電力監控 IoTFelix Lin

Who am IFelix Lin• 國立高應科大講師• 裕能科技研發副理• 創客閣樓召集人• Focus on MCU, IoT, Embedded System, Networking

Hype Cycle Emerging Technology 2014

Hype Cycle Emerging Technology 2015

Agenda電力系統概述電力監控物聯開源硬體與軟體協助實作打造低成本工控物聯網

電力系統

衍生管理系統• 自動發電控制（ Automatic Generation

Control ）• 電能管理系統（ Energy Management

System ）• 配電管理系統（ Distribution Management

System ）• 負載管理系統（ Load Management System ）• 自動抄錶系統（ Automatic Meter Reading ）• 自動圖資管理系統（ Automatic Mapping /

Facilities Management System ）

電力監控物聯案例分享

Case Study

避雷器監測即時監測避雷器• 各種洩漏電流• 釋放雷擊電流次數• 溫濕度等環境參數經由 GPRS 傳回伺服器儲存，以電腦人工智慧方式分析診斷，超過維護標準者發出警訊即時通知維護人員。

路燈開關監控選定特定區域路燈開關進行• 路燈負載監測• 環境參數• 開關狀態• 開關控制

負載量測與辨識建立違章用電監測與分析系統：• 長期收集用戶之實際耗電資訊（實功、虛功、電流、 kWh 值等）• 藉由安裝於電桿上之 MCU 搭配 GRRS 通訊功能，回傳電力參數• 於伺服器資料庫中電表用電數據核對配合應用模型辨識技巧，找出疑似違章用電之用戶

導線失竊偵測於特定易失竊熱點裝設偵測系統：• 以 PLC 訊號偵測導線是否被竊 ( 開路 )• 透過 ZigBee 通訊回傳群組資訊• 以 GPRS 、 SMS 與 Email 即時發報• 記錄時間戳記自動調閱監視系統

電力監控物聯能源管理系統

Energy Management System

EMS

Web Based能源管理系統架構圖

AOAIDI DI DO DO AI AO

DI DI DO DO

遠端存取PC＃1 遠端存取PC＃N

EMS Server主機

印表機

Ƀ ~ Ƀ

可受控空調箱負載群

PLC01站

Ƀ ~ Ƀ

RS-485 ModBus盤面集合式電錶群

Ƀ ~ Ƀ

1F蒸氣鍋爐

DIDO AI AO

外氣風門開度PID控制

RS-485 ModBus

0~10V/4~20mA信號AI AO

DI DI DO DO

室內外環境品質監測(溫度/濕度/CO2)

公區

樓層

Ƀ ~

Ƀ

變頻器

動力中心2F 總高壓變電站

Meter1 Meter2 MeterN

工務辦公室

空調夾層間

進水溫度出水溫度壓力液位運轉/停止/異常狀態

手動/自動啟停

開度

手動/自動分區分群控制需量/週期/時鐘排程控制

運轉狀態

PLC02站

風門控制器

SQL資料庫

傳感器

HEMS

使用開源硬體與軟體協助實作

Old School Way

Open Hardware

Open Source Project

開發模式Classic Open Source

Hardware

• Datasheet,• Reference Design • HDK (NDA)

• Datasheet• Reference Design• schematic• PCB (open)

Software

• BSP• SDK (NDA)

• SDK• Github(open)

Support• FAE• Sales

• Wiki• Community• forum

Order • Sales • Sales• online

IoT /w Open Hardware

IoT Platform

Licensing• Hardware

• CC-SA• Open Hardware License(OHL)

• Software• GPL• LGPL• BSD• MIT• Apache

打造低成本工控物聯網

物聯網架構感測器 Sensor網路 Network平台 Platform應用 Application

IoT SensorPower: Voltage/Current

Weather: Temperature/HumidityAir: CO/CO2/PM2.5

Bio: Heart Beat/fingerprintsMedia: Sound/Video

Motion: accelerometer/gyroscope/magnetomet

er

IoT Network

IoT Platform• Cloud service

• IaaS: Infrastructure as a Service

• PaaS: Platform as a Service• SaaS: Software as a Service

IoT Service Platform

IoT Platforms

Evaluation Platforms功能性 functionality協定支援 protocol擴展性 scalability安全性 security適應性 adaptability

Protocol of PlatformsProtocol REST HTTP MQTT CoAP Custom TCP

AT&T M2X Y Y

AWS IoT Y Y

Carriots Y Y Y

KAA project Y Y

MediaTek MCS Y

Thethings.io Y Y Y Y

ThingSpeak Y

ubidot Y

M2X

Mediatek MCS

thethings.iO

Conclusions• 電力監控 IoT 能做的並非只有智慧 (?) 插座• 每個人都可以打造自己的低成本物聯網• 面對 IoT 的多樣性與多變性，大型企業並不佔優勢• 有效利用社群資源，為社群付出也讓社群為你付出• 沒有一個 IoT Platform 可以符合所有應用情境，唯依實際需求選擇才是上策• 後端運算與加值應用是關鍵

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