سیستم هوشمند مدیریت انرژی خانگی با استفاده از IoT و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ

قیمت: 46,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

سیستم هوشمند مدیریت انرژی خانگی با استفاده از IoT و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ

عنوان لاتین

A Smart Home Energy Management System Using IoT and Big Data Analytics Approach

افزایش هزینه و تقاضای انرژی موجب شده است بسیاری از افراد سازمان ها در جستجوی یافتن راه های هوشمند برای نظارت، کنترل و صرفه جویی در انرژی باشند. یک سیستم مدیریت انرژی هوشمند (EMS) می تواند همچنان که تقاضاهای انرژی را برآورده می کند، کمک شایانی به کاهش هزینه ها و صرفه جویی انرژی بنماید. تکنولوژی های نوظهور در مورد اینترنت اشیاء (IoT) و داده های بزرگ را می توان برای مدیریت بهتر انرژی در مصارف خانگی، بازرگانی و بخش های صنعتی به کار گرفت. این مقاله، یک سیستم مدیریت انرژی (EMS) برای خانه های هوشمند ارائه می دهد. در این سیستم هر دستگاه خانگی با یک واحد دریافت داده مواجه است که یک شیء IoT با یک IP آدرس خاص می باشد که در واقع منجر به ایجاد یک شبکه بی سیم مش بزرگ از دستگاه ها می شود. سیستم دریافت داده روی یک واحد تراشه ای (SoC) داده های مصرف انرژی را از هر دستگاه موجود در خانه هوشمند جمع آوری می کند و داده ها را برای پردازش و تجزیه و تحلیل بیشتر به یک سرور مرکزی انتقال می دهد. این اطلاعات از تمام مناطق مسکونی در سرور مرکزی به عنوان داده های بزرگ جمع آوری می شود. EMS پیشنهادی از بسته های نرم افزاری تجزیه و تحلیل کسب و کار (BI) و داده های بزرگ برای مدیریت بهتر مصرف انرژی و تقاضای مصرف کننده استفاده می کند. از آنجاییکه تهویه مطبوع 60 درصد از مصرف برق در کشورهای خلیج فارس را تأمین می کند، واحد های تهویه مطبوع (HVAC) (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع هوا) به عنوان نمونه ای برای اعتبارسنجی سیستم پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفته است. یک نمونه اولیه در آزمایشگاه برای تقلید از سیستم های HVAC کوچک مسکونی کوچک ساخته و مورد آزمایش قرار داده شده است.

Increasing cost and demand of energy has led many organizations to find smart ways for monitoring, controlling and saving energy. A smart Energy Management System (EMS) can contribute towards cutting the costs while still meeting energy demand. The emerging technologies of Internet of Things (IoT) and Big Data can be utilized to better manage energy consumption in residential, commercial, and industrial sectors. This paper presents an Energy Management System (EMS) for smart homes. In this system, each home device is interfaced with a data acquisition module that is an IoT object with a unique IP address resulting in a large mesh wireless network of devices. The data acquisition System on Chip (SoC) module collects energy consumption data from each device of each smart home and transmits the data to a centralized server for further processing and analysis. This information from all residential areas accumulates in the utility’s server as Big Data. The proposed EMS utilizes off-the-shelf Business Intelligence (BI) and Big Data analytics software packages to better manage energy consumption and to meet consumer demand. Since air conditioning contributes to 60% of electricity consumption in Arab Gulf countries, HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) Units have been taken as a case study to validate the proposed system. A prototype was built and tested in the lab to mimic small residential area HVAC systems1.