敏感家居正在取代智慧家居

XNUMX月的最後一周,全國超級電腦論壇在佩列斯拉夫爾-扎列斯基舉行。 在三天的時間裡,人們講述並展示了俄羅斯超級電腦的開發進度,以及在超級電腦上測試的技術如何轉化為商品。

敏感家居正在取代智慧家居RAS軟體系統研究所
(伊戈爾·謝拉普京,維基共享資源,CC-BY)

俄羅斯科學院通訊院士謝爾蓋·阿布拉莫夫談及「敏感屋」計畫(27月XNUMX日)。 在提出「智慧家庭」的概念時,他建議觀察家庭設備,建立並記住其行為模式,從錯誤中學習,並提前預測其狀況和問題。

俄羅斯科學院軟體系統研究所在謝爾蓋·阿布拉莫夫的領導下,於2014年開始創建“敏感屋”,當時科學院的改革要求將學術計畫推向商業市場。 此時,IPS RAS在感測器網路和裝置控制方面已經有了良好的發展,並且正在開發雲端技術和機器學習。

謝爾蓋·阿布拉莫夫表示,住宅和工業建築中充滿了家庭福祉和人們安靜工作所依賴的設備。 這種“智慧”設備雖然發展成為“智慧家庭”,但它並不具備自動控制功能。 業主不知道設備的狀態,無法方便監控設備。 剩下的就是手動維護整個基礎設施,就像一個巨大的電子寵物一樣,定期檢查和調整機器。

敏感家居正在取代智慧家居敏感插座測量電氣參數並將其報告給伺服器
(“敏感之家”,維基共享資源,CC-BY)

智慧家庭運作正常嗎? 還是時候進行幹預了? 很快就會出事嗎? 「智慧家庭」本身並不能解決這個問題;要回答這些問題,需要自動監控和分析。 因此,該研究所創建的電腦系統從感測器收集統計數據,建立家用機器的行為模式並學習識別這些模式。 透過區分正常行為和有問題的行為並偵測異常操作,人工智慧將及時向房主發出潛在威脅的警報。

「敏感家庭」就是“智慧家庭”,增加了敏感度、自學能力、累積正確行為模式的能力、預測和反應的能力。
(謝爾蓋‧阿布拉莫夫,俄羅斯科學院通訊院士)

我們習慣了「智慧家庭」維護其參數的方式:設定溫度和照明、恆定的空氣濕度、穩定的電源電壓。 「智慧家庭」可以根據一天中的時間或事件根據腳本進行操作(例如,它將根據氣體分析儀的命令關閉燃氣水龍頭)。 「敏感之家」邁出了下一步——分析感官數據並建立新的分類場景:一切都像以前一樣進行,或者有驚喜。 它對外部環境的變化做出反應並預測可能的故障,猜測不同設備同時動作的異常。 「敏感之家」監控其工作結果,警告問題並改變場景,向業主提供提示並允許業主關閉故障的電器。

我們解決設備異常行為的問題。
(謝爾蓋‧阿布拉莫夫,俄羅斯科學院通訊院士)

所提出的系統依賴於提供基於時間的測量的傳感器網路。 例如,柴油鍋爐偶爾會打開並加熱水,循環泵透過加熱管驅動熱水,主感測器會報告這些設備如何消耗電力。 根據一系列讀數,輔助感測器(程序)將它們與正常輪廓進行比較並診斷故障。 第三感測器(程序)接收外部空氣溫度並預測系統的未來運行,評估其負載和效率-鍋爐的加熱與天氣的關係。 也許窗戶是開著的,鍋爐正在為街道供暖,或者效率已經下降,需要預防性維修。 根據導出參數的漂移,我們可以預測它們何時會超出正常範圍。

敏感家居正在取代智慧家居敏感插座由單獨的模組條組成
(“敏感之家”,維基共享資源,CC-BY)

透過評估感測器的同步讀數,「敏感房屋」能夠注意到水泵沒有關閉,因為它正在將水倒回井中(通過故障的閥門)或直接倒在地板上(透過爆裂)管道)。 如果運動感測器保持安靜並且水泵將水抽入空房子,則診斷將更加可靠。

感測器網路也存在於智慧家庭中。 雲端基礎設施也可用於智慧家庭。 但「智慧家庭」不具備的是人工智慧、機器學習、正確行為模式的累積、分類和預測。
(謝爾蓋‧阿布拉莫夫,俄羅斯科學院通訊院士)

「敏感之家」的雲端部分是基於NoSQL資料庫Riak或Akumuli資料庫,其中儲存了讀數的時間序列。 資料的接收和發布是在Erlang/OTP平台上完成的,它允許您將資料庫部署在多個節點上。 其上方部署了行動應用程式和網路介面,透過網路和電話通知客戶,旁邊是數據分析和行為控製程式。 您可以在此處連接任何時間序列分析,包括基於神經網路的時間序列分析。 因此,對「敏感家庭」系統的所有控制都放在單獨的管理層中。 透過您在雲端服務中的個人帳戶可以存取它。

敏感家居正在取代智慧家居靈敏控制器收集來自感測器和溫度計的訊號
(“敏感之家”,維基共享資源,CC-BY)

敏感家居正在取代智慧家居

Erlang 提供了函數式方法的所有優點。 它具有分散式運作的機制,而製作平行分散式程式最簡單的方法就是使用Erlang。 我們的架構包含軟體「輔助感測器」;每個實體感測器可以有多個輔助感測器,如果我們依靠擁有數十台設備的數萬個客戶端,我們將不得不處理龐大的資料流。 他們需要可以大批量啟動的輕量級流程。 Erlang 允許您在單一核心上運行數萬個進程;該系統具有良好的擴展性。
(謝爾蓋‧阿布拉莫夫,俄羅斯科學院通訊院士)

據開發人員介紹,Erlang 很容易組織一支多元化的程式設計師團隊,其中學生和傑出人士創建一個系統。 軟體系統的各個片段因錯誤而崩潰,但整個系統繼續工作,這使您可以即時糾正錯誤區域。

敏感家居正在取代智慧家居靈敏控制器透過 WiFi 或 RS-485 傳輸數據
(“敏感之家”,維基共享資源,CC-BY)

「敏感家庭」系統使用了IPS RAS用於控制超級電腦的所有技術。 這包括電子感測器、監控和遠端控制系統。 目前,該敏感程式在自己的感測器上運行,並且可以連接到消防部門迴路,但有計劃從任何「智慧家庭」的感測器收集數據。

「敏感家庭」很有趣,因為針對城市、社區和家庭的複雜智慧解決方案正在走在前沿。 這裡有趣的不是建造一台超級計算機,而是建造一個社會計算機綜合體,將超級計算機引入日常生活,讓機器改變人們的生活。
(Olga Kolesnichenko,博士,謝切諾夫大學高級講師)

到2020年春季,開發商將準備一套基本的程序和設備,用於在建築物和公寓中組裝各種規模的系統。 他們承諾,結果將很容易設置,並不比機器人吸塵器複雜。 基本套件將支援任何受監控的設備:暖氣鍋爐、熱水器、冰箱、水泵和化糞池。 然後將輪到小規模銷售,然後是無晶圓廠生產,添加新的感測器和模組。 未來,各種多樣化和適應都是可能的——敏感的農場、敏感的醫院、敏感的船,甚至是非常敏感的坦克。

文本: CC-BY 4.0。
肖像: CC-BY-SA 3.0。

來源: www.habr.com

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