Julio Guilherme Glasner de Maia Chagas

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AVALIANDO SENSIBILIDADE A CONTEXTO NA GESTÃO
EFICIENTE DE ENERGIA ELÉTRICA

• Julio Guilherme Glasner de Maia Chagas
• Orientador Prof. Dr. Carlos André G. Ferraz

Recife, 28 de abril de 2009
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Roteiro

• Motivação
• Conceitos
• CAMPS
• Aplicação
• Resultados
• Trabalhos futuros

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Motivação

• Centro de Informática UFPE
• Xxx alunos de graduação
• Premiações internacionais
• XXX alunos de Pós-graduação
• Infraestrutura disponivel 24/7/365

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Motivação
21 de abril 2009 2100
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Motivação
21 de abril 2009 2100
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Motivação
21 de abril 2009 2100
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Motivação
21 de abril 2009 2100
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Conceitos

• USO RACIONAL DA ENERGIA
• SENSIBILIDADE A CONTEXTO
• AMBIENTE INTELIGENTE
• MIDDLEWARES

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Uso racional da energia

• No Brasil 16,2 da energia elétrica gerada é
  desperdiçada. (Empresa de Pesquisa Energética)
• Perdas intrínsecas
• Perdas por ineficiência
• Projeto deficiente
• Manutenção Inadequada
• Operação deficiente

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Sensibilidade a contexto

• Capacidade de adaptação dos sistemas
• baseada na situação atual, em regras e em
  aprendizado (histórico)
• Variáveis de contexto
• Temperatura
• Horário
• Iluminação
• Presença
• Localização

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Ambientes inteligentes

• Automação
• Domótica (casa automatizada)
• Domótica Inteligente (domótica contexto)

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Middleware

• Neologismo criado para designar camadas de
  software que não constituem diretamente
  aplicações, mas que facilitam o uso de ambientes
  ricos em tecnologia da informação.
• (http//www.rnp.br/noticias/2006/not-060926.html)
  

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CAMPS

• O Context-Aware Middleware for Power Saving
  CAMPS, um middleware ciente de contexto, que
  através de regras de inferência consegue
  determinar para as aplicações cadastradas, quando
  é momento de economizar energia em seus ambientes
  configurados.

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CAMPS
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Aplicação prática

• Cenário
• Implementação
• Resultados obtidos

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Cenário

• Laboratórios de Graduação do CIn UFPE

Laboratório QTD CPU Capacidade HD Memória RAM Placa Vídeo Monitor
G1 40 Sempron 2,7GHz 40GB 1GB 64MB integrada 17" CRT
G2 40 Pentium 4 3GHz 40GB 1GB 64 MB independente 17" CRT
G3 48 Athlon 2,8GHZ 160GB 1GB 256MB independente 17" CRT
G4 50 Pentium 4 D 1,6GHz 160GB 2GB 512MB independente 17"LCD
G5 32 Athlon dual core 2,8GHZ 250GB 2GB 64MB integrada 17"LCD
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Cenário

• Localização

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Cenário
Local Dispositivo Quantidade Potência individual (W) Total (W) Potência geral (W)
G1 Computadores 40 168,3 6732 15288
G1 Lâmpadas 32w 24 32 768 15288
G1 Split 1 1 7788 7788 15288
G2 Computadores 40 158,4 6336 14958
G2 Lâmpadas 32w 24 32 768 14958
G2 Split 1 1 7854 7854 14958
G3 Computadores 48 149,6 7180,8 20521,8
G3 Lâmpadas 32w 24 32 768 20521,8
G3 Split 1 1 7854 7854 20521,8
G3 Split 2 1 4719 4719 20521,8
G4 Computadores 50 137,5 6875 20159
G4 Lâmpadas 32w 24 32 768 20159
G4 Split 1 1 8316 8316 20159
G4 Split 2 1 4200 4200 20159
G5 Computadores 32 143 4576 13198
G5 Lâmpadas 32w 24 32 768 13198
G5 Split 1 1 7854 7854 13198
Total (W) 84124,8
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Implementação

