Smart Building to już rzeczywistość!

Eksperci z Centrum Badawczo-Rozwojowego Technologii Informatycznych z dumą przedstawiają swój nowy, ekscytujący projekt, jakim jest stworzenie ultranowoczesnego rozwiązania do kompleksowego zarządzania budynkami. Nasz rewolucyjny system wykorzystuje m.in. technologię tomografii radiowej oraz metody inteligencji obliczeniowej.

Przygotowana przez zespół CBRTI platforma obsługi budynku integruje szereg rozwiązań własnych z rozwiązaniami już istniejącymi na rynku. Wykorzystane w niej zostały najlepsze oraz najbardziej aktualne standardy komunikacji urządzeń typu IoT, a zastosowane oprogramowanie pozwala na łatwe dostosowanie się do różnych typów obsługiwanych obiektów, z możliwością integracji z coraz liczniejszymi rozwiązaniami typu Smart Home/Building. Duży nacisk położyliśmy też na wizualizację elementów tomograficznych oraz prezentację aktualnego stanu budynku, wyposażonego w szereg rozwiązań softwarowych jak i hardwarowych.

Oszczędność czasu i energii

Jak twierdzą nasi specjaliści, jednym z głównych celów zastosowania rozwiązania jest optymalizacja zużywanej energii, m.in. poprzez bezpośrednie zarządzanie jej odbiornikami oraz poprzez odpowiednio dostosowane algorytmy sterujące. System umożliwia też wykrywanie osób za pomocą tomografii radiowej, dostosowując swe działanie do warunków środowiskowych budynku, jak i poszczególnych pomieszczeń. Zastosowane technologie mogą obniżyć koszty zarządzania budynkiem nawet o 15-18 procent.

Decyzje podejmowane przez system dotyczą zarządzania całością budynku, a nie tylko pojedynczymi urządzeniami. Uwzględniają ponadto większą ilość parametrów wejściowych niż typowe rozwiązania automatyki budynkowej, a na podstawie danych historycznych podejmowane są działania dotyczące przyszłych zachowań zarówno urządzeń, jak i ludzi poruszających się po obiekcie. Dostosowanie warunków pracy (oświetlenia, klimatyzacji czy ogrzewania), sprawdzanie cyrkulacji personelu za pomocą nowoczesnych technik opartych na Bluetooth 5, automatyczne wyłączanie nieużywanych urządzeń oraz odpowiednie algorytmy wpływają na efektywne funkcjonowanie obsługiwanego obiektu, tworząc w konsekwencji przyjazny i proekologiczny ekosystem inteligentnego budynku.

Łatwy i czytelny sposób obsługi

Nasze rozwiązanie posiada czytelny interfejs w postaci platformy wizualizacyjnej z wieloma dashboardami, informującymi o bieżącym stanie budynku. Całość platformy składa się z wielu zintegrowanych rozwiązań pracujących w strukturze klient – serwer, co umożliwia integrację wielu źródeł danych o stanie budynku. Struktura taka nie ogranicza się do monitorowania jednego obiektu, ale może posłużyć do obsługi wielu budynków w różnych lokalizacjach, z danymi zebranymi centralnie w jednym miejscu.

Do wymiany danych zarówno pomiędzy poszczególnymi sensorami, jak i całymi zarządzanymi obszarami, zastosowano platformę wymiany danych w postaci brokera wiadomości Kafka firmy Apache. Pozwala to na niemal natychmiastowe przesłanie danych nawet pomiędzy lokalizacjami oddalonymi od siebie o wiele kilometrów.

Wykrywanie obecności i nie tylko

Wykrywanie obecności zrealizowane zostało na podstawie autorskich algorytmów (inteligencji komputerowej, głębokiego uczenia) oraz dedykowanego urządzenia opartego na tagach Bluetooth 5. Wizualizacja (2D, 3D) pozwala na bieżące i czytelne monitorowanie liczby osób w danej przestrzeni. Platforma umożliwia w każdym momencie podgląd monitorowanych pomieszczeń z pełną wizualizacją 3D ruchu wykrytych osób.

Wykrywanie obecności i wyodrębnienie liczby osób przebywających w pomieszczeniach ma decydujący wpływ na rozwiązania zastosowane w systemie obsługi budynku. Może z jednej strony służyć do prowadzenia monitoringu w budynkach użyteczności publicznej, jak również wpływać na kompleksowe sterowanie budynkiem.

