана архитектура Какая операционная система Почему например не установить туда андроид... разработчиков то огого...

Дмитрий Ошкало Взяли за основу самое доступное постоянно работающее устройство: wi-fi роутер из новых моделей класса ASUS RT-N66U. Исходно там Linux. Смотрели потроха Андроида. Поставить можно, если сделать свою сборку. Но в исходном виде он там будет не очень хорош. Это должна быть спец-сборка, поверх которой добавлен агентный слой. А кроме добавлены ZigBee и Z-Wave сетевые стеки к имеющимся Wi-Fi и Bluetooth. А также убран интерфейс пользователя и другие ненужные функции.

Дмитрий Ошкало Устройства связи между коммуникатором и датчиками -- стандартные с USB-брелоки для ZigBee, Z-Wave, Bluetooth. Или можно встроить их внутрь. Со счетчиками в процессе определения. Тут может быть решение вроде такого: http://www.youtube.com/watch?v=UICEpJ46oCc http://northq.com или такого совсем опенсорсного счетчика http://openenergymonitor.org

Дмитрий Ошкало Проект может быть реализован по стадиям, сначала просто безагентная платформа обработки данных в Wi-Fi роутере, потом ее интеллектуализация.

Игорь Архипов Молодцы. Не забывайте про Mesh по wi-fi и BPL.

Дмитрий Ошкало Глобальные цели по управлению распределенными ресурсами

Среда обитания пользователя -- это разнородная распределенная система: не одна квартира, а еще дача, автомобиль... мб еще несколько квартир... :) и другие окружения, в которых он проводит свое время.

То же относится и к вычислительной технике и каналам связи: не один компьютер, а целая сеть из мобильных и стационарных устройств разной мощности и архитектуры, которые могут иметь несколько каналов доступа в Интернет.

То же самое касается и целей. Не один хозяин, а семья, в которой лишь часть целей общие, а часть -- противоречат друг другу.

Например, глобальными общими целями могут быть: экономия ресурсов, повышение уровня комфорта, мониторинг здоровья и пр. Частные цели и предпочтения у каждого свои.

Умная система умного дома должна предоставлять сервис в любом месте с использованием всех доступных ресурсов, сохраняя баланс интересов в семье!

Для этого нам нужна платформа, которая бы позволяла такие взаимодействия между все более и более умными агентами-приложениями.

Дмитрий Ошкало Открыть закрытый умный дом

Большинство современных систем умного дома является "решениями под ключ" от какого-то одного поставщика. Открытая шина умного дома openHab дает возможность обмениваться данными между оборудованием дома. Однако на данный момент не существует такой платформы умного дома, которая позволяет устанавливать прикладных агентов от сторонних разработчиков на манер AppStore и тем самым ускорить развитие экосистемы приложений для умного дома.

Дмитрий Ошкало Умный дом и внешние системы

Отличие умного дома от мобильного смартфона в том, что тут нужны не пассивные приложения, реагирующие на нажатия кнопок на экране, а активные агенты, наблюдающие за пользователем и обеспечивающие сервис. Современные мобильные платформы только-только начинают подбираться к такому уровню взаимодействия, используя отслеживание движения глаз, определение того, находится ли телефон в сумке или на столе, предоставляя данные с учетом контекста (Google Now). Умный дом и его хозяева находятся на пересечении интересов большого количества компаний, которые хотят получить доступ к данным умного для того, чтобы предложить новые сервисы. Необходимо дать возможность большому количеству поставщиков сервисов взаимодействовать через своих агентов с умным домом.

Игорь Архипов Золотые слова) продаю деввиз: Сбербанк в каждый дом)

Вадим Федоров

Или: Лень-двигатель прогресса!

ignatt trofimov

Силовой трансформатор (который знают все) имеет ПЯТЬ технических ошибок. За эти ошибки платит любой потребитель эл. энергии. Эти ошибки стоят для одного трансформатора 8640 рублей в сутки и 300 000 рублей в месяц. Для каждого потребителя это + 40 % от суммы оплаты за потребленную эл. энергию. Имеется трансформатор лишенный этих ошибок, промышленный образец. Нет ни одного человека желающего патентовать на свое имя или свою фирму и заниматься производством. Продается тема, но она никому не нужна.