Internet inteligentnih uređaja … · integraciju raznih sistema za upravljanje električnim uređajima u domaćinstvu: 1. sistem grejanja 2. sistem hlađenja 3. protivprovalni i

Internet inteligentnih uređaja

Predavanje 13

Pametna okruženja – deo 1

2

Pametne kuće

3

Pametne kuće

– Pametna kuća se prilagođava aktivnostima, raspoloženju, navikama i životnom stilu,

zahvaljujući aplikacijama koje koriste internet kao prenosni medijum nekog uređaja.

– Cilj automatizacije jeste da se korisniku olakša pristup i kretanje u prostorijama tj.

svakodnevni život.

– Osnovne karakteristike:

• Komfor, toplotna, zvučna i fizička izolacija i zaštita;

• Inteligencija koja se ogleda u prilagodljivosti, štedljivosti i racionalnosti u izboru i

korišćenju energije;

• Automatizacija velikog broja uređaja radi povećanja kvaliteta života.

4

Domotics

– Sistem kućne automatike (domotics) je sistem koji u najširem smislu podrazumeva

integraciju raznih sistema za upravljanje električnim uređajima u domaćinstvu:

1. sistem grejanja

2. sistem hlađenja

3. protivprovalni i protivpožarni sistem

4. sistem kućne rasvete

5. audio/video sistem, itd.

– U skladu sa životnim stilom, navikama i potrebama korisnika, pametnom kućom

može se upravljati pomoću:

• daljinskog upravljača,

• veb interfejsa,

• fiksnog i mobilnog telefona. 5

6

Pametne kuće – hijerarhijske klase

– Kuće sa jednim ili više inteligentnih uređaja.

– Kuće sa inteligentnim uređajima koji međusobno komuniciraju ostvarujući napredne

funkcionalnosti.

– Kuće sa internom mrežom i eksternim povezivanjem koje dozvoljavaju interaktivnu i

udaljenu kontrolu.

– Kuće koje memorišu aktivnosti stanara kako bi predviđale njihove potrebe.

– Kuće kojima se prate aktivnosti i trenutne pozicije ljudi i uređaja radi kontrole

inteligentnih uređaja prema potrebama stanara.

7

Pametne kuće

– 1. Programabilne kuće: programiraju se za željeno ponašanje. Koriste se

jednostavni senzorski ulazi, bez dodatne ugrađene inteligencije. Kada se postignu

neke vrednosti ulaza, aktiviraju se unapred određene akcije.

• Primer: sijalice koje se pale kada detektuje pokret u prostoriji

– 2. Inteligentne kuće: rešenje zasnovano na veštačkoj inteligenciji, ne zahtevaju

precizno programiranje. Imaju sposobnost da uče i da primene naučeno.

• Imaju ugrađene komponente i umrežene uređaje koji komuniciraju i sarađuju i

sposobnost da identifikuju i predvide akcije korisnika.

8

Pametne kuće – arhitektura

1. Centralizovana arhitektura:

• Centralni kontroler prihvata i obrađuje informacije iz senzora i

• Na osnovu toga generiše upravljačke aktivnosti i aktuatore.

2. Distribuirana arhitektura:

• Inteligencija kuće raspodeljena je između senzora i aktuatora.

• Ne postoji centralni hardverski kontroler,

• Komunikacija između aktuatora i senzora odvija se preko magistrale.

3. Hibridna arhitektura:

• Kombinacija centralizovane i distribuirane arhitekture.

9

Komponente pametnih kuća

– Senzori: prate stanje i obaveštavaju o nastalim promenama iz okruženja.

• Npr. senzori: pokreta, toplote, vlažnosti vazduha, detektori dima, i sl.

– Aktuatori: izvršavaju fizičke aktivnosti.

• Npr. mehanizmi za otvaranje vrata, prozora, automatski prekidači za svetlo,

automatsko upravljanje roletnama u zavisnosti od vremenskih prilika, i sl.

– Kontroleri: odlučuju o operacijama uređaja na osnovu:

• prethodno smeštene logike, programskih scenarija i trenutnih dešavanja.

– Moduli za komunikaciju: neophodni za prijem komandi.

• Svaki uređaj može biti nezavisno kontrolisan.

10

Komponente pametnih kuća

– Centralna jedinica – omogućava:

• programiranje,

• reprogramiranje i

• održavanje uređaja u sistemu.

– Mreža – omogućava komunikaciju između uređaja u i izvan sistema putem medijuma:

• upredena parica,

• radio signali,

• postojeće elektroinstalacije sistema,

• optički kablovi.

– Interfejsi:

• omogućavaju komunikaciju korisnika sa kućnim sistemom. 11

Komponente pametnih kuća

12

Pametne kuće – protokoli za komunikaciju

– Bacnet – otvoren komunikacioni protokol.

• Na univerzalan način može da predstavi funkcije svakog uređaja.

– Lonworks – komunikacija preko:

• Upredene parice, radio frekvencija, infracrvenih zraka, koaksijalnog kabla ili

optičkih vlakana.

– X10:

• Kontrola uređaja preko električne mreže.

13

Pametne kuće – protokoli za komunikaciju

– KNX – otvoreni protokol za upravljanje većim brojem podsistema pametnih kuća.

• Tri moda konfigurisanja:

1. Automatski,

2. Jednostavni i

3. Sistemski.

– Dali:

• Za upravljanje sistemima rasvete

– Zigbee:

• Pogodan za aplikacije sa većim brojem uređaja manje potrošnje

14

Pametne učionice

15

Pametne učionice

– Pametne učionice – inteligentno okruženje opremljeno hardverskim i softverskim

elementima kao što su senzori, kamere, uređaji za prepoznavanje lica i govora,

pametne table, itd.

– Cilj da se studentima pruži prijatan ambijent koji će pozitivno uticati na njihovo

interesovanje i da se poveća efikasnost prenosa znanja i učenja.

– Sinergija tradicionalnih predavanja, tehnologije i korisničkog interfejsa.

– Pametne učionice su komponenta šire oblasti e-obrazovanja koje obuhvata i

elemente onlajn učenja, učenja u pokretu, adaptacije obrazovnih sadržaja prema

učeniku, učenja kroz igru, itd.

16

Pametne učionice

– Inteligentni prostori u kojima se primenjuju različiti scenariji nastavnog procesa.

1. Automatsko beleženje prisustva,

2. Snimanje predavanja i

3. Skladištenje snimljenog materijala.

– Sposobne da:

• analiziraju glasove,

• analiziraju konverzaciju,

• analiziraju pokrete i

• analiziraju ponašanje .

– Procena kvaliteta predavanja i podaci se prezentuju predavaču. 17

Pametne učionice

– Sa aspekta infrastrukture odlikuju se:

• Jednostavnim povezivanjem opreme;

• Internet konekcijom;

• Mogućnošću nastavnika da pristupaju na daljinu i upravljaju opremom;

• Opremom koja ne zahteva napredna tehnička znanja;

• Mogućnošću testiranja znanja i fizičkih faktora u realnom vremenu.

18

Pametne učionice – oprema

– Uređaji povezani LAN i WLAN tehnologijama.

– Projektor povezan sa multimedijalnim plejerom, računarom ili drugim uređajem.

– Kontrolni paneli za kontrolu uređaja u nastavi:

• daljinski upravljači ili mobilni telefoni za glasanje.

19

Pametne učionice – oprema

– Mikrofoni, zvučnici, audio oprema:

• obezbeđuju da se predavačeve reči čuju jasno i razgovetno;

• mogu da snimaju predavanje za kasnije pregledanje.

– Pametne interaktivne table:

• prikazuju sadržaje sa računara direktno na tabli pomoću projektora,

• mogućnost interakcije sa svim sadržajima direktno na tabli, pomoću dodira.

– Pametni sto – uređaj sa površinom osetljivom na dodir i otpornom na grebanje i

delovanje tečnosti.

• Pozitivno utiče na grupni rad i kreativnost najmlađih učenika.20

Pametne interaktivne table

– Koriste neku od tehnologija za postizanje

površine osetljive na dodir.

– Povezana sa računarom.

21

Pametne interaktivne table

– Aktivna površina:

• presvučena tvrdim poliesterom;

• velike otpornosti i

• optimizovana za prenos slike sa projektora.

22

Pametne učionice – projektovanje

– Veličina učionice, prostor za razmeštanje klupa i stolica;

– Raspored senzora prema zahtevima akustičnosti i osvetljenja;

– Svrha – standardna upotreba ili specijalne potrebe (npr. video konferencije);

– Troškovi;

– Ugodnost korisnika;

– Nastavne tehnike – učionica mora biti prilagođena stilu nastave i upotrebljiva od

strane različitih predavača;

– Prilagodljivost učenicima/studentima – grupno ili samostalno učenje i sl.

23

Pametne kancelarije

24

Pametne kancelarije

– Pametne kancelarije su namenjene:

• poslovnim zgradama,

• konferencijskim salama,

• showroom-ovima,

• sudskim zgradama,

• vladinim zdanjima,

• bolnicama i sl.

– Prostor u kome zaposleni samostalno ili interaktivno radi s kolegama posredstvom

naprednih informacionih tehnologija.25

Pametne kancelarije

– Treba da obezbede kvalitetne uslove za:

• rad, komfor,

• bezbednost,

• upravljanje opremom,

• zabavu i energetsku efikasnost.

– U pametnim kancelarijama se upravlja:

• grejanjem, hlađenjem,

• osvetljenjem,

• protivpožarnim i protivprovalnim sistemima zaštite. 26

Pametne kancelarije

– Primenjena rešenja mogu biti:

1. Proaktivna,

2. Autonomna,

3. Prediktivna ili

4. Automatska.

– Glavne osobine:

• Energetska efikasnost

• Bezbednost

• Komfor i praktičnost prostora

• Brza razmena informacija i kvalitetna komunikacija

• Zabava

27

Pametne kancelarije – oprema

– Sastavni deo pametnih kancelarija:

• Računarska oprema,

• LAN/ WLAN mreža,

• Projektor i platno,

• Kontrolni uređaji, pametni displeji i monitori, razni senzori, itd.

– Za potrebe sastanaka i konferencija, kancelarije treba da imaju:

• Brzi pristup internetu, računarsku mrežu,

• Konferencijski sistem,

• Opremu za simultano prevođenje (po potrebi),

• Ozvučenje, opremu za video projekciju i snimanje itd.28

Pametne kancelarije – oprema

– Pametni displeji i monitori za potrebe prezentacija i edukacije.

– Senzori za:

• osvetljenje, pokret, prisutnost,

• požar i alarme, temperaturu,

• aktuatori za otvaranje/zatvaranje prozora, itd.

– Pametne roletne koje se same spuštaju zimi tokom noći ili leti tokom dana.

– Protivpožarni sistemi:

• detektori dima,

• plamena, toplote,

• kombinovani detektori.

29

Pametna industrija

30

Pametna industrija

– Primena IoT rešenja donosi bolji kvalitet i veću fleksibilnost primenom različitih

merenja, implementacijom inteligentnog upravljanja i obezbeđivanjem komunikacije

mašina.

– Pametna industrija menja i logističke i transportne procese smanjujući udaljenost

između proizvođača i kupaca.

– Pojam pametne industrije odnosi se na primenu IoT tehnologija u industriji koje treba

da omoguće komunikaciju mašina s poluproizvodima i drugim mašinama i

komunikaciju čoveka i mašine.31

Pametna industrija

– Pametna industrija – industrija visokog stepena fleksibilnosti u proizvodnji u pogledu

izbora proizvoda, obima proizvodnje, upravljanja vremenom i efikasnosti resursa i

troškova.

– Mašine treba da samostalno kontrolišu jedna drugu, predviđaju greške i pokreću

proces održavanja ili reaguju na neočekivane promene u proizvodnji.

– Pametna industrija se zasniva na:

• Visokom kvalitetu mrežno orijentisane komunikacije mašina, ljudi i sistema;

• Digitalizaciji informacija i komunikacija partnera u lancu vrednosti i proizvodnom

procesu na svim nivoima;

• Granularnim, fleksibilnim i inteligentnim proizvodnim tehnologijama.

32

Pametna industrija

– Struktura pametne industrije je modularna i zasnovana na integraciji:

• sajber-fizičkih sistema,

• IoT-a, i

• internet servisa.

– Sajber-fizički sistemi prate fizičke procese i stvaraju virtuelnu kopiju fizičkog sveta.

Predstavljaju spoj fizičkog i virtuelnog sveta; integraciju računarskih i fizičkih procesa.

– Sajber-fizičke sisteme čine pametne mašine, skladišta i proizvodni kapaciteti

sposobni da samostalno razmenjuju informacije, pokreću akcije i sprovode kontrolu.

33

Pametna industrija

– Internet servisi obezbeđuju efikasno obavljanje poslovnih procesa svim učesnicima u

lancu vrednosti.

– Obuhvataju korisnike, infrastrukturu, poslovne modele i usluge koje se dobavljačima

nude putem interneta. Omogućuju objedinjavanje usluge različitih dobavljača.

– Pametne fabrike –sposobne da prepoznaju određeni kontekst i da pomažu ljudima i

mašinama u izvršavanju zadataka.

– Koriste informacije o položaju i statusu fizičkog i virtuelnog sistema; npr. gde se

nalazi alat i u kom je stanju, i kako doći do potrebnih elektronskih dokumenata, crteža

i modela.

34

Pametna industrija

– Pametni proizvodi moraju da se jedinstveno identifikuju i lociraju u svakom trenutku,

uz poznavanje njihove istorije i trenutnog statusa.

– Pametne fabrike sadrže ugrađene proizvodne sisteme kojima se može upravljati u

realnom vremenu.

– Predstavljaju integraciju virtuelne i realne fabrike.

– U virtuelnoj fabrici se modeliraju i testiraju proizvodi, procesi i resursi na bazi realnih

podataka sve dok se ne otklone greške, a zatim se razvijena rešenja primenjuju u

realnim fabrikama.

– Potpuna integracija podataka o proizvodu kroz integraciju CAD, CAM i CAE sistema.35

Pametna industrija

– Primenjuju se u preduzećima koje proizvode kompleksne proizvode.

– Glavni ciljevi – brži proces planiranja, manji troškovi, veći kvalitet, efikasnije

upravljanje kompleksnošću proizvoda i procesa, bolja komunikacija partnera i

snabdevača, kraće vreme do pojave proizvoda na tržištu.

– Pametno proizvodno okruženje uključuje:

• Pametnu montažu;

• Vizuelizaciju fabrika;

• Široku vidljivost fabrika;

• Sistem alarmiranja.

– Cilj uvođenja IoT rešenja za automatizaciju nije potpuno isključenje ljudi iz

proizvodnje, već podizanje produktivnosti, efikasnosti i sposobnosti za realizaciju

proizvodnih zadataka. 36

Pametna industrija – principi

– Interoperabilnost – sposobnost sajber-fizičkih sistema (delova preduzeća, stanica

za montažu i proizvoda), ljudi i pametnih fabrika da se povežu i međusobno

komuniciraju preko internet servisa i IoT-a.

– Virtuelizacija – virtuelna kopija pametne fabrike nastala povezivanjem podataka iz

senzora s virtuelnim modelima fabrike i simulacijama.

– Decentralizacija – sposobnost sajber-fizičkih sistema da sami odlučuju.

– Aktivnosti u realnom vremenu – osposobljenost za prikupljanje i analizu podataka i

uvid u trenutno stanje.

– Servisna orijentacija – pružanje servisa preko interneta.

– Modularnost – fleksibilno prilagođavanje pametne fabrike kroz zamenu ili proširenje

pojedinačnih modula. 37

Pametna industrija i promene u društvu

– Promene u strukturi lanca vrednosti – korisnik ima veće učešće u dizajnu i

proizvodnji; podaci iz senzora su osnov za unapređenje postojećih i razvoj novih

poslovnih modela; međuorganizaciona komunikacija menja odnose između

organizacija.

– Novi proizvodi i servisi – poboljšanje kvaliteta, ranije otkrivanje kvarova, pružanje

dodatnih usluga.

– Novi poslovi i veštine – povećanje broja visoko kvalifikovanih radnih mesta.

– Promene u ekonomiji – efikasnija, fleksibilnija proizvodnja, manji troškovi radne

snage.

– Promene u logističkim procesima – decentralizacija i automatizacija kontrolnih

sistema; iCargo, iWarehousing. 38

Pametna trgovina, logistika, marketing

39

IoT u maloprodaji

– IoT aplikacije se primenjuju u maloprodaji da bi se:

• ostvarili veći prihodi i lojalnost kupaca

• promovisao novi brend i učvrstile postojeće pozicije na tržištu

• vršila unakrsna (engl. cross-selling) i prodaja dodatnih komponenata (engl. up-selling)

• promovisali proizvodi u realnom vremenu

• unapredilo rangiranja proizvoda od strane kupaca

• pratilo trenutno stanje robe na zalihama

• unapredila efikasnost lanaca snabdevanja

• unapredio kontinuitet poslovanja i sl.

– Primena IoT tehnologija u maloprodaji ima za cilj unapređenje kupovnog iskustva

potrošača.

40

IoT u maloprodaji

– Interaktivno iskustvo potrošača uključuje tri faze:

• Faza pre prodaje – pretraga željenih proizvoda putem veb sajtova;

• Faza u prodavnici – proaktivna, informativna i prijatna interakcija sa proizvodima i

prodavcima u cilju zadovoljenja određenih potreba;

• Faza posle prodaje – interaktivni kanali za povratnu spregu sa kupcem nakon

kupovine (značajno utiču na stvaranje lojalnosti brendu i dugoročnim odnosima).

– IoT tehnologije omogućavaju prikupljanje znanja o:

• kupcima (npr. identifikovanje navika, koraka pre kupovine, itd.),

• proizvodima (npr. omogućavanje prikaza audio i video informacija o proizvodu,

njegovim funkcionalnostima, proizvodnji, itd.),

• finansijskim mogućnostima kupaca na osnovu njihovih transakcija

• promenama u odnosu kupaca prema prodavcima na malo i dr. 41

IoT u maloprodaji – primene

– Korišćenjem RFID, NFC i QR tehnologija kodova kupci mogu na licu mesta da

saznaju datum proizvodnje nekog proizvoda, rok trajanja, dostupnu veličinu, stanje

na zalihama i sl.

– Virtuelne korpe – kupci umesto korpe dobijaju RFID tag kojim dodiruju sve predmete

koje žele da kupe. Na kasi zatim na terminalu mogu da potvrde kupovinu i obave

plaćanje, nakon čega im zaposleni u radnji donose svu robu.

– Panasonic smart basket – korpe koje u sebi imaju RFID čitače. Podrazumeva se da

su svi artikli u prodavnici označeni RFID tagovima. Pri stavljanju artikla u korpu vrši

se njegovo očitavanje. Kupac onda može da plati robu bez zadržavanja na kasi.

42

Inteligentne prodajne mašine

– Poseduju sledeće funkcionalnosti:

• interaktivni LCD displeji osetljivi na dodir;

• sistem plaćanja bez keša – plaćanje mobilnim telefonima, kreditnim ili debitnim

karticama;

• telemetrijski sistem – fiksna ili bežična konekcija sa uređajima, gde se kontroliše

ispravnost uređaja i nivoa zaliha;

• prikaz interaktivnog sadržaja – digitalni bilbord;

• ERP – prodajne mašine komuniciraju sa korporativnim sistemima: finansije,

planiranje, održavanje i dr.43

IoT u šoping molovima

– IoT tehnologije se u šoping molovima koriste za:

• prikupljanje podataka o kupcima i njihovim kupovnim navikama;

• unapređenje kupovnog iskustva za potrošače;

• upravljanje sigurnošću;

• uštedu električne energije;

• upravljanje odnosima sa kupcima;

• marketinške aktivnosti;

• zabavu i plasiranje robe.

44

IoT u logistici

– IoT rešenja omogućavaju da se primenom RFID tehnologije, QR kodova i digitalnih

vodenih žigova obeležavaju i prate proizvodi.

– U maloprodaji se može upravljati: zalihama, logistikom i praćenjem isporuke robe,

personalizacijom ponude i posle prodajnih usluga.

– Stanje zaliha u magacinu u odnosu na prodate zalihe se prati pomoću ERP sistema.

Ulazne i izlazne zalihe se mogu pratiti bez učešća ljudi ukoliko su označene RFID

tagovima i senzorima. Prodavcima se mogu slati obaveštenja o potrebama za novim

zalihama.

– IoT tehnologije omogućavaju automatski unos informacija o tipu proizvoda,

proizvođaču, serijskom broju proizvoda i datumu isteka važnosti, u realnom vremenu

u ERP sistem. 45

IoT u logistici

– Zalihe se mogu pratiti u okviru elektronskih prodavnica pa kupci mogu biti obavešteni

o stanju robe na zalihama, ali i o novim zalihama.

– IoT tehnologije omogućavaju jednostavnije praćenje robe u realnom vremenu i njeno

dinamičko usmeravanje na rute koje će omogućiti brži isporuku.

– Isporuka robe se može pratiti sa udaljene lokacije korišćenjem GPRS sistema, GPS i

RFID tagova i kamera na dronovima.

– Usluga praćenjarobe pod garancijom podrazumeva da se sistem podešava da

automatski šalje obaveštenja o isteku i mogućnostima produženja garancije na

proizvod.

46

IoT u logistici – kolaborativni lanci snadbevanja

– Sa aspekta savremenog poslovanja tradicionalni lanci snabdevanja poseduju

nedostatke koji se odnose na globalnu vidljivost narudžbina kupaca i potrebe tržišta.

– Kolaborativni lanci snabdevanja nastaju primenom IoT tehnologija sa ciljem da se

obezbedi saradnja i interoperabilnost svih delova sistema u realnom vremenu.

– Informacije o svakoj komponenti se nalaze na jednom mestu u centralnoj bazi.

– Tokom prevoza robe, putem mobilne mreže se prenose podaci o svim uređajima koji

su označeni tagovima.

– Svi učesnici u lancu mogu da pristupe jedinstvenoj bazi i imaju uvid u trenutnu

poziciju određenog proizvoda.47

IoT u marketingu

– U kontekstu marketinga u maloprodaji, IoT omogućava inovacije u:

– Automatizacija prodaje – ugradnja RFID senzora na proizvode, automatizacija

polica i hladnjaka, pametno ispunjenje korisničkih zahteva, praćenje kvarljivosti robe,

nadgledanje nabavki, digitalna signalizacija, automatizacija osvetljenja u radnji,

praćenje nivoa hladnoće u frižiderima gde je smeštena roba i dr.

– Personalizacija marketinga – npr. u blizini prodajnog mesta kupcima se može

pružiti interaktivno i personalizovano digitalno iskustvo.

– Oblasti naprednih servisa za kupce – pomoć prilikom parkiranja ispred prodajnog

mesta, zaštita od prevara i falsifikata, automatska provera robe putem pametnih

telefona, korišćenje wearable uređaja u procesu kupovine, interaktivna

personalizovanu signalizaciju i dr. 48

Literatura

– Cirani, S., Ferrari, G., Picone, M., & Veltri, L. (2018). Internet of Things: Architectures,

Protocols and Standards. John Wiley & Sons.

– Božidar Radenković, Marijana Despotović-Zrakić, Zorica Bogdanović, Dušan Barać,

Aleksandra Labus, Živko Bojović, (2017). Internet inteligentnih uređaja, Fakultet

organizacionih nauka. Univerzitet u Beogradu.

– Doc. dr Miloš Milutinović, (2017). Internet inteligentnih uređaja, Visoka škola

akademskih studija „Dositej“, Beograd.

49