Sentema hejmo anstataŭas inteligentajn hejmojn

En la lasta semajno de novembro okazis en Pereslavl-Zalesskij la Nacia Superkomputila Forumo. Dum tri tagoj homoj rakontis kaj montris kiel la aferoj iras kun la disvolviĝo de superkomputiloj en Rusio kaj kiel teknologioj testitaj sur superkomputiloj estas igitaj varoj.

Sentema hejmo anstataŭas inteligentajn hejmojnInstituto de Programaro-Sistemoj RAS
(Igor Shelaputin, Vikimedia Komunejo, CC-BY)

Pri la projekto "Sentema Domo" parolis koresponda Membro de la Rusa Akademio de Sciencoj Sergej Abramov (la 27-an de novembro). Evoluigante la koncepton de "inteligenta hejmo", li sugestas observi hejmajn ekipaĵojn, konstrui kaj memori ŝablonojn de ĝia konduto, lerni de ĝiaj eraroj, kaj antaŭdiri ĝian kondiĉon kaj problemojn.

La Instituto de Programaro-Sistemoj de la Rusa Akademio de Sciencoj, sub la gvidado de Sergej Abramov, komencis krei "sentemajn domojn" en 2014, kiam la reformo de la Akademio de Sciencoj postulis alporti akademiajn projektojn al la komerca merkato. Antaŭ tiu tempo, la IPS RAS havis bonajn evoluojn en sensilretoj kaj ekipaĵkontrolo, kaj evoluigis nubteknologiojn kaj maŝinlernadon.

Laŭ Sergej Abramov, loĝdomaj kaj industriaj konstruaĵoj estas plenigitaj per ekipaĵoj, de kiuj dependas la bonfarto de la hejmo kaj la trankvila laboro de homoj. Kvankam ĉi tiu "inteligenta" ekipaĵo evoluas al "inteligenta hejmo", ĝi ne havas aŭtomatan kontrolon. Posedantoj ne scias la staton de la aparatoj kaj ne povas oportune kontroli ilin. Restas nur mane zorgi pri la tuta infrastrukturo, kiel grandega Tamagotchi, regule kontrolante kaj ĝustigante la maŝinojn.

Sentema hejmo anstataŭas inteligentajn hejmojnSentema ingo mezuras elektrajn parametrojn kaj raportas ilin al la servilo
("Sentema Hejmo", Vikimedia Komunejo, CC-BY)

Ĉu la inteligenta hejmo funkcias ĝuste? Aŭ ĉu estas tempo por interveni? Ĉu baldaŭ okazos akcidento? Per si mem, neniu "inteligenta hejmo" solvas ĉi tiun problemon; por respondi tiajn demandojn, necesas aŭtomata kontrolado kaj analizo. Tial, la komputila sistemo kreita ĉe la Instituto kolektas statistikojn de sensiloj, konstruas kondutpadronojn de hejmaj maŝinoj kaj lernas rekoni ĉi tiujn ŝablonojn. Distingante normalan konduton de problema konduto kaj detektante nenormalan operacion, artefarita inteligenteco alarmos la domposedanton ĝustatempe pri ebla minaco.

"Sentema hejmo" estas "inteligenta hejmo", al kiu aldoniĝis sentemo, la kapablo memlerni, la kapablo amasigi ŝablonon de ĝusta konduto, la kapablo antaŭdiri kaj reagi.
(Sergey Abramov, Korespondanta Membro de la Rusa Akademio de Sciencoj)

Ni kutimas kiel "inteligenta hejmo" konservas siajn parametrojn: fiksita temperaturo kaj lumigado, konstanta aera humideco, stabila elektra tensio. "Inteligenta hejmo" povas funkcii laŭ skripto depende de la horo de la tago aŭ evento (ekzemple, ĝi fermos gasan kranon je komando de gasanalizilo). "Sentema Hejmo" faras la sekvan paŝon - analizas sensajn datumojn kaj konstruas novajn scenarojn por klasifiko: ĉio iras kiel antaŭe aŭ estas surprizoj. Ĝi reagas al ŝanĝoj en la ekstera medio kaj antaŭdiras eblajn fiaskojn, divenante anomaliojn en la samtempaj agoj de malsamaj aparatoj. "Sentema Domo" kontrolas la rezultojn de sia laboro, avertas pri problemoj kaj ŝanĝas la scenaron, donante sugestojn al la posedanto kaj permesante al la posedanto malŝalti misajn aparatojn.

Ni solvas la problemon de maltipa konduto de ekipaĵoj.
(Sergey Abramov, Korespondanta Membro de la Rusa Akademio de Sciencoj)

La proponita sistemo dependas de sensilreto kiu disponigas temp-bazitajn mezuradojn. Ekzemple, dizelkaldrono foje enŝaltas kaj varmigas la akvon, cirkuladpumpilo veturas varman akvon tra varmigaj tuboj, kaj primaraj sensiloj raportas kiel tiuj aparatoj konsumas elektron. Surbaze de serio de legaĵoj, la sekundara sensilo (programo) komparas ilin kun la normala profilo kaj diagnozas misfunkciadojn. La terciara sensilo (programo) ricevas la eksteran aertemperaturon kaj antaŭdiras la estontan funkciadon de la sistemo, taksas ĝian ŝarĝon kaj efikecon - kiel rilatas la hejtado de la kaldrono kaj la vetero. Eble la fenestroj estas malfermitaj kaj la kaldrono hejtas la straton, aŭ eble la efikeco malpliiĝis kaj estas tempo por preventaj riparoj. Surbaze de la derivado de derivitaj parametroj, oni povas antaŭdiri je kioma tempo ili iros preter la normo.

