Różnice

Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.

--- metody [2026/01/04 16:38] – utworzono hkordula
+++ metody [2026/01/21 15:32] (aktualna) – hkordula
@@ Linia 1: / Linia 1: @@
-====== 2. Materiały i metody ======
+===== Materiały i metody =====
-===== 2.1. Metodyka strukturalna: Architektura warstwowa IoT =====
+==== Metodyka strukturalna: Architektura warstwowa IoT ====
 Główną metodą opisu i implementacji systemów IoT w zarządzaniu budynkami jest podejście oparte na trójwarstwowej architekturze referencyjnej, która pozwala na systematyzację przepływu danych od fizycznego sensora do końcowej aplikacji zarządczej.
@@ Linia 8: / Linia 8: @@
   - **Warstwa aplikacji i przetwarzania (Application Layer):** Wykorzystuje metody analityczne, w tym przetwarzanie w chmurze (Cloud Computing) oraz na obrzeżach sieci (Edge Computing). Pozwala to na wizualizację danych w panelach kontrolnych oraz automatyczne podejmowanie decyzji sterujących.
-===== 2.2. Obszary wykorzystania i narzędzia komunikacyjne =====
+==== Obszary wykorzystania i narzędzia komunikacyjne ====
 Wykorzystanie Internetu Rzeczy w budownictwie to proces, który przekształca statyczne obiekty w "żywe" organizmy reagujące na dane. Poniżej przedstawiono obszary, które obecnie wyznaczają trendy w branży:
@@ Linia 16: / Linia 16: @@
   * **Analiza "Heatmaps":** Zarządcy widzą, w których częściach biura gromadzi się najwięcej ludzi, co pozwala na lepsze planowanie sprzątania lub innych aktywności.
   * **Wykrywanie łuku elektrycznego:** Zaawansowane sensory w rozdzielniach elektrycznych wykrywają anomalie, które mogą prowadzić do pożaru, odłączając zasilanie w milisekundy.
+{{ galeria:budynekanimacja.gif?nolink |}}
 **Centra logistyczne i magazyny:**  Magazyny, zwłaszcza te wysokiego składowania lub obsługujące żywność/leki, opierają się na precyzji:
   * **Inteligentne zarządzanie strefami (Zoning):** Systemy HVAC nie chłodzą całego obiektu, a jedynie strefy, w których aktualnie przebywają pracownicy lub składowany jest towar wymagający niskich temperatur.
   * **Monitoring łańcucha dostaw:** Sensory IoT na regałach i bramach przeładunkowych integrują się z systemami budynkowymi, automatycznie otwierając rampy i dostosowując wentylację do natężenia ruchu wózków widłowych.
- **Budownictwo mieszkaniowe (Smart Home / Smart Building):** Tu IoT skupia się na bezpieczeństwie i wygodzie (user experience):
+ **Budownictwo mieszkaniowe (Smart Home / Smart Building):** Tu IoT skupia się na bezpieczeństwie i wygodzie (user experience). W literaturze Smart Buildings definiuje się jako: „Inteligentne budynki łączą systemy automatyki budynkowej (BAS) z Internetem. BAS umożliwia sterowanie i zarządzanie różnymi urządzeniami budynkowymi – takimi jak HVAC (ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja), oświetlenie czy rolety – przy wykorzystaniu czujników i siłowników…” (( Al-Fuqaha Ala, Guizani Mohsen, Mohammadi Mehdi, Aledhari Mohammed, Ayyash Moussa, Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications, Nowy Jork 2015, s. 2352. )) :
    * **Predykcyjne wykrywanie awarii:** Czujniki zalania zintegrowane z zaworami kulowymi potrafią automatycznie odciąć dopływ wody w całym pionie, zanim dojdzie do zniszczenia mienia.
    * **Zarządzanie dostępem:** Wirtualne klucze przesyłane na smartfony najemców zastępują fizyczne klucze i zwiększają bezpieczeństwo poprzez logowanie każdego wejścia do budynku.
  **Budynki opieki zdrowotnej i szpitale (Smart Healthcare):** To jeden z najbardziej krytycznych obszarów, gdzie IoT ratuje życie:
   * **Asset Tracking:** Lokalizacja sprzętu medycznego (np. respiratorów, defibrylatorów) w czasie rzeczywistym na planie budynku, co skraca czas reakcji personelu.
@@ Linia 27: / Linia 32: @@
 **Do najważniejszych standardów komunikacyjnych, które stanowią "materiał" budulcowy nowoczesnych sieci budynkowych należą:**
-  * **Protokół BACnet (Building Automation and Control networks):** Światowy standard ISO dla automatyki budynkowej, umożliwiający współpracę urządzeń różnych producentów w jednej sieci.
+  * **Protokół BACnet (Building Automation and Control networks):** Światowy standard ISO dla automatyki budynkowej, który został zaprojektowany specjalnie po to, by umożliwić integrację urządzeń od różnych producentów w ramach jednej sieci, co wcześniej było niemożliwe z powodu stosowania zamkniętych, własnościowych protokołów (tzw. „wysp automatyki”). Standard ten definiuje nie tylko sposób przesyłania danych, ale przede wszystkim modelowanie obiektów fizycznych, co pozwala na spójną interpretację danych z sensorów niezależnie od ich marki. Wolfgang Kastner, Georg Neugschwandtner, Stefan Soucek i H. Michael Newman opisują go słowami: „Protokół sieciowy automatyki i sterowania budynkami (BACnet) został opracowany specjalnie z myślą o potrzebach systemów automatyki i sterowania budynkami każdej wielkości i typu. Funkcje niezbędne dla aplikacji BA zostały wbudowane w BACnet od samego początku, aby zapewnić najwyższy możliwy poziom interoperacyjności w środowisku potencjalnie obejmującym wielu dostawców i różne typy systemów budynkowych” (( Kastner Wolfgang, Neugschwandtner Georg, Soucek Stefan, Newman Michael, Communication Systems for Building Automation and Control, Nowy Jork 2005, s. 1193. ))
-  * **Protokół MQTT (Message Queuing Telemetry Transport):** Lekki protokół transmisji danych, idealny dla urządzeń o ograniczonej mocy obliczeniowej i niestabilnych łączach, powszechnie stosowany w czujnikach bezprzewodowych.
+  * **Protokół MQTT (Message Queuing Telemetry Transport):** Lekki protokół transmisji danych, idealny dla urządzeń o ograniczonej mocy obliczeniowej i niestabilnych łączach, powszechnie stosowany w czujnikach bezprzewodowych. Protokół ten jest szczególnie rekomendowany dla urządzeń o ograniczonych zasobach, korzystających z łączy o niskiej przepustowości lub zawodnych, ponieważ wykorzystuje wzorzec publikacja/subskrypcja, co zapewnia elastyczność transmisji przy minimalnym narzucie danych. „Protokół MQTT wykorzystuje wzorzec publikacji/subskrypcji, aby zapewnić elastyczność przejścia i prostotę implementacji… MQTT nadaje się do urządzeń o ograniczonych zasobach, korzystających z zawodnych lub o niskiej przepustowości łączy.” (( Al-Fuqaha Ala, Guizani Mohsen, Mohammadi Mehdi, Aledhari Mohammed, Ayyash Moussa, Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications, Nowy Jork 2015, s. 2354. ))
+  * **Protokół PoE (Power over Ethernet):** To technologia, która pozwala przesyłać energię elektryczną oraz dane za pomocą jednego kabla sieciowego (skrętki). W kontekście Twojej pracy jest to kluczowe, bo eliminuje potrzebę prowadzenia oddzielnej instalacji elektrycznej do każdego czujnika czy kamery. Jak podają Daniel Minoli, Kazem Sohraby, i Benedict Occhiogrosso : „W szczególności technologia Power over Ethernet (PoE), jako część rozwiązania opartego na IoT, oferuje przełomowe możliwości w rewolucjonizowaniu łączności wewnątrzbudynkowej dla szerokiej gamy urządzeń.”  (( Minoli Daniel, Sohraby Kazem, Occhiogrosso Benedict, IoT Considerations, Requirements, and Architectures for Smart Buildings, Nowy Jork 2017, s. 269. ))
 **Główne obszary zastosowania obejmują:**
@@ Linia 35: / Linia 41: @@
   * **Zarządzanie przestrzenią (Space Optimization):** Analiza wykorzystania sal konferencyjnych i biurek typu "hot-desking" na podstawie danych z czujników obecności.
-===== 2.3. Wady i zalety rozwiązań IoT w budownictwie =====
+==== Wady i zalety rozwiązań IoT w budownictwie ====
 Wdrożenie metod opartych na Internetu Rzeczy wiąże się z koniecznością bilansowania korzyści operacyjnych względem ryzyk technicznych.
+<WRAP group>
+<WRAP half column vcenter>
+\\
 ^ Kategoria ^ Zalety (Korzyści) ^ Wady (Wyzwania) ^
 | **Ekonomia** | Redukcja kosztów eksploatacyjnych (OPEX) poprzez optymalizację zużycia energii i mediów. Oszczędność energii o nawet 15-30%. | Wysoki nakład inwestycyjny (CAPEX) związany z zakupem infrastruktury i sensorów. |
@@ Linia 44: / Linia 53: @@
 | **Bezpieczeństwo** | Monitoring parametrów krytycznych w czasie rzeczywistym (np. wycieki gazu, dym). Niższa emisja CO2. | Podatność na cyberataki; ryzyko przejęcia kontroli nad systemami budynku przez osoby niepowołane. |
 | **Komfort** | Możliwość personalizacji ustawień klimatycznych dla poszczególnych użytkowników oraz automatyczna regulacja parametrów środowiskowych. | Złożoność obsługi systemu; konieczność posiadania wysoko wykwalifikowanego personelu technicznego. |
+</WRAP>
+<WRAP half column>
+<gchart vbar 500x500 "Redukcja kosztow OPEX" center value>
+Bez optymalizacji = 100
+Z systemem IoT (minimum) = 85
+Z systemem IoT (maximum) = 70
+</gchart>
+</WRAP>
+</WRAP>
-===== 2.4. Metody weryfikacji i zapewnienia jakości danych =====
+==== Metody weryfikacji i zapewnienia jakości danych ====
 Aby system zarządzania był rzetelny, stosuje się metody kalibracji czujników oraz algorytmy czyszczenia danych (data cleaning). Usuwają one tzw. "szumy" i błędne odczyty, które mogłyby doprowadzić do niewłaściwej reakcji systemów wykonawczych (np. niepotrzebnego uruchomienia ogrzewania przy błędnym odczycie temperatury)