Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η υλοποίηση εφαρμογής για την άντληση
δεδομένων από συσκευές μέτρησης ηλεκτρικής ενέργειας και την αποθήκευσή τους σε εξυπηρετητή. Ο
έλεγχος των συσκευών μέτρησης και η παρουσίαση των αποθηκευμένων δεδομένων επιτυγχάνεται
Υλοποίηση εργαλείου πλήρους στοίβας σε περιβάλλον Kubernetes για την αυτοµατο...ISSEL
Η µετάβαση των τεχνολογιών του διαδικτύου προς αρχιτεκτονικές µικροϋπηρεσιών (microservices) και η ανάπτυξη του ∆ιαδικτύου των Πραγµάτων (Internet of Things - IoT) συνέβαλλαν σηµαντικά στην αύξηση των αναγκών για νέες µεθόδους αποδοτικής επικοι νωνίας µεταξύ ανοµοιογενών και διανεµηµένων συστηµάτων. Οι µεθοδολογίες διαµεσο λάβησης µηνυµάτων (brokered messaging) λειτουργούν καλύτερα από τις τεχνολογίες / προσεγγίσεις REST (Representational State Transfer) και RPC (Remmote Procedure Call) σε συστήµατα επικοινωνίας παραγωγών-καταναλωτών (µηνυµάτων) όπου είναι επιθυµητή τόσο η µετάδοση µεγάλου όγκου δεδοµένων σε υψηλούς ϱυθµούς όπως και η απεµπλοκή των υποσυστηµάτων των παραγωγών και των καταναλωτών. Μια ελαφριά και αξιόπιστη τεχνολογία που προσφέρει τα πλεονεκτήµατα της µεσολάβησης µηνυµάτων είναι το RabbitMQ. Με τη χρήση αυτής, µπορούν να χτιστούν πολύπλοκα και αποδοτικά συστήµατα ειδικά σε συνθήκες ασύγχρονης επικοινωνίας, αναξιόπιστων δικτύων και σε περιβάλλοντα εφαρµογών µεγάλων δεδοµένων (big data). Η παρούσα διπλωµατική εστιάζει στην ανάπτυξη ενός εργαλείου πλήρους στοίβας (full-stack), το οποίο κάνει χρήση της τεχνολογίας διαµεσολάβησης µηνυµάτων για την εφαρµογή ϕίλτρων στα διακινούµενα µηνύµατα του συστήµατος. Η αυτοµατοποίηση αυτών των λειτουργιών µέσω του εργαλείου, καθιστά τα ωφέλη των εµπλεκόµενων τεχνολογιών προσβάσιµα από τους χρήστες, ανεξάρτητα από το ϐαθµό της εµπειρίας τους στις συγκεκριµένες τεχνολογίες. Η επικοινωνία των µηνυµάτων επιτελείται µέσω του διακοµιστή Rabbitmq Server, ο οποίος εφαρµόζει την τεχνολογία διαµεσολάβησης µηνυµάτων. Τέλος για τη διευκόλυνση της διαχείρισης ολόκληρου του συστήµατος, αυτό ενσωµατώθηκε στο πλαίσιο της τεχνολογίας Kubernetes, η οποία προσφέρει την αυτοµατοποίηση της ενορχήστρωσης των κοµµατιών του συστήµατος. Για τη σύσταση του περιβάλλοντος Kubernetes επιλέχθηκε η τεχνολογία minikube καθώς προσφέρει εύκο λη και γρήγορη δηµιουργία ενός περιβάλλοντος Kubernetes. Η απόδοση του συστήµατος ελέγθηκε για διαφορετικές τιµές του ϕορτίου εισαγωγής µηνυµάτων και των εφαρµοζόµενων ϕίλτρων. Τα µεγέθη που µετρήθηκαν αφορούν την συχνότητα εισόδου µηνυµάτων, τη συχνότητα κατανάλωσης µηνυµάτων, τη συχνότητα καταγραφής µηνυµάτων στη Βάση ∆εδοµένων και τον αριθµό αποθηκευµένων δεδο µένων στις ουρές του διαµεσολαβητή. Από τα πειράµατα εξάγεται το συµπέρασµα ότι είναι ιδιαίτερα σηµαντική η επιλο γή του κατάλληλου αριθµού εφαρµοζόµενων ϕίλτρων σύµφωνα µε τους διαθέσιµους πόρους επεξεργαστικής ισχύος και µνήµης του συστήµατος.
Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η υλοποίηση εφαρμογής για την άντληση
δεδομένων από συσκευές μέτρησης ηλεκτρικής ενέργειας και την αποθήκευσή τους σε εξυπηρετητή. Ο
έλεγχος των συσκευών μέτρησης και η παρουσίαση των αποθηκευμένων δεδομένων επιτυγχάνεται
Υλοποίηση εργαλείου πλήρους στοίβας σε περιβάλλον Kubernetes για την αυτοµατο...ISSEL
Η µετάβαση των τεχνολογιών του διαδικτύου προς αρχιτεκτονικές µικροϋπηρεσιών (microservices) και η ανάπτυξη του ∆ιαδικτύου των Πραγµάτων (Internet of Things - IoT) συνέβαλλαν σηµαντικά στην αύξηση των αναγκών για νέες µεθόδους αποδοτικής επικοι νωνίας µεταξύ ανοµοιογενών και διανεµηµένων συστηµάτων. Οι µεθοδολογίες διαµεσο λάβησης µηνυµάτων (brokered messaging) λειτουργούν καλύτερα από τις τεχνολογίες / προσεγγίσεις REST (Representational State Transfer) και RPC (Remmote Procedure Call) σε συστήµατα επικοινωνίας παραγωγών-καταναλωτών (µηνυµάτων) όπου είναι επιθυµητή τόσο η µετάδοση µεγάλου όγκου δεδοµένων σε υψηλούς ϱυθµούς όπως και η απεµπλοκή των υποσυστηµάτων των παραγωγών και των καταναλωτών. Μια ελαφριά και αξιόπιστη τεχνολογία που προσφέρει τα πλεονεκτήµατα της µεσολάβησης µηνυµάτων είναι το RabbitMQ. Με τη χρήση αυτής, µπορούν να χτιστούν πολύπλοκα και αποδοτικά συστήµατα ειδικά σε συνθήκες ασύγχρονης επικοινωνίας, αναξιόπιστων δικτύων και σε περιβάλλοντα εφαρµογών µεγάλων δεδοµένων (big data). Η παρούσα διπλωµατική εστιάζει στην ανάπτυξη ενός εργαλείου πλήρους στοίβας (full-stack), το οποίο κάνει χρήση της τεχνολογίας διαµεσολάβησης µηνυµάτων για την εφαρµογή ϕίλτρων στα διακινούµενα µηνύµατα του συστήµατος. Η αυτοµατοποίηση αυτών των λειτουργιών µέσω του εργαλείου, καθιστά τα ωφέλη των εµπλεκόµενων τεχνολογιών προσβάσιµα από τους χρήστες, ανεξάρτητα από το ϐαθµό της εµπειρίας τους στις συγκεκριµένες τεχνολογίες. Η επικοινωνία των µηνυµάτων επιτελείται µέσω του διακοµιστή Rabbitmq Server, ο οποίος εφαρµόζει την τεχνολογία διαµεσολάβησης µηνυµάτων. Τέλος για τη διευκόλυνση της διαχείρισης ολόκληρου του συστήµατος, αυτό ενσωµατώθηκε στο πλαίσιο της τεχνολογίας Kubernetes, η οποία προσφέρει την αυτοµατοποίηση της ενορχήστρωσης των κοµµατιών του συστήµατος. Για τη σύσταση του περιβάλλοντος Kubernetes επιλέχθηκε η τεχνολογία minikube καθώς προσφέρει εύκο λη και γρήγορη δηµιουργία ενός περιβάλλοντος Kubernetes. Η απόδοση του συστήµατος ελέγθηκε για διαφορετικές τιµές του ϕορτίου εισαγωγής µηνυµάτων και των εφαρµοζόµενων ϕίλτρων. Τα µεγέθη που µετρήθηκαν αφορούν την συχνότητα εισόδου µηνυµάτων, τη συχνότητα κατανάλωσης µηνυµάτων, τη συχνότητα καταγραφής µηνυµάτων στη Βάση ∆εδοµένων και τον αριθµό αποθηκευµένων δεδο µένων στις ουρές του διαµεσολαβητή. Από τα πειράµατα εξάγεται το συµπέρασµα ότι είναι ιδιαίτερα σηµαντική η επιλο γή του κατάλληλου αριθµού εφαρµοζόµενων ϕίλτρων σύµφωνα µε τους διαθέσιµους πόρους επεξεργαστικής ισχύος και µνήµης του συστήµατος.
Εφαρμογή τεχνολογιών Blockchain για τη δημιουργία αποκεντρωμένης αγοράς ισχύο...ISSEL
Μια από τις σπουδαιότερες νέες τεχνολογίες, η οποία αναπτύσσεται ταχύτατα και προσελκύει όλο και περισσότερο ενδιαφέρον είναι αυτή των αποκεντρωμένων δικτύων Blockchain. Ακολουθώντας τα βήματα που χαράχθηκαν το 2008 τα συνεχώς αναπτυσσόμενα δίκτυα Blockchain στοχεύουν στην ολική ανανέωση του τρόπου ολοκλήρωσης των διαδικτυακών συναλλαγών. Πέραν του τομέα της οικονομίας, στόχος είναι και η αλλαγή των διαδικτυακών εφαρμογών σε σύγχρονες αποκεντρωμένες εφαρμογές που προσφέρουν πολυάριθμα πλεονεκτήματα αντί των συμβατικών. Αυτές οι εφαρμογές (decentralized Applications) προσφέρουν απόλυτη ασφάλεια και αμεταβλητότητα των δεδομένων καθιστώντας τες ιδανικές για χρήση στους περισσότερους τομείς της καθημερινότητας. Η συνεχής ανάπτυξη και επέκταση του Internet of Things προκαλεί προβλήματα στον τρόπο με τον οποίο διαχειρίζονται τα δεδομένα αυτών των συσκευών. Η αναδυόμενη τεχνολογία του Edge Computing έρχεται να αντικαταστήσει τα παραδοσιακά συστήματα Cloud για την αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων. Η επεξεργασία των δεδομένων κοντά στις άκρες του δικτύου δίνει λύσεις στα θέματα ταχύτητας επεξεργασίας αλλά και σε αυτά ασφάλειας των προσωπικών δεδομένων. Η έλλειψη αποθηκευτικού χώρου και υπολογιστικής ισχύος από τις IoT συσκευές παύουν να αποτελούν πρόβλημα και η χρήση τους για την εκτέλεση πολύπλοκων υπολογισμών γίνεται εφικτή με την ύπαρξη ενός edge κόμβου που τις διαχειρίζεται. Φυσικά, είναι πολλά τα εμπόδια που πρέπει να αντιμετωπιστούν και πολλές οι λύσεις που πρέπει να βρεθούν για να αντικατασταθούν τα συστήματα Cloud Computing από τα αντίστοιχα Edge. Η παρούσα διπλωματική πραγματεύεται τη συνεργασία των δύο τεχνολογιών και πιο συγκεκριμένα την εφαρμογή τεχνολογιών Blockchain για τη δημιουργία αποκεντρωμένης αγοράς ισχύος από Edge συσκευές. Μελετώντας την τεχνολογία Blockchain δημιουργήθηκε μια αποκεντρωμένη εφαρμογή, η οποία επιτρέπει στους χρήστες να αξιοποιούν τις IoT συσκευές τους για την εκτέλεση κώδικα ενός άλλου χρήστη. Αυτή η αποκεντρωμένη αγορά ισχύος στοχεύει στην αξιοποίηση Edge κόμβων για την ταχύτερη και πιο αποδοτική εξυπηρέτηση των χρηστών που αιτούνται την εκτέλεση του δικού τους κώδικα. Δημιουργήθηκε κρυπτονόμισμα τύπου ERC-20 για να εξυπηρετούνται οι συναλλαγές μεταξύ των χρηστών το οποίο αναπτύχθηκε σε ένα από τα Ethereum Blockchain testnets. Γίνεται αναλυτική περιγραφή των σεναρίων χρήσης της εφαρμογής και παρουσιάζεται με μεγάλη ακρίβεια ο τρόπος λειτουργίας της. Τέλος, παρουσιάζονται τα πολυάριθμα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την ολοκλήρωσή της καθιστώντας εμφανές ότι η ανάπτυξη αποκεντρωμένων εφαρμογών είναι ακόμη σε πρώιμο στάδιο.
Application of Blockchain technologies to create a decentralized power market...ISSEL
One of the most important new technologies, which is rapidly developing and attracting more and more interest, is Blockchain technology. Following the steps taken in 2008, the ever growing Blockchain networks aim to completely overhaul the way online transactions are completed. Beyond the economic sector, the aim is also to change web applications into modern decentralized applications that offer numerous advantages over conventional ones. These applications (decentralized Applications) offer absolute security and data immutability making them ideal for use in most areas of everyday life. The continued growth and expansion of the Internet of Things is causing problems in the way data from these devices are managed. The emerging technology of Edge Computing is coming to replace traditional Cloud systems to address these problems. Processing data close to the edges of the network provides solutions to the issues of processing speed and security of personal data. The lack of storage space and computing power of IoT devices cease to be a problem and their use for performing complex calculations is made possible by having an edge node that manages them. Of course, there are many hurdles to overcome and many solutions to be found to replace Cloud Computing systems with their Edge counterparts. This thesis deals with the collaboration of the two technologies and more specifically the application of Blockchain technologies for the creation of a decentralized power market from Edge devices. By studying Blockchain technology, a decentralized application was created that allows users to leverage their IoT devices to execute another user's code. This decentralized power market aims to leverage Edge nodes to provide faster and more efficient service to users who request the execution of their own code. An ERC-20 cryptocurrency was created to service transactions between users which was deployed on one of the Ethereum Blockchain testnets. A detailed description of the application's use cases is given, and its mode of operation is presented in detail. Finally, the numerous tools used for its completion are presented, making it evident that the development of decentralized applications is still at an early stage.