Sentema hejmo anstataŭas inteligentajn hejmojnLa sentema ingo konsistas el apartaj moduloj-stangoj
("Sentema Hejmo", Vikimedia Komunejo, CC-BY)

Taksante la samtempajn legaĵojn de la sensiloj, la "sentema domo" povas rimarki, ke la akvopumpilo ne malŝaltas ĉar ĝi verŝas akvon reen en la puton (per misa valvo) aŭ rekte sur la plankon (per krevo). pipo). La diagnozo estos eĉ pli fidinda se la movsensiloj estas silentaj kaj la pumpilo pumpas akvon en malplenan domon.

Sensilretoj ankaŭ troviĝas en inteligentaj hejmoj. Nuba infrastrukturo ankaŭ haveblas en inteligentaj hejmoj. Sed tio, kion "inteligentaj hejmoj" ne havas, estas artefarita inteligenteco, maŝinlernado, la amasiĝo de ŝablonoj de ĝusta konduto, klasifiko kaj prognozo.
(Sergey Abramov, Korespondanta Membro de la Rusa Akademio de Sciencoj)

La nuba parto de la "sentema domo" baziĝas sur la NoSQL-datumbazo Riak aŭ la Akumuli-datumbazo, kie tempaj serioj de legaĵoj estas stokitaj. Ricevado kaj elsendo de datumoj estas farita sur la platformo Erlang/OTP, ĝi permesas vin disfaldi la datumbazon sur multaj nodoj. Programo por moveblaj aplikoj kaj retinterfaco estas deplojita super ĝi por informi la klienton per la Interreto kaj telefono, kaj apud ĝi estas programo por datuma analizo kaj kondutkontrolo. Vi povas konekti ajnan temposerian analizon ĉi tie, inkluzive de tiuj bazitaj sur neŭralaj retoj. Tiel, ĉiu kontrolo super la "sentemaj hejmaj" sistemoj estas metita en apartan administran tavolon. Aliro al ĝi estas provizita per via persona konto en la nuba servo.

Sentema hejmo anstataŭas inteligentajn hejmojnSentema regilo kolektas signalojn de sensiloj kaj termometroj
("Sentema Hejmo", Vikimedia Komunejo, CC-BY)

Sentema hejmo anstataŭas inteligentajn hejmojn

Erlang provizas ĉiujn avantaĝojn de funkcia aliro. Ĝi havas mekanismojn por distribuita funkciado, kaj la plej facila maniero fari paralelan distribuitan programon estas uzi Erlang. Nia arkitekturo enhavas programajn "sekundarajn sensilojn"; povas esti pluraj da ili per fizika sensilo, kaj se ni kalkulas je dekoj da miloj da klientoj kun dekoj da aparatoj, ni devos prilabori grandegan fluon de datumoj. Ili bezonas malpezajn procezojn, kiuj povas esti lanĉitaj en grandega nombro. Erlang permesas al vi ruli dekojn da miloj da procezoj sur ununura kerno; ĉi tiu sistemo bone skalas.
(Sergey Abramov, Korespondanta Membro de la Rusa Akademio de Sciencoj)

Laŭ la programisto, Erlang estas facile organizi diversan teamon de programistoj, en kiu studentoj kaj lumuloj kreas unu sistemon. Individuaj fragmentoj de la programara sistemo frakasas pro eraro, sed la tuta sistemo daŭre funkcias, kio ebligas al vi korekti erarajn areojn sur la flugo.

Sentema hejmo anstataŭas inteligentajn hejmojnSentema regilo transdonas datumojn per WiFi aŭ RS-485
("Sentema Hejmo", Vikimedia Komunejo, CC-BY)

La "sentema hejmo" sistemo uzas ĉiujn teknologiojn kiujn IPS RAS uzis por kontroli superkomputilojn. Ĉi tio inkluzivas elektronikajn sensilojn, monitorajn kaj teleregajn sistemojn. Nuntempe, la sentema programo funkcias per siaj propraj sensiloj kaj povas konektiĝi al fajrobrigado, sed estas plano kolekti datumojn de la sensiloj de iuj "inteligentaj hejmoj".

"Sentema Hejmo" estas interesa ĉar kompleksaj inteligentaj solvoj por la urbo, kvartalo kaj hejmo venas al la unua loko. Kio estas interesa ĉi tie ne estas konstrui superkomputilon, sed konstrui socikomputikan komplekson, enkondukante superkomputilon en la ĉiutagan vivon, por ke la maŝino ŝanĝu la vivon de homoj.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., lektoro ĉe Sechenov University)

Antaŭ la printempo de 2020, programistoj preparos bazan aron de programoj kaj ekipaĵoj por kunmeti sistemojn de diversaj grandecoj en konstruaĵoj kaj apartamentoj. Ili promesas, ke la rezulto estos facile instalebla, ne pli komplika ol robota polvosuĉilo. La baza ilaro subtenos ajnan kontrolitan ekipaĵon: varmigaj kaldronoj, akvovarmigiloj, fridujoj, akvopumpiloj kaj sepsaj fosoj. Tiam estos la vico de malgrand-skalaj vendoj, tiam senfabla produktado, aldono de novaj sensiloj kaj moduloj. Kaj en la estonteco, ĉiaj diversigo kaj adaptiĝo eblas - sentema bieno, sentema hospitalo, sentema ŝipo, kaj eĉ tre sentema tanko.

Teksto: CC-BY 4.0.
Portreto: CC-BY-SA 3.0.

fonto: www.habr.com

Aldoni komenton