クラウド・コンピューティングに基づくインテリジェントビル管理システム
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要約：単純な制御機能は、ユーザ挙動データは、クラウドコンピューティングに基づいて提案されたインテリジェントビル制御システムを一般的な条件を掘ることができないシステムの構築を目指し。システムは、クラウドサーバとデータストレージ環境DIGを使用介してユーザの行動に基づいて制御スキーム生成インターネットがクライアントに送信さ、効率を活用する、より大きな範囲を向上させるために計算知能、クロスプラットフォームクラウドインテリジェントビルシステムのレベルは、大幅に人々の生活を改善しました。
0 はじめに
より高いレベルへの中国、都市化と知性で都市化の発展に伴い、そのため市場にインテリジェントビルのソリューションの多くが登場。これらのソリューションは、一般的にインテリジェントビルネットワーク、情報技術、利便性指向の機能を持って、ユーザーが簡単に収集し、複合体のあらゆる種類の情報を管理することができ、現代の情報化社会の基本的な要件を満たしています。しかし、これらのインテリジェントビルのソリューションは、より多くまたは滞在シンプルなコントロールで、ユーザーの行動データを掘ることができない、あなたは、インテリジェントビルの知恵に再生することはできません。インテリジェントな制御を構築するクラウド・コンピューティングに基づいて、本論文でプレゼントインテリジェントビル制御システムは、知恵、効率的な機能の利便性と安全性を持ちながら、ユーザーの行動に基づいて達成し、本当にインテリジェントビルの知恵に遊ぶことができます。
1つのシステム全体の設計
システムは、データ収集モジュール、インテリジェントゲートウェイモジュール、クラウドサーバモジュール、クライアントモジュール、図に示す全体構成1 に示すが。インテリジェント経由インテリジェントゲートウェイモジュールにパケットを送信するためのシリアルポートを介してデータ収集モジュール、ゲートウェイモジュールインターネットパス、クラウドサーバ、クラウドストレージサーバの情報をクライアントにして、プログラムを生成します。
システムは、コーディネータ・ノードは、シリアルポートとインテリジェントゲートウェイモジュール、全体を通して、建物の中心に近い位置に取り付けられて、比較的簡単な構成であるジグビーメンテナンス及び制御ネットワーク、通信距離が短くなり、送信電力を低減します。建物の対向する部分は、互いに個別通信のニーズに応じてユーザとルータノード、終端ノード装置部分と終端ノードは、ノードのルータがあります。
図1 概略構成原理を示す要部ブロック図
2 システムの実装
2.1 データ収集モジュール
データ取得モジュールは、端末ノード、コーディネータノード及びルータノードを含みます。データ収集の建物内のターミナルノードは、確立し、維持するために、コーディネータージグビーそのネットワークのネットワーク管理内の他のノードは、ルータは他のノードにメッセージを転送実装します。前記コーディネータ・ノード、ルータノードとなる端末ノードジグビー三ツ無線センサネットワークを、データ取得モジュールを構成する骨格ネットワーク。
環境情報取得センサモジュール温度センサ、湿度センサ、光レベルセンサ、土壌センサ、車間距離センサ、煙センサ、PM2.5用のセンサと赤外線センサ本体と、照明コントローラは、デバイスコントローラ、コントローラコンセント、カーテン制御を有します、空気清浄機コントローラ、加湿器コントローラ、コントローラ音楽、音と光の警報装置、空調機、コンピュータ、テレビZigBeeは、赤外線信号制御モジュールを移します。
ノード3種類のデータ取得モジュールで使用されているTI のCC2530の図に示したチップ固有の内部構造2 図。CC2530のチップリッチポート、複数の制御装置を同時に接続することができ、また、良好なスケーラビリティを有するCC2530のセンサ装置と最も近い通信及び情報伝送に接続されたチップ又はコントローラ、センサおよびコントローラまたは複数のデバイスの情報を屋内無線信号放射を低減するための無線パケットを送信することによって。
図2 CC2530 概略