System pozwala też na identyfikację użytkownika bez zbliżania karty do czytnika. Możliwa dzięki temu stała się kontrola dostępu do pomieszczeń oraz ich automatyczne otwieranie, o ile dana osoba posiada do nich dostęp. Mobilna wersja systemu umożliwia również zdalną identyfikację urządzeń oznaczonych przez odpowiednie tagi Bluetooth, co znajduje zastosowanie np. przy okresowych inwentaryzacjach.

Identyfikacja pozwala również na automatyczne przystosowanie infrastruktury inteligentnych urządzeń do preferencji użytkownika, stosując odpowiednie metody obliczeniowe predykcji zachowania. Np. wykrycie pracownika wchodzącego do pomieszczenia, w którym pracuje, może powodować automatyczne włączenie oświetlenia, wentylacji, ogrzewania/klimatyzacji na podstawie historii ustawień zapisanych w bazie analitycznej.

Pełne zarządzanie w budynku

W naszym projekcie Smart Building są też możliwości wizualizacji parametrów pracy zarówno budynku jako całości oraz podziału na poszczególne piętra/strefy, czy nawet pojedyncze pomieszczenia. Wizualizacje są interaktywne i można, w zależności od uprawnień, uzyskać do nich dostęp z poziomu poszczególnych dashboardów sterujących urządzeniami. Sterowanie jest oczywiście uzależnione od rodzaju danego urządzenia.

Możliwa jest również wizualizacja w pełnym widoku 3D, z możliwością obracania obiektu. Widok taki umożliwia podgląd wykrytych osób oraz ich ruch na planie poszczególnych pięter. Prezentowane mogą być też poszczególne parametry środowiskowe wewnątrz i na zewnątrz budynku (np. temperatura, wilgotność oraz ciśnienie czy natężenie oświetlenia). Dodatkowo system może podawać informacje o stanie dostępu do pomieszczeń, czasie ostatniego otworzenia drzwi oraz wykrytego ruchu.

Platforma umożliwia także monitorowanie zużycia całkowitej energii elektrycznej oraz bieżącej kontroli paramentów pobieranej mocy. Jest to niezwykle przydatne w diagnozowaniu urządzeń wpływających na zwiększony pobór energii.

Integracja sensorów i urządzeń typu IoT

Ze względu na założenia systemu, które dotyczą obsługi nowych budynków, jak i budynków już istniejących, projekt zakłada wykorzystanie całej gamy urządzeń funkcjonujących już na komercyjnym rynku. Nasza analiza sprzętowa wykazała istnienie bardzo wielu producentów urządzeń, co wskazuje na coraz większą popularność tego typu systemów. Są to głównie urządzenia skierowane na rynek tzw. inteligentnych domów, ale też znajdujących zastosowanie w większych obiektach.

Ze względu na mnogość rozwiązań sprzętowych i komunikacyjnych oraz częstotliwość pojawiania się nowych nie sposób przetestować ich wszystkich, dlatego też wybraliśmy te najbardziej popularne, zwracając szczególną uwagę na ich możliwości integracyjne (otwartość sprzętową i softwarową).

W projekcie wykorzystano również autorskie algorytmy wspomagające zarządzenie budynkiem, m.in. sieci neuronowe do prognozowania zachowania użytkowników na podstawie danych historycznych. Sieci te do tworzenia prognoz wykorzystują pełniejszą gamę danych, aby prognozy były bardziej dokładne. Dzieje się tak dlatego, że system „uczy się” w podobny sposób, w jaki czyni to człowiek, co do tej pory wykorzystywały np. gry komputerowe. Po pewnym czasie skutkuje to doborem najlepszych z możliwych warunków funkcjonowania np. energetycznego budynku poprzez przejęcie decyzji i sterowania jego infrastrukturą.

Najważniejsze funkcjonalności zarządzania budynkiem systemem CBRTI:

•             Wykrywanie obecności użytkowników na podstawie danych tomografii radiowej

•             Kontrola dostępu i rejestr czasu pracy urządzeń i pracowników

•             Identyfikacja użytkowników na podstawie unikatowych tagów Bluetooth

•             Identyfikacja i zarządzanie zasobami na podstawie unikatowych tagów Bluetooth

•             Czytelna i funkcjonalna platforma do zarządzania elementami wykonawczymi budynku

•             Otwartość na integrację nowych rozwiązań typu IoT

•             Optymalizacja energetyczna poprzez możliwość sterowania mediami oraz urządzeniami zużywającymi energię