Sics demonstrationsmodell av det Internetstyrda hemmet visades under Almedalsveckan 2010. Foto: Joachim Lindborg

Smarta sensorer för smarta hem

Publicerad 2010-12-16

Smart Grids är ett populärt begrepp och många talar om den omvälvning som kommer att krävas för att klara av att bygga dessa smarta elnät. Sics har tagit fram en helhetsbild av vad som krävs av konsumenten längst ut på linan, den enskilde slutanvändaren.

I ett treårsprojekt finansierat av Energimyndigheten undersöker Sics, Swedish Institute of Computer Science, tillsammans med energieffektiviseringsföretaget Sust, Sustainable Innovation AB, möjligheterna med vad som kallas "smarta hus" ur ett energibesparingsperspektiv.

Projektet initierades i december 2009 och i juli 2010 visades ett demonstrationshus med fungerande system för smart energibesparing under Almedalsveckan i Visby. Även om projektet har ett ganska tråkigt namn – "Systemövergripande IT-nätverk för energieffektivisering i bebyggelse" – så är innehållet desto mer spännande. Här talar vi om framtidens energistyrning på slutkonsumentnivå, det vill säga hos gemene man.

IP-kommunikation

Benämningen "systemövergripande" innebär att olika delsystem öppnas upp så att de faktiskt kan använda information från varandra. I dag kan inte ett larm påverka värmestyrningen och det går inte att få fram inomhustemperaturen i tv:n. De använder olika sätt att kommunicera, något som Sics har löst på ett elegant sätt.

– Inom automationsvärlden finns det mängder av olika sätt att kommunicera, berättar Joakim Eriksson, forskare på Sics. För att slippa hantera alla dessa protokoll har vi valt att använda oss av IP, Internetöverföring, hela vägen. Detta innebär att vi i vissa fall får anpassa apparater som ännu inte hanterar IP, men i huvudsak försöker vi hitta alternativ som redan stöder IP. Fördelen med IP är att det finns stöd för det i alla programmeringsmiljöer; det finns bra stödverktyg och alla användare och utvecklare använder redan det inom exempelvis webb, IP-tv, IP-telefoni med mera.

Flerkompatibelt system

I dag används främst IPv4, Internet Protocol version 4, i datatrafiken över Internet, trots att denna standard är underdimensionerad och adresserna helt enkelt håller på att ta slut. Det nya alternativet IPv6 togs fram för ett tiotal år sedan, men har inte riktigt slagit igenom; beräkningar visar att så lite som en procent av trafiken över internet använder IPv6. Det system som Sics utvecklar kommunicerar direkt via såväl IPv4 som IPv6.

– Eftersom västvärlden redan lagt beslag på i stort sett alla IPv4-adresser så är det främst utvecklingsländerna som i dag har en större andel IPv6-trafik, säger Joakim. Med IPv6 finns det praktiskt taget oändligt antal adresser, vilket gör att vårt system är väl förberett för en bred användning och utbyggnad på flera olika sätt.

Allt nås med IP

Joakim Eriksson förutspår en framtid där all elektronisk utrustning i hemmet, som exempelvis tv, stereo, spis, kyl och frys, kommer att ha egna IP-adresser.

– Vi ska nå alla prylar med IP. I vårt demonstrationshus använde vi små sensornoder som mätte parametrar som energiförbrukning, temperatur och ljus, och därigenom kunde vi visa hur ett reglersystem för hela huset fungerar.

Mer automatik

Grundtanken bakom Sics system är att det ska omfatta en viss nivå av automation. Det finns i dag gott om lösningar som egentligen bara består av en display som visar elförbrukningen. Användaren ska sedan själv ändra sitt beteende. Sådana system kan enligt vissa undersökningar minska energiförbrukningen med hela 25 procent. Detta förutsätter dock att användaren är aktiv och fortsätter att styra sin förbrukning, något som inte alls är självklart.

– Det är i regel svårt att visa hur mycket som verkligen sparas och engagemanget klingar ofta av efter ett tag, säger Joakim. Och såvida du inte har direktverkande el så omfattas heller inte uppvärmningen av sådana system.

Inte bara el

Uppvärmningen är avgörande för energiförbrukningen; värme och varmvatten är det som slukar mest energi och det måste kunna hanteras, oavsett typ. För att optimera förbrukningen och skapa permanenta förbättringar krävs mer än visualisering. I den modell som Sics arbetar med samlas all information in – även den som är relaterad till uppvärmningen – och därefter styrs utrustningen automatiskt.

Nästa steg för arbetsgruppen på Sics är att tillsammans med Sust genomföra ett antal pilotinstallationer, fullt fungerande system i vanliga bostäder. Tekniken är utvecklad och fungerar, nu återstår ett omfattande arbete med testning och utvärdering.

– Vi är tidigt ute med att testköra den här typen av system, avslutar Joakim Eriksson. IP-standarden skapar förutsättningar för enklare och billigare utrustning och effektivare kommunikation. I förlängningen är vårt sikte inställt på helautomatiska, intelligenta system som inte bara hjälper oss att sänka energiförbrukningen utan även förbättrar boendemiljön.