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:

  1. 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.
  2. Обработка и анализ данных: База данных позволяет обрабатывать и анализировать данные, собранные от IoT-устройств, чтобы определить потребление энергии и выявить проблемы с энергопотреблением.
  3. Оптимизация потребления энергии: База данных может использоваться для оптимизации потребления энергии, путем анализа и оптимизации процессов.
  4. Управление нагрузкой: База данных может использоваться для управления нагрузкой на энергосистему, путем установки приоритетов и управления энергопотреблением в режиме реального времени.
  5. Резервное копирование и восстановление данных: База данных позволяет создавать резервные копии данных и восстанавливать их в случае сбоя системы.
  6. 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:

  1. Устройства (Devices). Эта сущность содержит информацию обо всех устройствах, подключенных к системе IoT. Каждое устройство имеет уникальный идентификатор, тип, описание, местоположение и другую информацию.
  2. Датчики (Sensors). Эта сущность содержит информацию о датчиках, установленных на устройствах. Каждый датчик имеет уникальный идентификатор, тип, описание и другую информацию.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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:

  1. 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.
  1. 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.
  1. 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.
  1. 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.
  1. Измерения (Measurements):
  • ID измерения;
  • ID устройства;
  • ID
  • . датчика/счетчика
  • значение измерения;
  • единицы измерения;
  • время измерения.
  1. Пользователи (Users):
  • ID пользователя;
  • имя пользователя;
  • пароль пользователя
  • роль пользователя.

1

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

  1. Лукин В.Н. Введение в проектирование баз данных / В.Н. Лукин. – М.: Вузовская книга, 2015. – 144 c.
  2. Малыхина М.П. Базы данных: основы, проектирование, использование / М.П. Малыхина. – СПб.: BHV, 2007. – 528 c.
  3. Фуфаев Д.Э. Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем: учебник / Д.Э. Фуфаев. – М.: Academia, 2017. – 352 c.
  4. Лихтенштейн В.Е. Стандартизация и разработка программных систем: Учебное пособие / В.Е. Лихтенштейн. – М.: Финансы и статистика, 2010. – 288 c.
  5. Грофф Дж., Вайнберг П. Энциклопедия SQL. 3-е изд. СПб.: Питер, 2003.

Интересная статья? Поделись ей с другими: