Climawin demo: protocolo de comunicações, controlador geral e atuação

Abstract

O Climawin [1] [2] é um projeto que visa aumentar a eficiência energética num espaço interior, somando prémios em exposições internacionais. O controlo da entrada e saída do ar numa divisão interior, através de janelas com válvulas e estores, e o pré-aquecimento/arrefecimento do ar são ações consequentes da constante monitorização da temperatura/humidade e níveis de concentração de CO2. Todo o sistema desenvolvido é power-aware, ou seja, controla o consumo de energia e procura minimizá-lo. Este controlo permite melhorar o ambiente no interior de uma habitação, sem que se consuma energia de forma excessiva, como acontece quando, numa habitação mais comum, o utilizador tem total controlo manual da entrada e saída do ar nas divisões de sua casa. A cloud computacional tem crescido nos últimos anos em serviços com variadíssimas aplicações e em diferentes áreas (domótica, industrial, automóvel, militar, etc). No que toca ao utilizador, as vantagens mais imediatas são a flexibilidade, simplicidade de acesso [3] e confidencialidade [4]. Do ponto de vista de produto comercial faz todo o sentido dotar o projeto Climawin das características que a nuvem computacional disponibiliza. O Climawin já conheceu o seu primeiro protótipo, desenvolvido por investigadores na Universidade do Minho. No entanto, o acesso do utilizador ao produto não explorava serviços na cloud. Desta forma, foi feita uma nova proposta no sentido de desenvolver uma nova versão de demonstração do Climawin, o Climawin demo. Nesta versão serão utilizados vários componentes, de diferentes camadas de desenvolvimento e aplicação desenvolvidos por uma equipa de investigadores. Posto isto, esta dissertação, no âmbito do Climawin demo, propõe o estudo e o refactoring de parte da camada do Climawin que acede à cloud. Este acesso é feito através de um controlador central, que por sua vez acede a um gateway que está ligado à rede. O papel do controlador central, sucintamente, fará parte do encaminhamento das tramas de todos os dispositivos Climawin para a cloud e vice-versa. No entanto, o foco do Climawin é naturalmente a janela, o end-device do sistema. Desta forma é essencial que a mesma se comporte consistentemente de maneira previsível e fiável. Tendo isto em conta, esta dissertação propõe também melhorar o controlo da janela Climawin. Quer isto dizer, que a atuação nos estores e nas válvulas será também revista e melhorada. Resumidamente, a proposta desta dissertação é estudar e utilizar as possibilidades fornecidas pela cloud para melhorar e expandir os serviços disponibilizados pelo Climawin aos utilizadores e, desta maneira, possibilitar variadíssimos modos de interagir com o sistema. A partir desse momento poder-se-ão desenvolver aplicações para dispositivos móveis, portáteis ou desktops, e até um eventual website que permita acesso ao sistema. A interação do Climawin com diferentes soluções de domótica fica também facilitada e é possível construir sistemas mais complexos ao agrado do cliente. O melhoramento do controlo da janela é uma adição essencial ao objetivo do Climawin: produzir a janela para demonstrar em três diferentes locais na Europa (Alemanha, Dinamarca e Irlanda) e eventualmente introduzir o sistema no mercado.

Cloud based services have been exploited through the years in great numbers in order to develop different domotic, military, automobile or industrial applications. In the user’s perspective, the most obvious advantages are flexibility, easy access and safety. With these properties in mind, it is assumed that Climawin should explore the cloud. Climawin is a project that aims to improve energy efficiency in a building. The air flow control, achieved through windows, and its cooling and preheating are consequences of the constant monitoring and control of temperature, humidity and CO2 concentration levels. All the system’s components are low-power driven, improving the air quality in the interior without spending unnecessary energy. This project has already met its first prototype, developed by Universidade do Minho researchers. It played its part, and did everything proposed. However, it did not explore the many possibilities given by the cloud. So, this thesis proposal is to change or improve the Climawin access node to the web in order to prepare it to reply correctly to the new services that will be provided to the user. The main focus of Climawin is the window, though. In order to have a good, consistent and responding window, this thesis also purposes improving its actuation. Resuming it all, this thesis proposal is to study, analyse and use the cloud’s many advantages so that it improves Climawin’s services to the user. From the moment that’s implemented it’s possible to develop different applications for mobile equipment, laptops or desktops, or even a website to the user’s convenience. The improvement on the window actuation is essencial for the user’s satisfaction, too.