Dejan ZilliNova Vizija d.d.,Dalibor IgrecMargento R&D d.o.o.

Platforma za racionalno upravljanje porabnikov energije: Windows Azure in SignalR

2

AgendaProjektKratka predstavitev projektaArhitektura rešitveOsnovna funkcionalnostTehnologijaTehnološke osnoveSignalRWindows AzurePLCRešitevSmart GridFizične komponente sistemaDemo - HTML5 vmesnikPerspektiva

Projekt

4

Kratka predstavitev projekta• Naziv: rECC (rational Energy Consumer Control) oziroma „Platforma za racionalno upravljanje porabnikov energije“• Sodelujoči: konzorcij štirih podjetij (Nova Vizija, Eltratec, Jelovica in JRL) in Fakultete za energetiko• Področje: javne razsvetljave, pametne hiše (tudi obstoječe gradnje)• Namen: izdelati prototip novega produkta oziroma storitve• Učinki: izboljšana raba energije, avtomatizacija upravljanja katerekoli električne naprave

5

Arhitektura rešitve

rECC central

Grid koncentrator

Spletni nadzornik (portalska aplikacija)

Mobilni nadzornik (mobilna aplikacija)

Interakcija

Varnost

Identiteta

Konfiguracija

Skladišče podatkov

Analiza podatkov

Energetski profili

Sistem / stavba

Porabnik energije

Porabnik energije

Sistem / stavba

Porabnik energije

Porabnik energije

Porabnik / Senzor

Senzor

Sistem / stavba

Porabnik energije

Porabnik energije

Lokalni koncentrator Lokalni koncentrator Lokalni koncentrator

Zunanji ponudnikstoritev

Zunanji ponudnikstoritev

Porabnik / Senzor

Senzor

Porabnik / Senzor

Senzor

6

Osnovna funkcionalnostUpravljanje in nadzor porabnikov energije• Konfiguracija topologije nadzorovanih porabnikov

• Vklop/izklop naprav, urniki delovanja

• Zajem in prikaz porabe električne energije

• Zajem in prikaz podatkov senzorjev

• Obveščanje o izjemah (odpoved naprav,…)

Tehnologija

8

Tehnološke osnoveNamen Tehnologija

Platforma (PaaS) Windows Azure

Dvosmerna komunikacija SignalR (WebSocket)

Komunikacija z el. napravami znotraj objekta

PLC (Power Line Communication), Smart Grid

Mobilna in web aplikacija HTML5

9

SignalR• Open source (GitHub), podprt s strani Microsofta

• WebSocket (full-duplex komunikacija po eni TCP povezavi, standardiziran protokol, ni kompatibilen za nazaj)

• Na starejši infrastrukturi avtomatski fallback na enega izmed starejših načinov komunikacije (Server Sent Events, Forever Frame, Long Polling)

• Vzdrževanje stalne logične povezave (logika ponovitev)

• Scaleout

10

Uporaba SignalR• Real-time web (dashboards, nadzor, sodelovanje, obveščanje, napredek aktivnosti, igre,…)• Chat za test• Prototip nadzorne aplikacije

• Connections (low level, broadcast)

• Hubs (full-duplex, naslavljamo lahko vse, skupino ali posamezne odjemalce)

• SSL (varnost, kakor v drugih spletnih aplikacijah)

• JSON (serializacija tabel in kompleksnih objektov)

• Performance Counters

11

• Web role • Cloud Service (C#, SignalR HUB,

Visual Studio 2013)• HTML5 aplikacija (mobilna in web

aplikacija, Sencha Touch)

• Azure data storage• SQL, Azure Table Storage – Big Data

• Worker role• avtomatizacija upravljanja naprav

Windows Azure

12

PLC – Power Line CommunicationTehnologija• za namene telekomunikacijskih storitev se uporablja elektroenergetsko omrežje,• uporablja različne frekvenčne pasove (A, B, C ali D).

Prednosti• za prenos podatkov se uporablja že obstoječa infrastruktura,• združuje komunikacijsko in energijsko vstopno točko v omrežje,• cenovno ugodna rešitev (električno omrežje je povsod dostopno).

Slabosti• težave z zanesljivostjo,• občutljivost na elektromagnetne motnje,• delovanje v trifaznem sistemu ni samoumevno.

Rešitev

14

Smart GridAktivno omrežje• IKT prevzema pomembno vlogo, saj omogoča integracijo obstoječih telekomunikacijskih in

informacijsko komunikacijskih tehnologij v elektroenergetsko okolje,

• prenos podatkov pretežno temelji na paketno orientiranih protokolih,

• PLC predstavlja primer komunikacije po električnih vodnikih, ki kot prenosni medij izkoriščajo že obstoječe elektroenergetsko omrežje,

• tehnologija zagotavlja dvosmerno komunikacijo med vsemi nivoji aktivnih omrežij,

• komunikacije po električnih vodnikih so predpisane s standardi IEEE P1901, IEC-61334, ITU-T, …

15

Fizične komponente sistemaKoncentratorSestavljen iz dveh med seboj povezanih segmentov:• Embedded PC platforma (rumeno),• Embedded platforma z ARM mikrokrmilnikom + PLC modul (modro).

Kontroler• Embedded platforma z ARM mikrokrmilnikom + PLC modul,• napajanje direktno iz električnega omrežja.

PLC modul• uporablja frekvenčni pas nad 95 kHz (izven A območja)• hitrost prenosa podatkov: 2400 ali 4800 bps,• uporablja metodi: (a) preamble detection with conditioning in (b)

hardware frame synchronization,• omogoča multi-master povezavo in komunikacijo.

Demo – HTML5 vmesnik

17

Perspektiva• Internet of Things, Internet of Everything (ljudje,

procesi, podatki in stvari – naprave)• Izboljšanje učinkovitosti porabnikov energije• Detekcija nesorazmerno velikih porabnikov energije• Predvidevanje odpovedi (detekcija slabšanja karakteristik porabe)• Predlogi ukrepov za izboljšanje rabe energije• Alarmiranje in reakcija na posebne dogodke (napovedan izklop električnega toka,

nevarnost strele)

• Poslovne priložnosti• Široka možnost uporabe (javne razsvetljave, pametne hiše, avtomatizacija,…)• Izbira poslovnega modela (trženje infrastrukture, storitev ali informacij)

18

Virihttp://www.asp.net/signalr/https://github.com/SignalR/SignalRhttp://blogs.msdn.com/b/windowsazure/http://www.sencha.com/products/touch/http://www.etsi.org/technologies-clusters/technologies/powerlinehttps://www.smartgrid.gov/http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF250310

Q&A.

© 2013 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries.The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.