• Versão simplificada do CAMPS
• Scripts de presença
• Controlador
• Diagrama unifilar do sistema
• Instalação dos dispositivos elétricos
• Medidor de energia
• Resultados obtidos

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Implementação

• Versão simplificada do CAMPS
• Configuração estática dos ambientes e limites
• Leitura dos scripts de presença
• Toques de mensagens informativas
• shutdown
• Agenda para reservas
• Comunicação TCP com o controlador
• Banco de dados

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Implementação

• Laboratórios, limiares e prioridade

Laboratório Quantidade Total de máquinas Limiar de máquinas ocupadas PRIORIDADE
G5 32 23 1ª
G4 50 35 2ª
G3 48 34 3ª
G1 40 28 4ª
G2 40 28 5ª
Totais 210 148
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Implementação

• Script de presença
• VBS (Visual Basic Script)
• Baseado no script de login e logout windows

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Implementação

• Microcontrolador Olimex LPC-E2124

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Implementação
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Implementação
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Implementação
Diagrama unifilar
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Implementação

• Medidor CCK 7550E

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Resultados

• Gráfico de ocupação nos laboratórios
• De 9 a 20 de abril 2009

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Resultados

• Gráfico de ocupação dia18/04/2009

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Resultados

• Registro banco de dados dia 18/04

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Resultados

• Gráfico de potências antes do sistema
• Dia útil comum (08/04/2009)

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Resultados

• Gráfico de potências antes do sistema
• Fim de semana comum (04 e 05/04/2009)

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Resultados

• Gráfico de potências após ativação do sistema
• Dia útil comum (15/04/2009)

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Resultados

• Gráfico de potências após ativação do sistema
• Final de semana comum (18 e 19/04/2009)

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Resultados

• Gráfico comparação dias úteis
• Dia 08 e dia 15 de abril de 2009

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Resultados

• Gráfico comparação Finais de semana
• Dia 04-05 e dia 18-19 de abril de 2009

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Resultados
Período Economia média (KW)
Dia da semana 32,716
Final de semana 31,233
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Resultados

• Economia em relação à carga nominal

Potências KW Horas de ocorrência (em uma semana) KWh Total KWh
Carga nominal total instalada 84,125 168 14.133,0 14.133,0
Economia média dias semana 32,716 40 1.308,6 2.807,8 
Economia média finais de semana 31,233 48 1.499,2 2.807,8 
      Economia percentual 19,87
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Resultados
Energia Potência x tempo
Período Economia média (E) Horas período (H) Ocorrência (um ano) (O) Economia Total (ExHxO)
Dia da semana 32,716 KW 8h 261 68.310,23 KWh
Final de semana 31,233 KW 48h 52 77.958,40 KWh
    Total 146.268,63 KWh
Valor do KWh (tarifa azul fora do pico) Valor do KWh (tarifa azul fora do pico) Valor do KWh (tarifa azul fora do pico) Valor do KWh (tarifa azul fora do pico) R 0,17449
Economia média, projetada para um ano Economia média, projetada para um ano Economia média, projetada para um ano Economia média, projetada para um ano R 25.522,41
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Conclusões

• A utilização de sensibilidade a contexto dá uma
  nova funcionalidade a automação de sistemas
  elétricos.
• A adoção de um middleware como camada
  intermediária, confere ao sistema uma
  flexibilidade importante
• Torna o sistema funcional para uma vasta gama de
  aplicações barateando o custo desenvolvimento do
  core do middleware, e das aplicações que
  interagem com o mesmo.
• A possibilidade de utilização de qualquer
  dispositivo físico, acaba com a amarração a
  padrões ou fabricantes o custo é ditado pela
  criatividade do projetista, e pela
  disponibilidade financeira do solicitante.

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Trabalhos futuros

• No CAMPS
• Aumentar a robustez para falhas do software
• Adicionar novas variáveis de contexto
• Nas aplicações
• Criar novos sensores de baixo custo, aproveitando
  a infraestrutura disponível em instalações
  existentes.
• Aproveitar recursos existentes em hardware para
  acionamento de dispositivos.

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Agradecimento

• O trabalho em grupo é mais prazeroso pois
• o sucesso é coletivo.
• MUITO OBRIGADO