ΔΙΚΤΥΑ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ

Transcript

1 ΔΙΚΤΥΑ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΤΗΛΕΜΕΤΡΙΑΣ: ΚΙΝΗΤΗΡΙΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΙ ΕΜΠΟΔΙΑ Αθανασία Τσέρτου, Ηλ/γος Μηχ/κος & Μηχ/κος Υπολογιστών ΕΜΠ, Ερευνήτρια ΕΠΙΣΕΥ-ΕΜΠ 7th Green Connected World ICCS

2 ATZENTA Τηλεμετρία σε δίκτυα ύδρευσης Οδεύοντας προς ΙοΤ-enabled δίκτυα ύδρευσης Πολυπλοκότητα και τυποποίηση Τεχνολογίες Middleware DDS/OGC SWE Βήματα προς υιοθέτηση σε μεγάλη κλίμακα Εμπόδια για εμπορική εκμετάλλευση Τρέχοντα προγράμματα ομάδας Smart Integrated Systems ΕΠΙΣΕΥ 2

3 ΤΗΛΕΜΕΤΡΙΑ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ ΥΔΡΕΥΣΗΣ Συστήματα SCADA 3

4 ΤΗΛΕΜΕΤΡΙΑ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ ΥΔΡΕΥΣΗΣ Απόπειρα ορισμού με ολίγον απο ιστορία [WAGmob DBMS] [SIEMENS PLC] [Lacroix Sofrel GPRS data-logger] 4 4

5 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ - ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Υψηλή αξιοπιστία, γραφικό περιβάλλον με δυνατότητα παρακολούθησης και παραμετροποίησης των αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο Πολύ διαδεδομένα σε εταιρείες ύδρευσης Πρωτόκολλα τυποποίησης (MODBUS, BACNET, για τον έλεγχο των συσκευών πεδίου) Τα παραδοσιακά συστήματα SCADA υπολείπονται σε διασυνδεσιμότητα και εύκολη επεκτασιμότητα Οι συσκευές πεδίου δίνονται με ολοκληρωμένο πακέτου λογισμικού από τους κατασκευαστές, δίνοντας πολύ περιορισμένη δυνατότητα για προσαρμογές Vendor lock-in 5

6 ΕΠΕΚΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΤΗΛΕΜΕΤΡΙΑ Η ΟΔΕΥΟΝΤΑΣ ΠΡΟΣ ΙΟΤ ΕNABLED ΔΙΚΤΥΑ FP7 ICT 2012 Call Grant Agreement No / /2015 Δίκτυα διανομής ύδρευσης με πιλοτικά σε 2 ευρωπαικές πόλεις Μιλάνο, Ιταλία και Τιμισοάρα, Ρουμανία Πληθώρα αισθητήρων πίεσης, ροής, μετρητές κατανάλωσης νερού, αντλίες, Πολύ διαφορετικά υπάρχοντα δίκτυα επικοινωνιών: Οπτική ίνα/μpls με ξεχωριστά υποδίκτυα για τηλεμετρία και άλλες εφαρμογές (ERP, CRM, ) GPRS δίκτυο για ορισμένες κατηγορίες αισθητήρων, εσωτερικό LAN για άλλες όπως και για εφαρμογές ERP, CRM Πρότυπα συστήματα αποφάσεων στα πλαίσια του project Διαχείριση διαρροών και πίεσης στο δίκτυο Διαχείριση ενέργειας Διαχείριση περιουσιακών στοιχείων και πελατολογίου (καταναλώσεων) 6

7 ΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΥΠΟΠΟΙΗΣΗ [ ICeWater FP7 project system architecture ] 7

8 ΔΙΑΥΛΟΣ DDS (PUBLISH-SUBSCRIBE) Κατανεμημένο σύστημα συλλογής και μετάδοσης πληροφορίας Συλλογή δεδομένων από διαφορετικούς αισθητήρες ή συστημα SCADA Οχι μοναδικά σημεία αποτυχίας Βασικά χαρακτηριστικά DDS Ανάθεση μοναδικού ID για κάθε πόρο (resource) Ποιότητα υπηρεσίας (QoS), ανοχή σε λάθη και καθυστερήσεις σε φυσικό επίπεδο Μετάφραση των συλλεχθέντων δεδομένων σε κοινό τυποποιημένο format OGC Sensor Web Enablement, SensorML, WaterML, TimeSeriesML Εύκολη εισαγωγή νέων υπηρεσιών και πόρων (resources) 8

9 ΓΡΑΦΗΜΑ ΡΟΗΣ (Ι) Topic Data Sample DataWriter Publisher 9

10 ΓΡΑΦΗΜΑ ΡΟΗΣ (ΙΙ) Topic DataReader Subscriber Listener DATA_AVAILABLE Data Sample 10

