Adaptive Home/Building Energy Management System Using Heterogeneous Sensor/Actuator Networks

Mineno, Hiroshi; Kato, Yuichiro; Obata, Kenji; Kuriyama, Hiroshi; Abe, Keiichi; Ishikawa, Nobuyoshi; Mizuno, Tadanori

doi:10.1109/ccnc.2010.5421762

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“…The proposed system is a real time control using wireless sensor network for intelligent BEMS in buildings. Whereas Hiroshi et al [21] proposed adaptive HEMs/BEMS for controlling energy consumption using the convergence of heterogeneous. Yuvraj et al [22] presented an occupancy driven energy management for smart building automation that can be used for accurate occupancy detection at the level of individual offices.…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Priority based Energy Distribution for Off-grid Rural Electrification

Sindiramutty¹,

Eng²,

Ping³

2020

IJACSA

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Rural off-grid electrification is always very challenging due to mostly using limited output renewable energy source such as solar power system. Owing to its nature of power generation that depends on weather condition, the reliability in power provision is often affected by uncontrolled overwhelming usage or bad weather condition. Total power system blackout that frequently happens not only disturb the night activity routine but also can be life threatening if the rural community is unable to initiate telephony communication with the outside world during state of emergency due to power outage. In order to reduce the frequency of total system blackout caused by the reasons mentioned, we proposed a priority-based energy distribution scheme to assist the off-grid standalone solar power system to improve the overall operating hours of the critical appliances in rural areas. The scheme takes into consideration of criticality of the home appliances as defined by the rural users, so that the system would distribute power supply based on the current state of the system with an objective to prolong the service availability of the critical appliances that matter the most to the users. The scheme has been evaluated under simulated scenario and has shown a 100% operation availability of the critical appliance is achievable even during bad weather season that has very low solar input.

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Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Priority based Energy Distribution for Off-grid Rural Electrification

Sindiramutty¹,

Eng²,

Ping³

2020

IJACSA

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“…It's difficult to maintain Quality of service (QoS) for a wide variety of applications with a homogeneous network architecture. PUCC P2P based heterogeneous wireless network for HEMS/BEMS is proposed in [15]. P2P nodes and sensor gateways get access to the connected network adaptively through heterogeneous network platform.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Java is used for devices when hardware specific information is unknown. Although there are many similar technologies for integrating multi-vendor devices [3][5]and [15] , we developed a java based server which can easily adapt to most of gateways. Details of packet structure and input port are required at the stage of integration to the server.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Context aware building energy management system with heterogeneous wireless network architecture

Prasad

Rajalakshmi

2013

6th Joint IFIP Wireless and Mobile Networking Conference (WMNC)

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Abstract-Energy wastage in buildings is to be minimized to reduce the carbon footprint of electricity. Wireless sensor and actor networks (WSAN) have been providing solutions for effective energy management within buildings. In this paper, we present a decisive server based context aware energy management system for smart buildings through Cyber Physical System (CPS) models. A layered architecture for building energy management is proposed to enhance scalability of the system. Heterogeneous wireless network based multiple radio gateway is proposed and implemented to make the system more adaptive to different applications catering to variable data rates. A smart room test bed is deployed in the IIT Hyderabad campus, where the decisive server collects various physical parameters through sensors, and based on the context generates wireless control messages to power electronics based actuators. Integrating context awareness into the system increases the efficiency in terms of energy savings and was observed to be significant, around 30%. The paper also presents a detailed analysis on the turnaround time required to realise the real saving after recovering investments. Applications are developed to integrate smart phones and tabloids providing web enablement to the end user. In this paper, each of the sensors and actuators in the smart room are associated with a state machine, which enables modelling of the system using Hybrid automata for future scope of applications.

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“…Nos últimos anos, um dos principais desafios globais está relacionado com a eficiência energética, sendo o desperdício de energia um dos fatores a ser destacado. Nessa área, constatouse que o consumo de energia no setor residencial tem aumentado de maneira significativa ao longo dos anos devido ao desenvolvimento econômico (MINENO et al, 2010) e ao uso indiscriminado da energia por parte do morador (ROCHA FILHO et al, 2014). Esse aumento, muitas vezes desordenado, atribuído à expansão do uso dos eletrodomésticos e eletrônicos, ocasiona um desperdício significativo no uso da energia.…”

Section: Capítulo 1 11 Contextualização E Problemaunclassified

“…Entretanto, o uso das RSASFs para monitorar e atuar como infraestrutura de controle dentro do contexto de um SAR gera um novo problema, a saber: o desenvolvimento de soluções computacionais inteligentes para que o processo de tomada de decisão seja realizado de maneira distribuída dentro da própria RSASF, sendo ciente dos problemas decorrentes da energia residual dos nós e da precisão para as tomadas de decisões. Tal problema foi encontrado mediante uma revisão sistemática, a qual analisou os seguintes trabalhos: Lin et al (2002), Mineno et al (2010) Convém salientar que as soluções analisadas são dotadas de problemas locais, específicos e com investigações fragmentadas, indicando um campo de pesquisa promissor e sem consolidação, particularmente quando aliado com a inteligência computacional. É válido ressaltar também que mesmo com o crescimento quantitativo nessa área, os trabalhos analisados possuem limitações, sendo três principais: (i) a pré-configuração ou o uso de tecnologias semânticas para a tomada de decisão que, além de apresentar indicativos de aumento de memória a medida que novas regras são inseridas na rede tipicamente por um especialista, não representam na prática a 1.2.…”

Section: Capítulo 1 11 Contextualização E Problemaunclassified

Soluções de tomadas de decisões inteligentes para infraestruturas residenciais

Filho¹,

Pereira²

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Nos últimos anos, um dos principais desafios globais está relacionado com a eficiência energética, sendo o desperdício de energia um dos fatores a ser destacado. Tal desperdício pode ser superado com o uso do Sistema de Automação Residencial (SAR). Vale frisar que os SARs são fortemente dependentes da sua infraestrutura interna, visto que esta é a base de uma casa inteligente. A Rede de Sensores e Atuadores sem Fio (RSASF) é uma solução promissora e de fácil implantação para ser utilizada como infraestrutura em um SAR. Entretanto, o uso das RSASFs como infraestrutura para monitorar e atuar (isto é, processo de tomada de decisão) no contexto de um SAR traz um novo problema. Tal problema remete não apenas a falta de um método para realizar a decisão dentro do próprio nó da RSASF, mas também a ausência em investigar um trade-off entre a precisão nas tomadas de decisões e o consumo de energia dos nós da rede. Além disso, a falta de uma infraestrutura distribuída, com baixo overhead e que reduza a latência do serviço são algumas das novas problemáticas para serem exploradas. Com isso, tem-se como desafio embarcar uma maior inteligência em dispositivos com recursos escassos, característica presente em uma RSASF. Para superar tais limitações, esta tese apresenta duas soluções de decisões inteligentes para uma infraestrutura residencial, nomeadas como ResiDI e ImPeRIum. O ResiDI é baseado em uma rede neural para atuar no processo de tomada de decisão dentro da RSASF, bem como em um mecanismo de correlação temporal para maximizar a eficiência energética da infraestrutura de comunicação. Já o ImPeRIum é baseado em um conjunto heterogêneo de dispositivos inteligentes para formar um ambiente computacional de fog, o qual gerencia as aplicações da residência por meio de uma rede neural. As soluções foram avaliadas extensivamente em diferentes cenários e comparadas com um trabalho da literatura. Os resultados reais e simulados, avaliados mediante uma análise estatística paramétrica e não-paramétrica, mostrou atingir o objetivo desta tese, sendo quatro deles notáveis: (i) aumento da precisão nas tomadas de decisões; (ii) redução no consumo de energia dos nós da rede; (iii) redução no tempo de resposta da atuação com baixa sobrecarrega; e (iv) eficiência na disseminação das informações.

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Adaptive Home/Building Energy Management System Using Heterogeneous Sensor/Actuator Networks

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Priority based Energy Distribution for Off-grid Rural Electrification

Priority based Energy Distribution for Off-grid Rural Electrification

Context aware building energy management system with heterogeneous wireless network architecture

Soluções de tomadas de decisões inteligentes para infraestruturas residenciais

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