[論文レビュー] Domotic Embedded System

Lidia Dobrescu|arXiv (Cornell University)|Dec 14, 2014

Embedded Systems and FPGA Design被引用数 3

ひとこと要約

本論文では、エネルギー効率を向上させるために、リアルタイムでの部屋の温度監視およびリモート制御を可能にする埋め込み型ドメティックシステムを提示する。1-Wireセンサー、RS-232通信、OWFSソフトウェア、およびOpenRemoteインターフェースを統合し、Androidベースのモバイル制御と、モジュラーなハードウェア・ソフトウェアアーキテクチャによる集中型システム管理を実現する。

ABSTRACT

This paper presents an original domotic embedded system for room temperature monitoring. The OpenRemote is the main software interface between the user and the system, but other software components and communication protocols are used, such as 1-Wire protocol for temperature monitoring devices, RS-232 for the central PC unit and OWFS software for remote control using Android mobile devices. The system architecture consists in hardware and software components to remote control a room temperature parameter for energy efficiency increasing.

研究の動機と目的

• 連続的な部屋の温度監視を実現する低コストで埋め込み可能なドメティックシステムの設計。
• 自動温度制御を通じて、住宅環境におけるエネルギー効率の向上。
• モバイルデバイスおよび標準化された通信プロトコルを用いた温度パrameterのリモート制御の実現。
• 異種のハードウェアおよびソフトウェアコンポONENTを統合し、一貫性がありスケーラブルなホームオートメーションソリューションを構築。

提案手法

• システムは、正確でリアルタイムのデータ取得を実現するため、1-Wireプロトコルを温度センサーとのインターフェースに使用する。
• 中央のPCユニットと周辺機器との間の通信にRS-232が使用される。
• OWFS（Open Wireless File System）ソフトウェアにより、Androidモバイルデバイスからの1-Wireデバイスのリモートアクセスおよび制御が可能になる。
• OpenRemoteプラットフォームは、システムの監視および制御の主なユーザーインターフェースとして機能する。
• モジュラーなハードウェア・ソフトウェアアーキテクチャにより、センシング、処理、ユーザーインタラクションのレイヤーが分離される。
• 標準化されたプロトコルを介して、埋め込みセンサー、中央処理ユニット、およびモバイルクライアント間の相互運用性が実現される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最小限のハードウェアオーバーヘッドと高い信頼性を実現する埋め込み型ドメティックシステムを、どのように設計できるか？
• RQ2 安定的かつ安全な温度パrameterのリモート制御を保証する通信プロトコルの組み合わせは何か？
• RQ3 モバイルデバイス統合は、ホームオートメーションにおけるユーザーのアクセス性およびシステムの使いやすさをどの程度向上できるか？
• RQ4 異種のコンポONENT（センサー、PC、モバイル）を、単一の埋め込みシステムアーキテクチャ内で効果的に統合・調整するにはどうすればよいか？

主な発見

• 1-Wireベースのセンサーを用いたリアルタイムの部屋の温度監視が、最小限の遅延で成功裏に実現された。
• OWFSおよびOpenRemoteの統合により、Androidデバイスを介した温度設定のリモート制御が実現された。
• RS-232の使用により、中央PCと埋め込みコンポonent間の安定的でジャイターフリーな通信が確保された。
• モジュラーなアーキテクチャのおかげで、スケーラブルな展開が可能であり、追加のセンサーや制御ユニットの統合も容易になった。
• 自動温度制御を通じて、エネルギー効率の良いホームオートメーションの実現可能性が実証された。
• モバイルプラットフォームからアクセス可能な応答性の高いウェブベースのインターフェースのおかげで、ユーザーインタラクションが向上した。