Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Braglia, Giovanni
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27019
Resumo: The interest in power managing systems has been growing in recent years since every industrial or domestic plant moves towards techniques to efficiently reduce energy demand and costs related to it. An attractive solution is represented by Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) systems, whose primary purpose is to find a more appropriate way of keeping track of the power consumption caused by each of the loads that are connected to the monitored plant. A possible real-life implementation of a NILM system is addressed in this work, discussing all the fundamental blocks in its structure, including detecting events, feature extraction, and load classification, using publicly available datasets. Additionally, we provide a solution for an embedded system, able to analyze aggregated waveforms and to recognize each appliance’s contribution in it. The project is then completed by real loads’ measurements performed in lab, with the intention of further validate the proposed algorithm and its feasibility, involving the creation of a new load and features dataset. The adopted methodology, its features, drawbacks, and implementation are thus explained, showing current and future challenges for the final application.
id UTFPR-12_30bd3505bcc0ac68e67f199f81c8af23
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/27019
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquinaAn embedded system for non-intrusive load monitoring using machine learningSistemas embarcados (Computadores)Aprendizado de máquinasProcessamento de sinaisEnergia elétricaEmbedded computer systemsMachine learningSignal processingElectric powerCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOEngenharia ElétricaThe interest in power managing systems has been growing in recent years since every industrial or domestic plant moves towards techniques to efficiently reduce energy demand and costs related to it. An attractive solution is represented by Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) systems, whose primary purpose is to find a more appropriate way of keeping track of the power consumption caused by each of the loads that are connected to the monitored plant. A possible real-life implementation of a NILM system is addressed in this work, discussing all the fundamental blocks in its structure, including detecting events, feature extraction, and load classification, using publicly available datasets. Additionally, we provide a solution for an embedded system, able to analyze aggregated waveforms and to recognize each appliance’s contribution in it. The project is then completed by real loads’ measurements performed in lab, with the intention of further validate the proposed algorithm and its feasibility, involving the creation of a new load and features dataset. The adopted methodology, its features, drawbacks, and implementation are thus explained, showing current and future challenges for the final application.O interesse em sistemas de gerenciamento de energia tem crescido nos últimos anos, como que a maioria das plantas industriais ou domésticas adotam técnicas para reduzir com eficiência a demanda de energia e os custos relacionados a ela. Uma solução atrativa são os sistemas de monitoramento de carga não intrusiva (NILM), cujo objetivo principal é encontrar uma forma mais adequada de acompanhar o consumo de energia causado por cada uma das cargas que estão conectadas à planta monitorada. Uma possível implementação na vida real de um sistema NILM é abordada neste trabalho, discutindo todos os blocos fundamentais em sua estrutura, incluindo detecção de eventos, extração de features e classificação de carga, usando dataset disponíveis publicamente. Além disso, oferecemos uma solução para um sistema embarcado, capaz de analisar formas de onda agregadas e reconhecer a contribuição de cada aparelho nas mesmas. O projeto é então completado por medições de cargas realizadas em laboratório, com o intuito de validar ainda mais o algoritmo proposto e sua viabilidade, envolvendo a criação de um novo dataset de dados de carga e características. A metodologia adotada, suas características, desvantagens e implementação são explicados, mostrando os desafios atuais e futuros para a aplicação final.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRLazzaretti, Andre Eugeniohttps://orcid.org/0000-0003-1861-3369http://lattes.cnpq.br/7649611874688878Lazzaretti, Andre Eugeniohttps://orcid.org/0000-0003-1861-3369http://lattes.cnpq.br/7649611874688878Schneider, Fabio Kurthttps://orcid.org/ 0000-0001-6916-1361http://lattes.cnpq.br/1463591813823167Giarre, Laurahttps://orcid.org/ 0000-0002-2304-4394.Toledo, Luiz Felipe Ribeiro Barrozohttps://orcid.org/0000-0003-0788-3291http://lattes.cnpq.br/9953612841084178Pavan, Paolo.Braglia, Giovanni2022-02-10T00:08:57Z2022-02-10T00:08:57Z2021-10-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBRAGLIA, Giovanni. Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27019enghttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2022-02-10T06:05:53Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/27019Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2022-02-10T06:05:53Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina
An embedded system for non-intrusive load monitoring using machine learning
title Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina
spellingShingle Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina
Braglia, Giovanni
Sistemas embarcados (Computadores)
Aprendizado de máquinas
Processamento de sinais
Energia elétrica
Embedded computer systems
Machine learning
Signal processing
Electric power
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Engenharia Elétrica
title_short Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina
title_full Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina
title_fullStr Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina
title_full_unstemmed Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina
title_sort Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina
author Braglia, Giovanni
author_facet Braglia, Giovanni
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lazzaretti, Andre Eugenio
https://orcid.org/0000-0003-1861-3369
http://lattes.cnpq.br/7649611874688878
Lazzaretti, Andre Eugenio
https://orcid.org/0000-0003-1861-3369
http://lattes.cnpq.br/7649611874688878
Schneider, Fabio Kurt
https://orcid.org/ 0000-0001-6916-1361
http://lattes.cnpq.br/1463591813823167
Giarre, Laura
https://orcid.org/ 0000-0002-2304-4394
.
Toledo, Luiz Felipe Ribeiro Barrozo
https://orcid.org/0000-0003-0788-3291
http://lattes.cnpq.br/9953612841084178
Pavan, Paolo
.
dc.contributor.author.fl_str_mv Braglia, Giovanni
dc.subject.por.fl_str_mv Sistemas embarcados (Computadores)
Aprendizado de máquinas
Processamento de sinais
Energia elétrica
Embedded computer systems
Machine learning
Signal processing
Electric power
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Engenharia Elétrica
topic Sistemas embarcados (Computadores)
Aprendizado de máquinas
Processamento de sinais
Energia elétrica
Embedded computer systems
Machine learning
Signal processing
Electric power
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Engenharia Elétrica
description The interest in power managing systems has been growing in recent years since every industrial or domestic plant moves towards techniques to efficiently reduce energy demand and costs related to it. An attractive solution is represented by Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) systems, whose primary purpose is to find a more appropriate way of keeping track of the power consumption caused by each of the loads that are connected to the monitored plant. A possible real-life implementation of a NILM system is addressed in this work, discussing all the fundamental blocks in its structure, including detecting events, feature extraction, and load classification, using publicly available datasets. Additionally, we provide a solution for an embedded system, able to analyze aggregated waveforms and to recognize each appliance’s contribution in it. The project is then completed by real loads’ measurements performed in lab, with the intention of further validate the proposed algorithm and its feasibility, involving the creation of a new load and features dataset. The adopted methodology, its features, drawbacks, and implementation are thus explained, showing current and future challenges for the final application.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-10-20
2022-02-10T00:08:57Z
2022-02-10T00:08:57Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv BRAGLIA, Giovanni. Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27019
identifier_str_mv BRAGLIA, Giovanni. Um sistema embarcado para monitoramento de carga não intrusiva usando aprendizado de máquina. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27019
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498339750019072