2.2 インテリジェントゲートウェイモジュール
インテリジェントゲートウェイモジュールに基づいて、ネットワーク層を介して接続されているTCP / IPのプロトコルソケットプログラミングコーディネータネットワーク伝送シリアルデータ、データのWiFi ネットワークルータに転送されます。インテリジェントゲートウェイモジュールは、異なる通信プロトコル、データ形式で、あるいは2系統の異なるアーキテクチャ間で使用することができます。
インテリジェントゲートウェイは、データ処理センター内で最初に収集されたデータのセンサノード、内部システム及びデータ管理、および内部デバイス間の情報交換を統一されたシステムを確立するために、外部接続ながらインターネットは、外部機器とシステム内の各ネットワーク装置を提供しますブリッジは、互いに通信します。
インテリジェント・ネットワーク・アクセス・ゲートウェイは、知覚する能力、各ノードの属性、ステータス情報のためにその取得機能を有しており、各ノードのステータスをリアルタイムに検知することができます。そして、診断およびその他の機能を自動化する管理ノードという、目を覚ます、遠隔制御ノードを持っています。
スマートセンサネットワークゲートウェイ実装統一アダプテーション層プロトコルカプセル化上のデータ伝送のための標準フォーマットへのネットワーク通信プロトコル変換は、アンパック層を達成するためのコマンドを解析し、標準的なデータ形式にWANアクセスデータによって送達しました信号に変換された後、制御コマンド及び感知層プロトコルを認識することができます。
すべてのノードの情報を正確に位置決めして照会することができることを確実にするために、技術を改善する必要性に対処するクロスドメイン通信のインテリジェント・ゲートウェイ・アクセスの要件が存在しなければならないので、また、インテリジェントゲートウェイは、異種ネットワーク・インターワーキングする能力を有します。
;第二に、行うプロトコル変換データ、に続いて、急速送信データのプロトコル変換まず、データ収集センサノード：要約すると、インテリジェントゲートウェイにおける本発明のシステムは、3つの主要なタスク完了インターネット。加えて、インテリジェント・ゲートウェイはまた、適切な管理および制御を有しています。
2.3 クラウドサーバモジュール
使用してクラウドサーバのHadoop その後、アーキテクチャの開発・設計、およびインテリジェントホームシステムのための環境情報をマイニング分析するためのデータストレージ、データ管理とデータマイニング技術を使用し、履歴情報、ユーザの行動情報、およびは、ユーザーの行動を予測し、住みやすい生成しますインテリジェントビルの制御方式。データを介してインターネットクラウド・サーバ・ゲートウェイモジュールから入ってくるインテリジェンス、クラウドサーバの処理は、それまでにインターネットクライアントへの送信、従ってインテリジェントビル管理のより高いレベルを達成します。図3は、制御フローとデータ・マイニング・システムの概略図です。
各センサーのデータ取得モジュールは、リアルタイム環境インテリジェントゲートウェイモジュール、集約情報そこ及び統合に送信された全てのデータを収集するステップと、を介して集計されたデータ、インターネットは、このようなプロセスとして、クラウド・データベース・ストレージ・サーバーにアップロードA に示します。データベースのデータは、動作を前処理し、そのようなプロセスのようなデータ・ウェアハウス、構築B 図です。プロセスとして頻出パターンマイニングアルゴリズム、アソシエーションルールマイニングアルゴリズム、さらなる分析、予測のためにデータ・ウェアハウス内のデータの決定木アルゴリズムを使用してクラウドサーバ、C に示します。システム室と連携して得られたクラウドサーバユーザの行動予測データ、ジグビープロセスとして最適な制御方式を生成するネットワークレイアウト、D に示します。生成された制御プログラムインターネット順番にシリアルポートを介して送信された特定の制御コマンドそこが、プロセスとして、コーディネータ・ノードへの様々なデバイスを制御する生成インテリジェントゲートウェイモジュールに戻って、E 図です。例えば、システムは、事前に労働時間ユーザと判定することができる20は、適当な温度、湿度、開閉カーテンへの制御に分オープン加湿器、及びユーザがオフィスに到着した光を回転した後に、ユーザの葉は、エアコンはライトをオフにします加湿器ランプ装置。
ユーザーの行動に合わせたインテリジェントビルの制御方式を作成するために、データマイニングのためのユーザーの毎日の習慣にクラウドサーバは、ユーザーが結果によると、掘っなり、対応するアルゴリズムからクラウドサーバに予め記憶されてパーソナライズされたデータの適切なI仕事やライブを、選択することができます健康的な生活や微調整にデータと一緒に働いて、ユーザに最適な健康生活を生成するか、徐々にユーザーがゆっくりと悪い行動を取り除くため、より健康的な生活や仕事の習慣に適応できるように、アルゴリズムによって特定の制御情報を変更するに経営指導プログラムに取り組んでいます。
図3 データマイニング及び概略的な制御フロー
2.4 クライアントモジュール
クライアントモジュールは、おおよそモバイルクライアントまたは分割されたPC クライアントを介してクライアントモジュールインターネット動作をカスタマイズするためのユーザーのためのデータ収集モジュールのクラウドサーバーに接続ソリューション、クラウドサーバ。
クライアントは、インテリジェントなアクセス制御、インテリジェントなセキュリティ、スマート散水、スマートカーテンなどを実現するために、様々なデバイスコントローラを制御し、リアルタイムのアクセスに環境情報や映像データを知覚することができます。
お客様は、マイクロチャネル、使用することができるアプリケーションは次のようまたはページモードアクセスを、システムのログを、まずユーザログインを認証し、設けられた主制御ページモード選択機能を入力しても安全であることをシステムは、クライアントのパターンは次のとおりです。
（1 ）自動モードは、ユーザまたはシステムパラメータによって、システムのモード設定が自動制御のための閾値をあらかじめ定義され、現在の環境状態情報及び制御装置を表示することができ、ユーザは、制御パラメータを変更することが可能です。
（2 ）マニュアルモードは、このモードでは、ユーザが手動では、手動で制御サブシステムに制御モジュールによって作動環境情報とデバイスの現在の動作状態を表示することも可能である含むがカーテン制御に限定されるものではなく、建物を介してデバイスの動作を制御することができます。テレビ、エアコンの温度制御をザッピング、切り替えます。
（3 ）エキスパートモード：このモードは、ユーザ行動データをマイニングアルゴリズムをマイニング雲、統計データに基づいて、ユーザーの行動によれば、ユーザの湿度の空気温度及び程度、光強度及び他の環境などの制御パラメータの系列を生成します個々のニーズは、ユーザーが、このモードでは、その隠された行動の一部を発見しながら、インテリジェントなパーソナライズされた独自のインテリジェントビル制御の実部です。
3 システムテスト
このシステムでは、ユーザーはまた、エキスパートモードで生成することができるインテリジェントな制御方式を構築し、自動的に取るか、または手動で建物の連携情報とリアルタイム収集を達成するための環境を制御することができます。Webクライアントは、図中に実行されます。4 、図。移動端末APPの図において図5 図。
システム含まれるセンサは、温度センサ、湿度センサ、光センサ、土壌センサ、車間距離センサ、含むPM2.5用のセンサと赤外線センサ本体と、照明コントローラは、デバイスコントローラに含まれ、出口コントローラ、コントローラカーテン、空気清浄コントローラ。
図4 、図を実行しているWebクライアント。
図5 電話機の末端APP 図
4 おわり
クラウドコンピューティングに基づくインテリジェントビル管理システム、プロジェクトの記事の期待の坑井仕上げの設計と実装をテストしました。ユーザーの習慣に基づいて生成された合理的なインテリジェントビル制御方式、システムは強力であり、かつ低消費電力、低コスト、安全性、レイアウトを持つのセットを生成するために制御し、ユーザー行動データDIGを達成するためのモニタリングシステムの構築、柔軟な動作などが容易な、近代的な建物の環境に良い見通しを持っています。
