Έξυπνο Σύστημα Ελέγχου Απόδοσης Κεντρικής Θέρμανσης Κτηρίων

Central Heating Smart Metering Control System (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Παπανικολάου, Βενιζέλος - Παναγιώτης
  3. Μεταπτυχιακή Εξειδίκευση στα Πληροφοριακά Συστήματα (ΠΛΣ)
  4. 18 Σεπτεμβρίου 2021 [2021-09-18]
  5. Ελληνικά
  6. 159
  7. Ορφανουδάκης, Θεοφάνης
  8. Ορφανουδάκης, Θεοφάνης | Χαϊκάλης, Κωνσταντίνος
  9. Διαδίκτυο Των Πραγμάτων | Internet Of Things | Έξυπνος Θερμοστάτης | Smart Thermostat | Έξυπνα Κτήρια | Smart Buildings | ESP32 | MQTT | Bluetooth Low Energy | BLE | Σύστημα Απόκτησης Δεδομένων | Data Acquisition System | Παρακολούθηση Σε Πραγματικό Χρόνο | Real-Time Monitoring | Raspberry Pi | IoT | Node-Red | Grafana | Σύστημα Eλέγχου Aισθητήρων | Sensor Control System
  10. 3
  11. 37
  12. Περιέχει : εικόνες
    • Τα έξυπνα και αυτόματα συστήματα θέρμανσης εκμεταλλεύονται την ικανότητα των τεχνολογιών του διαδικτύου των πραγμάτων (Internet of Things) βελτιώνοντας την ποιότητα και τις επιδόσεις τους. Η συλλογή και η ανάλυση των δεδομένων διαμέσου των αισθητήρων του δικτύου κάνει δυνατή την πρόβλεψη της ζήτησης για την παραγωγή θέρμανσης, δημιουργώντας ένα πραγματικά ενεργειακά αποδοτικό σύστημα. Στην παρούσα εργασία δημιουργείται ένα έξυπνο σύστημα ελέγχου και απόδοσης της κεντρικής θέρμανσης κτηρίου. Η συγκεκριμένη υλοποίηση χρησιμοποιώντας μικροελεγκτές, απαλλάσσει την λειτουργία του θερμοστάτη από την ανάγκη καλωδίωσης για την τροφοδοσία του και προσφέρει την δυνατότητα μετατροπής υπαρχόντων κτηρίων σε έξυπνα. Επίσης επιδεικνύεται η διαδικασία αποθήκευσης, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδομένων από δωρεάν εργαλεία (open source) τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τον οποιονδήποτε ανεξάρτητα από το επίπεδο προγραμματισμού που διαθέτει. Το σύστημα που υλοποιήθηκε χωρίζεται σε τέσσερα υποσυστήματα. Το υποσύστημα του εσωτερικού χώρου αποτελείται από τέσσερις μικροελεγκτές ESP32, που επικοινωνούν μεταξύ τους διαμέσου του πρωτοκόλλου Bluetooth Low Energy προκειμένου να μεταδίδουν τις μετρήσεις των αισθητήρων που κατέχουν. Το υποσύστημα του εξωτερικού χώρου και το υποσύστημα του λεβητοστασίου αποτελούνται από έναν μικροελεκτή ESP32 που με την χρήση αισθητήρων συλλέγουν δεδομένα από το περιβάλλον γύρο τους. Τα προαναφερθέντα υποσυστήματα μεταδίδουν τα δεδομένα που συλλέχθηκαν διαμέσου του πρωτοκόλλου επικοινωνίας MQTT στον διακομιστή, όπου αργότερα θα γίνει η επεξεργασία τους. Το υποσύστημα αποθήκευσης και ανάλυσης δεδομένων αποτελείται από ένα Raspberry Pi 4, το οποίο λειτουργεί σαν διακομιστής. Φιλοξενεί τα δωρεάν προς χρήση λογισμικά Mosquitto broker, Node-Red, InfluxDB και Grafana, η χρήση των οποίον κάνει δυνατή την διαδικασία αποθήκευσης, οπτικοκοποίσης και ανάλυσης των δεδομένων. Τέλος παρουσιάζονται τα γραφήματα που αναπτύχθηκαν με την χρήση των εφαρμογών Node-Red και Grafana, αποδεικνύοντας πως από δωρεάν εργαλεία μπορούν να δημιουργηθούν επαγγελματικές εφαρμογές. Δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην ικανότητα οπτικοποίησης των δεδομένων διαμέσου της εφαρμογής Grafana, προσφέροντας ιδανικές λύσεις ανάλυσης προς τον χρήστη.
    • Smart and automated heating systems, take advantage of the ability offered by the Internet of Things, improving their quality and performance. The collection and analysis of data through the network’s sensors makes it possible to predict the demand for heating, thus creating a truly efficient system. In this dissertation, a smart system that controls and measures a building’s central heating unit is created. This specific implementation using microcontrollers, relieves the thermostat’s need for wiring in order to get energy supply and offers the possibility of converting existing buildings into smart ones. It also demonstrates the process of storing, analysing and visualising data using open-source (free) tools that can be used by anyone regardless of their level of expertise in programming. The implemented system is divided into four subsystems. The indoor subsystem consists of four ESP32 microcontrollers, which communicate with each other via the Bluetooth Low Energy (BLE) protocol in order to transmit the sensors’ measurements. The outdoor and the boiler-room subsystems, each consist of an ESP32 microcontroller that uses sensors to collect data from their surroundings. The aforementioned subsystems transmit the collected data via the MQTT communication protocol to the server, where it will later be processed. The data storage and analysis subsystem consists of a Raspberry Pi 4, which works as a server. It hosts the open-source software Mosquitto broker, Node-Red, InfluxDB and Grafana the use of which, enables the data storage, analysis and visualisation processes. Finally, the graphs which were developed using the Node-Red and Grafana applications are presented, proving that open-source software can be used to create professional applications. Specific emphasis is placed on the ability to create data visualisation using Grafana, offering ideal analytical solutions to the user.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.