Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52659
| Title: | การประยุกต์ใช้โครงข่ายตัวรับรู้และตัวกระตุ้นไร้สาย ZigBee สำหรับระบบการจัดการพลังงานภายในอาคารตามโพรโทคอล IEEE1888 |
| Other Titles: | Application of zigbee wireless sensor and actuator network for building energy management system with ieee1888 protocol |
| Authors: | ธนากร อินทสุทธิ์ |
| Advisors: | เชาวน์ดิศ อัศวกุล |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Chaodit.A@chula.ac.th |
| Subjects: | เครือข่ายตัวรับรู้ไร้สาย โปรโตคอลเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ อาคาร -- การอนุรักษ์พลังงาน Wireless sensor networks Computer network protocols Smart power grids Buildings -- Energy conservation |
| Issue Date: | 2556 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการสร้างเกตเวย์ ZigBee ในระดับห้องปฏิบัติการสำหรับระบบการจัดการพลังงานภายในอาคารบนพื้นฐานของมาตรฐาน IEEE1888 ในกรอบการริเริ่มโครงการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะเพื่อบริหารจัดการการใช้พลังงานของอาคาร (CU-BEMS) ของภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าในระบบนี้ได้ใช้งานฟังก์ชันของ ZigBee สำหรับการวัดและการส่งข้อมูลของตัวรับรู้และสื่อสารไปยังหน่วยเก็บข้อมูลหรือระบบฐานข้อมูลและโปรแกรมประยุกต์ผ่านโพรโทคอล FETCH, WRITE และ TRAP ในมาตรฐาน IEEE1888 ในวิทยานิพนธ์นี้ได้ออกแบบ สร้าง ติดตั้ง และทดสอบเกตเวย์จำนวน 2 ตัว, โนดตัวรับรู้ CU-BEMS จำนวน 50 โนด ซึ่งแต่ละตัวทำหน้าที่วัดอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ ความเข้มแสง และสถานะการเคลื่อนไหวของคนภายในห้องปฏิบัติการวิจัยและห้องบุคคลากรของสาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสาร ชั้น 13 อาคารเจริญวิศวกรรม (ตึก 4) ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย การทดสอบทั้งหมดได้ดำเนินการให้ใกล้เคียงที่สุดกับสถานการณ์การใช้งานที่เกิดขึ้นจริงของโครงการ CU-BEMS ซึ่งทำให้สามารถกำหนดค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญของตัวรับรู้ CU-BEMS ได้ พบว่าเมื่อติดตั้งโนดตัวรับรู้ CU-BEMS จำนวน 28 โนดเพื่อเชื่อมต่อกับเกตเวย์ในสถานที่จริงภายในห้องปฏิบัติการวิจัยสาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารซึ่งเป็นค่าความหนาแน่นสูงสุดของจำนวนโนดตัวรับรู้ต่อเกตเวย์ที่ติดตั้งในโครงการ CU-BEMSผลทดสอบพบว่าถ้าหากตัวรับรู้มีคาบเวลาการส่งข้อมูลมากกว่า 30 วินาทีแล้วอัตราส่วนของกลุ่มข้อมูลสำเร็จจะมีค่ามากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ และอัตราส่วนของกลุ่มข้อมูลผิดพลาดและข้อมูลสูญหายจะมีค่าน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ ในส่วนคาบเวลาการส่งของตัวรับรู้เท่ากับ 60 วินาที นั้น จากการวัดเป็นระยะเวลา 3 สัปดาห์พบว่าค่าสภาพพร้อมใช้งานของเกตเวย์มีค่าสูงกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ และได้ค่าเวลาเฉลี่ยของการรีเซตเกตเวย์ต่อครั้งน้อยกว่า 11 วินาที นอกจากนี้สำหรับโนดตัวรับรู้ ZigBee จากบริษัทดิจิ อินเทอร์เนชันแนลชนิดใช้งานไฟเลี้ยงวงจรโดยแบตเตอที่ได้ติดตั้งภายในอาคารภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าถ้าเลือกใช้ค่าความจุแบตเตอรี่ 2000 มิลลิแอมป์ชั่วโมง จะมีอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ประมาณ 1.5 ปี ถ้าตัวรับรู้มีคาบเวลาการส่งข้อมูลถูกตั้งไว้เท่ากับ 10 นาที สำหรับงานที่กำลังดำเนินงานในอนาคตนั้นโนดตัวรับรู้ CU-BEMS จำนวน 95 โนด, ตัวรับรู้จากบริษัทดิจิ อินเทอร์เนชันแนล จำนวน 66 โนด, เกตเวย์จำนวน 10 ตัว, และการตั้งค่าพารามิเตอร์ของระบบจากงานวิจัยนี้จะถูกนำมาติดตั้ง, สอบเทียบ และใช้งานจริงสำหรับการขยายผลโครงการ CU-BEMS เพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่อาคารทั้งหมด 2 อาคารและมีจำนวน 8 ชั้นของภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า โครงการดังกล่าวจะแล้วเสร็จภายในปี พ.ศ. 2557 |
| Other Abstract: | This thesis presents a laboratory-scale implementation of ZigBee gateway for a building energy management system (BEMS) based on IEEE1888 in the framework of departmental CU-BEMS project initiative. ZigBee functions for sensor data measurement method and data transmission technique are used for the system, and sensors communicate to the storage or database as well as applications via IEEE1888 protocol FETCH, WRITE and TRAP primitives. In this thesis, two gateways and 50 CU-BEMS sensor nodes, each with sensors of temperature, humidity, illuminance and passive infrared person movement detection, have been designed, built, installed and tested at the laboratory and staff offices of Communication Division at floor 13 Building 4, the Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Chulalongkorn University. All experiments have been carried out in as close to actual deployment scenarios of CU-BEMS as possible. Consequently, important CU-BEMS sensor configuration parameters have been determined. It has been found that, at the highest sensor density of 28 CU-BEMS sensor nodes connected to one gateway in the actual installation within the Communication Division laboratory, if the sensor update time is greater than 30 seconds, then the system can achieve the packet success ratio of greater than 99 percents and both packet error/loss ratio of less than 1 percent. With the sensor update time at 60 seconds, the gateway availability from 3-week measurement is found to be higher than 99 percents and mean time to repair of less than 11 seconds. In addition, for the battery-running ZigBee sensor nodes acquired from Digi International Company and installed at the Electrical Engineering Department Building, the current consumption test estimates the 2000 mAh battery lifetime to be 1.5 years if the sensor update time is set to 10 minutes. As ongoing future work, a total of 95 CU-BEMS sensor nodes, 66 Digi sensor nodes, 10 IEEE1888 gateways, and system parameter configurations from this research will be installed, calibrated and deployed for the final CU-BEMS project implementation in the whole departmental area of 2 buildings and 8 floors. The project is due for completion by the end of 2014. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม. )--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมไฟฟ้า |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52659 |
| URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.1758 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2013.1758 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| tanakorn_in.pdf | 2.88 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.