УДК 04.65
Подготовка базы данных использования интернета вещей для регулирования потребления энергии
Каблуков Владимир Романович – студент магистратуры Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева
Валитова Наталья Львовна – кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной математики и информатики Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева
Кремлева Эльмира Шамильевна – кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной математики и информатики Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева
Научный руководитель Мокшин Владимир Васильевич – кандидат технических наук Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева
Аннотация: Данная статья описывает, как создать базу данных, которая позволяет эффективно управлять потреблением энергии в зданиях и промышленных установках на основе IoT технологий. Статья рассматривает различные аспекты реализации такой базы данных, включая атрибуты и отношения между сущностями, а также правила и ограничения безопасности и надежности. Она также описывает, как использование базы данных может помочь снизить затраты на энергопотребление и улучшить энергоэффективность, а также повысить уровень безопасности системы управления потреблением энергии на основе IoT.
Ключевые слова: технические специальности, магистратура, исследования, исследовательский подход, информационные технологии, базы данных, IoT.
Использования Интернета вещей (IoT) для регулирования потребления энергии используется для эффективного использования энергии. Помогает снизить затраты на энергию, особенно в коммерческих зданиях и промышленных установках. Например, IoT может использоваться для автоматического выключения света и оборудования, когда они не нужны, что может снизить потребление энергии. Уменьшат затраты на обслуживание: IoT может помочь уменьшить затраты на обслуживание оборудования, так как система может предупреждать о неисправностях и прогнозировать необходимость ремонта.
База данных является неотъемлемой частью системы управления потреблением энергии на основе Интернета вещей (IoT). Она играет ключевую роль в обработке, хранении и анализе данных, которые собираются с помощью датчиков, счетчиков и других устройств.
Некоторые из преимуществ базы данных для этой системы:
- Хранение больших объемов данных: База данных может хранить большие объемы данных, получаемых от IoT-устройств, таких как счетчики энергии, датчики температуры и влажности, датчики движения и т.д.
- Обработка и анализ данных: База данных позволяет обрабатывать и анализировать данные, собранные от IoT-устройств, чтобы определить потребление энергии и выявить проблемы с энергопотреблением.
- Оптимизация потребления энергии: База данных может использоваться для оптимизации потребления энергии, путем анализа и оптимизации процессов.
- Управление нагрузкой: База данных может использоваться для управления нагрузкой на энергосистему, путем установки приоритетов и управления энергопотреблением в режиме реального времени.
- Резервное копирование и восстановление данных: База данных позволяет создавать резервные копии данных и восстанавливать их в случае сбоя системы.
- Интеграция с другими системами: База данных может быть легко интегрирована с другими системами управления зданиями, системами безопасности и т.д. для обеспечения более эффективного управления энергопотреблением.
Подобная база данных для системы управления потреблением энергии на основе IoT должна содержать несколько основных сущностей:
- Устройства (Devices). Эта сущность содержит информацию обо всех устройствах, подключенных к системе IoT. Каждое устройство имеет уникальный идентификатор, тип, описание, местоположение и другую информацию.
- Датчики (Sensors). Эта сущность содержит информацию о датчиках, установленных на устройствах. Каждый датчик имеет уникальный идентификатор, тип, описание и другую информацию.
- Счетчики (Meters). Эта сущность содержит информацию обо всех счетчиках, установленных в зданиях или установках. Каждый счетчик имеет уникальный идентификатор, тип, описание, местоположение и другую информацию.
- Потребители энергии (Energy Consumers). Эта сущность содержит информацию обо всех потребителях энергии, таких как здания, промышленные установки и т.д. Каждый потребитель энергии имеет уникальный идентификатор, тип, описание, местоположение и другую информацию.
- Измерения (Measurements). Эта сущность содержит информацию о всех измерениях, сделанных датчиками и счетчиками. Каждое измерение содержит уникальный идентификатор, время измерения, значение, тип измерения и другую информацию.
- Пользователи (Users). Эта сущность содержит информацию обо всех пользователях системы, которые имеют доступ к базе данных. Каждый пользователь имеет уникальный идентификатор, имя, пароль и другую информацию.
Распишем представленные сущности на атрибуты:
- Устройства (Devices):
- ID устройства;
- название устройства;
- тип устройства (например, датчик температуры, счетчик энергии и т.д.);
- описание устройства;
- состояние устройства (например, включено/выключено);
- дата установки устройства;
- дата последнего обновления устройства.
- Датчики (Sensors):
- ID датчика;
- название датчика;
- тип датчика (например, температура, влажность, движение и т.д.);
- описание датчика;
- единицы измерения датчика;
- дата установки датчика;
- дата последнего обновления датчика.
- Счетчики (Meters):
- ID счетчика;
- название счетчика;
- тип счетчика (например, энергия, вода и т.д.);
- описание счетчика;
- местоположение счетчика;
- единицы измерения счетчика;
- дата установки счетчика;
- дата последнего обновления счетчика.
- Потребители энергии (Energy Consumers):
- ID потребителя энергии;
- название потребителя энергии;
- тип потребителя энергии (например, здание, промышленная установка и т.д.);
- описание потребителя энергии;
- дата установки потребителя энергии;
- дата последнего обновления потребителя энергии.
- Измерения (Measurements):
- ID измерения;
- ID устройства;
- ID
- . датчика/счетчика
- значение измерения;
- единицы измерения;
- время измерения.
- Пользователи (Users):
- ID пользователя;
- имя пользователя;
- пароль пользователя
- роль пользователя.
Рисунок. Концептуальная схема.
Таким образом, реализация базы данных для системы управления потреблением энергии на основе IoT может привести к снижению затрат на энергопотребление и улучшению энергоэффективности, при условии соблюдения правил и ограничений безопасности и надежности системы
Список литературы
- Лукин В.Н. Введение в проектирование баз данных / В.Н. Лукин. – М.: Вузовская книга, 2015. – 144 c.
- Малыхина М.П. Базы данных: основы, проектирование, использование / М.П. Малыхина. – СПб.: BHV, 2007. – 528 c.
- Фуфаев Д.Э. Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем: учебник / Д.Э. Фуфаев. – М.: Academia, 2017. – 352 c.
- Лихтенштейн В.Е. Стандартизация и разработка программных систем: Учебное пособие / В.Е. Лихтенштейн. – М.: Финансы и статистика, 2010. – 288 c.
- Грофф Дж., Вайнберг П. Энциклопедия SQL. 3-е изд. СПб.: Питер, 2003.