11 AΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΔΙΑΥΛΟΥ DDS 11

12 OPEN GEOSPATIAL CONSORTIUM (OGC) SENSOR WEB ENABLEMENT (SWE) [ Alexander Kotsev et al, Architecture of a Service-Enabled Sensing Platform for the Environment ] 12

13 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΧΡΗΣΗΣ SOS, SPS, SES Θέλω να ανακτήσω όλες τις στατικές πληροφορίες (metadata) από μια συσκευή στο πεδίο Θέλω να προσθέσω ένα νέο αισθητήρα περιγράφοντας όλες τις ιδιότητες του στο SensorML standard Θέλω να ανανεώσω τα metadata ενός αισθητήρα (συντεταγμένες) γιατί χρειάστηκε να μεταφερθεί σε άλλο σημείο Θέλω να αλλάξω το πρόγραμμα μιας αντλίας νερού Θέλω να αλλάξω τα στοιχεία διασύνδεσης ενός GPRS μόντεμ που στέλνει τις πληροφορίες από μια ομάδα αισθητήρων Θέλω να ελέγξω την κατάσταση και το αποτέλεσμα των παραπάνω ενεργειών, έχουν ολοκληρωθεί επιτυχώς? 13

14 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΧΡΗΣΗΣ SOS, SPS, SES Θέλω να εγγραφώ σε ένα topic Συναγερμού έτσι ώστε να λαμβάνω ειδοποιήσεις όταν έχει ενεργοποιηθεί συναγερμός πχ σχετικός με διαρροή Θέλω να ενημερώσω το σύστημα αποφάσεων της εταιρείας ύδρευσης για την ύπαρξη διαρροής Θέλω να ενημερώσω το σύστημα απoφάσεων ότι ένας νέος αισθητήρας εισάχθηκε στο SOS 14

15 ΒΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΥΙΟΘΕΤΗΣΗ ΣΕ ΜΕΓΑΛΗ ΚΛΙΜΑΚΑ Ανάπτυξη ολοκληρώμενου συστήματος middleware και εφαρμογή σε δύο πιλότους δικτύων ύδρευσης Επέκταση με προσαρμογές σε δίκτυο για μετάδοση πληροφοριών για εκκένωση κρίσιμων υποδομών (use cases: ψηφιακή πινακίδα εξόδου, ψηφιακό σύστημα multimedia, chipless RFID, σύστημα αισθητήρων περιβάλλοντος Ζigbee, CCTV) Βελτίωση software που επικοινωνεί με αισθητήρα, πχ με template που ο χρήστης εισάγει βασικά χαρακτηριστικά και ο κώδικας παράγεται αυτόματα ή διερεύνησης OGC PUCK Υιοθέτηση Web-enabled DDS, ενσωματώνοντας OGC /REST formats για απλοποίηση αρχιτεκτονικής σε ένα στρώμα Επέκταση/συνδυασμός με σύγχρονες τεχνολογίες tracking σε εφαρμογές που οι αισθητήρες είναι σε κίνηση (wearables, παρακολούθηση φορτίου) 15

16 ΕΜΠΟΔΙΑ ΓΙΑ ΕΜΠΟΡΙΚΗ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ Οι αισθητήρες είναι το bottleneck του συστήματος για την πλήρη υιοθέτηση τεχνολογιών Internet of Things Πληθώρα λύσεων σε επίπεδο πρωτοτύπων αλλά όταν πρόκειται για αισθητήρες σε βιομηχανικό περιβάλλον, είμαστε 5-7 χρόνια πίσω Οι εταιρείες θεωρούν το vendor lock-in προωθητικό για τo cash flow τους και δυσκολεύονται στην υιοθέτηση προτύπων, πωλούν end-to-end λύσεις (proprietary) Περίπλοκο σύστημα IPR στα Ευρωπαικά προγράμματα ιδιαίτερα όταν για το τελικό προϊόν έχουν συνεργαστεί ερευνητικό ίδρυμα και εταιρεία Δυσκολία μαζικής παραγωγής πρωτοτύπων και υποδομών για κατασκευή hardware 16

17 TΡΕΧΟΝΤΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ SMART INTEGRATED SYSTEMS TEAM, EΠΙΣΕΥ

18 Aθανασία Τσέρτου, Ερευνήτρια ΕΠΙΣΕΥ atsertou[at]iccs.gr , Iroon Polytechneiou, 15773, Zografou - Athens, Greece 18

19 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ DDS Στρατιωτικές Αerospace Μεταφορές Traffic Management Παραγωγή ενέργειας Συστήματα SCADA 19

20 ΙCEWATER ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΤΟΝ ΙΤΑΛΙΚΟ ΠΙΛΟΤΟ SCADA DB AMR DB 20

21 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΩΝ PUB/SUB 21