Monitoramento Inteligente de Consumo Energético em Ambiente Residencial utilizando IoT
Resumo
O desperdício de energia elétrica no Brasil vem crescendo nos últimos anos e um dos motivos para este aumento é o fato de que o consumidor final normalmente não tem conhecimento sobre a quantidade de energia consumida por seus eletrodomésticos. Por outro lado, a Internet das Coisas (IoT) traz conceitos, como objetos inteligentes, com sua coleta e análise de dados, que podem ajudar usuários finais na identificação do consumo de energia de seus eletrodomésticos. Portanto, este trabalho propõe um sistema de monitoramento inteligente capaz de descobrir os eletrodomésticos conectados à rede elétrica em tempo real. Através de um dispositivo inteligente, instalado na rede elétrica, esse sistema extrai as características de consumo dos eletrodomésticos e as envia para um algoritmo de classificação na nuvem. Nós realizamos experimentos controlados para avaliar a solução proposta e, como resultado, todos os aparelhos conectados à rede elétrica foram identificados, permitindo que os consumidores monitorem os gastos de energia da sua casa.
Referências
Andrade, R. M., Carvalho, R. M., de Araújo, I. L., Oliveira, K. M., and Maia, M. E. (2017). What changes from ubiquitous computing to internet of things in interaction evaluation? In Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), volume 10291 LNCS, pages 3–21.
Atzori, L., Iera, A., and Morabito, G. (2010). The internet of things: A survey. Computer Networks, 54(15):2787–2805.
Azevedo, G. T., Romao, E. C., and Menegatti, C. R. (2019). Correção de distorções harmônicas em sistemas elétricos através de interferência destrutiva. Revista Brasileira de Ensino de Física, 41(3).
Bandyopadhyay, S., Sengupta, M., Maiti, S., and Dutta, S. (2011). Role of middleware for internet of things: A study. International Journal of Computer Science and Engineering Survey, 2(3):94–105
Gaikwad, P. P., Gabhane, J. P., and Golait, S. S. (2015). A survey based on Smart Homes system using Internet-of-Things. In 4th IEEE Sponsored International Conference on Computation of Power, Energy, Information and Communication, ICCPEIC 2015, pages 330–335. IEEE.
Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., and Palaniswami, M. (2013). Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, 29(7):1645–1660.
Hunkeler, U., Truong, H. L., and Stanford-Clark, A. (2008). MQTTS - A publish/subscribe protocol for wireless sensor networks. In 3rd IEEE/CreateNet International Conference on Communication System Software and Middleware, COMSWARE, pages 791–798. IEEE.
Jacobs, G. and Maun, J. C. (2019). Identifying washing machine consumption in supervised global electric consumption. In 2019 IEEE Milan PowerTech, PowerTech 2019. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
Ma, M., Lin, W., Zhang, J., Wang, P., Zhou, Y., and Liang, X. (2017). Discover the fingerprint of electrical appliance: Online appliance behavior learning and detection in smart homes. In Proc. Internet of People and Smart City Innovation (SmartWorld/SCALCOM/UIC/ATC/CBDCom/IOP/SCI) 2017 IEEE SmartWorld, Ubiquitous Intelligence Computing, Advanced Trusted Computed, Scalable Computing Communications, Cloud Big Data Computing, pages 1–8.
Santos, B. P., Silva, L., Celes, C., Borges, J. B., Neto, B. S. P., Vieira, M. A. M., Vieira, L. F. M., Goussevskaia, O. N., and Loureiro, A. (2016). Internet das coisas: da teoria à prática. Minicursos SBRC-Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos.
Semwal, S., Shah, G., and Prasad, R. S. (2014). Identification residential appliance using NIALM. In 2014 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems, PEDES 2014, pages 1–6. IEEE.
Temneanu, M. (2014). Appliance characterization based on spectral components analysis. In 2014 International Conference and Exposition on Electrical and Power Engineering (EPE), pages 710–714. IEEE.
Wu, X., Han, X., Liu, L., and Qi, B. (2018). A load identification algorithm of frequency domain filtering under current underdetermined separation. IEEE Access, 6:37094–37107.
Yokotani, T. and Sasaki, Y. (2017). Comparison with HTTP and MQTT on required network resources for IoT. In ICCEREC 2016 – International Conference on Control, Electronics, Renewable Energy, and Communications 2016, Conference Proceedings, pages 1–6. IEEE.
Zhuang, M., Shahidehpour, M., and Li, Z. (2019). An Overview of Non-Intrusive Load Monitoring: Approaches, Business Applications, and Challenges. In 2018 International Conference on Power System Technology, POWERCON 2018 - Proceedings, pages 4291–4299. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc