La qualité de l’air et la gestion de l’énergie deviennent des enjeux de plus en plus prioritaires. Optimiser les systèmes de ventilation est désormais essentiel, que ce soit pour des espaces résidentiels ou professionnels.
Dans cette optique, le CETIC propose son middleware DMWay : une solution intelligente permettant de s’interfacer avec les différents actionneurs du système HVAC d’un bâtiment afin de contrôler efficacement la ventilation.
Cet article s’intéresse au démonstrateur “contrôle intelligent de ventilation” réalisé au sein du projet Marina.
L’architecture générale du PoC repose sur deux instances de DMWay connectées en se basant sur le protocole MQTT.
La figure ci-dessous présente l’architecture générale du PoC.
L’image ci- dessous montre une photo réelle du démonstrateur avec ses différents composants :
Le premier DMWay déployé sur la Raspberry RPi1 (DMWay central ) est connecté en Modbus RTU à un Thermostat Modbus, lui-même relié à un ventilateur par câblage.
Le DMWay central est aussi connecté à la plateforme Thingsboard permettant l’affichage des données.
La deuxième raspberry PI2 est connectée à une tour lumineuse. Celle-ci indique en temps réel une indication grossière de la qualité d’air (Vert/Jaune/Rouge) en fonction des règles établies sur les concentrations de COV calculées par le DMWay central.
Le deuxième DMWay (DMWay frontal qui tourne sur la raspberry PI2 ) est connecté aux capteurs de qualité d’air et se charge de transmettre leurs données au DMWay central.
Ce dernier, qui , en se basant sur ces mesures reçues et sur les seuils définis par l’utilisateur dans sa configuration du DMWay central , ajuste la vitesse du ventilateur en passant par le thermostat grâce à des commandes modbus envoyées au thermostat.
En parallèle, le DMWay frontal gère les prises Z-wave pour permettre d’activer/désactiver le diffuseur et monitorer la consommation énergétique du thermostat et du ventilateur.
De plus, le DMWay central envoie des messages MQTT à la Raspberry PI 2 pour changer la couleur de la tour lumineuse en fonction des données.
La configuration générale de DMWay sur la RPI1 est présentée par le schéma ci-dessous
Le configuration se base sur un infomodel personnalisé qui centralise les différents capteurs hétérogènes utilisés dans la démo (thermostat modbus, camera AI, capteur de qualité d’air…) et les différentes connexions qui permet de s’interfacer à ces capteurs ( interface modbus, client mqtt…) ainsi que le connecteur vers la plateforme Thingsboard qui permet de visualiser les différentes télémétries.
La configuration du deuxième DMWay est comme suit :
Elle présente deux infomodels ; un pour gérer le capteur de qualité d’air et l’autre pour les prises Zwave ainsi que les connexions MQTT pour se connecter à ces capteurs.
Le but de ce PoC est de démontrer non seulement la capacité du DMWay à interagir avec le système HVAC en utilisant les protocoles/standards du domaine mais aussi sa faculté à s’interfacer facilement avec une composante d’Intelligence artificielle (IA) pour optimiser la ventilation et par conséquent réduire la consommation d’énergie.
Pour ce faire, une caméra IA qui permet de détecter le nombre de personnes présentes dans une pièce est connectée au DMWay frontal. Cette caméra transmet les données relatives au nombre de personnes détectées au DMWay à travers une liaison série.
DMWay utilise le nombre de personnes détectées comme paramètre pour ajuster le comportement de la ventilation. Si le taux de COV dépasse les limites définies par le configurateur, mais que la salle est vide, le ventilateur s’enclenche à une vitesse moyenne plutôt qu’à son maximum. En revanche, si une personne se présente dans le champ de la caméra pendant plus de 4 secondes, DMWay déclenche la ventilation à la vitesse maximale.
Par ailleurs,un dashboard Thingsboard permettra de visualiser en temps réel le flux vidéo de la caméra, offrant ainsi un suivi en direct, de même il permet de suivre l’évolution des différentes mesures liés à la qualité d’air, la température, l’humidité et l’énergie et la puissance instantanée consommé par le couple thermostat-ventilateur.
Ce PoC affirme la grande flexibilité de DMWay qui lui permet de gérer des modèles de données personnalisés répondant à des besoins bien spécifiques des utilisateurs tout en facilitant leur intégration et exploitation par des plateformes génériques d’IoT telles que Thingsboard.
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