Εφαρμογή τεχνολογιών Blockchain για τη δημιουργία αποκεντρωμένης αγοράς ισχύο...ISSEL
Μια από τις σπουδαιότερες νέες τεχνολογίες, η οποία αναπτύσσεται ταχύτατα και προσελκύει όλο και περισσότερο ενδιαφέρον είναι αυτή των αποκεντρωμένων δικτύων Blockchain. Ακολουθώντας τα βήματα που χαράχθηκαν το 2008 τα συνεχώς αναπτυσσόμενα δίκτυα Blockchain στοχεύουν στην ολική ανανέωση του τρόπου ολοκλήρωσης των διαδικτυακών συναλλαγών. Πέραν του τομέα της οικονομίας, στόχος είναι και η αλλαγή των διαδικτυακών εφαρμογών σε σύγχρονες αποκεντρωμένες εφαρμογές που προσφέρουν πολυάριθμα πλεονεκτήματα αντί των συμβατικών. Αυτές οι εφαρμογές (decentralized Applications) προσφέρουν απόλυτη ασφάλεια και αμεταβλητότητα των δεδομένων καθιστώντας τες ιδανικές για χρήση στους περισσότερους τομείς της καθημερινότητας. Η συνεχής ανάπτυξη και επέκταση του Internet of Things προκαλεί προβλήματα στον τρόπο με τον οποίο διαχειρίζονται τα δεδομένα αυτών των συσκευών. Η αναδυόμενη τεχνολογία του Edge Computing έρχεται να αντικαταστήσει τα παραδοσιακά συστήματα Cloud για την αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων. Η επεξεργασία των δεδομένων κοντά στις άκρες του δικτύου δίνει λύσεις στα θέματα ταχύτητας επεξεργασίας αλλά και σε αυτά ασφάλειας των προσωπικών δεδομένων. Η έλλειψη αποθηκευτικού χώρου και υπολογιστικής ισχύος από τις IoT συσκευές παύουν να αποτελούν πρόβλημα και η χρήση τους για την εκτέλεση πολύπλοκων υπολογισμών γίνεται εφικτή με την ύπαρξη ενός edge κόμβου που τις διαχειρίζεται. Φυσικά, είναι πολλά τα εμπόδια που πρέπει να αντιμετωπιστούν και πολλές οι λύσεις που πρέπει να βρεθούν για να αντικατασταθούν τα συστήματα Cloud Computing από τα αντίστοιχα Edge. Η παρούσα διπλωματική πραγματεύεται τη συνεργασία των δύο τεχνολογιών και πιο συγκεκριμένα την εφαρμογή τεχνολογιών Blockchain για τη δημιουργία αποκεντρωμένης αγοράς ισχύος από Edge συσκευές. Μελετώντας την τεχνολογία Blockchain δημιουργήθηκε μια αποκεντρωμένη εφαρμογή, η οποία επιτρέπει στους χρήστες να αξιοποιούν τις IoT συσκευές τους για την εκτέλεση κώδικα ενός άλλου χρήστη. Αυτή η αποκεντρωμένη αγορά ισχύος στοχεύει στην αξιοποίηση Edge κόμβων για την ταχύτερη και πιο αποδοτική εξυπηρέτηση των χρηστών που αιτούνται την εκτέλεση του δικού τους κώδικα. Δημιουργήθηκε κρυπτονόμισμα τύπου ERC-20 για να εξυπηρετούνται οι συναλλαγές μεταξύ των χρηστών το οποίο αναπτύχθηκε σε ένα από τα Ethereum Blockchain testnets. Γίνεται αναλυτική περιγραφή των σεναρίων χρήσης της εφαρμογής και παρουσιάζεται με μεγάλη ακρίβεια ο τρόπος λειτουργίας της. Τέλος, παρουσιάζονται τα πολυάριθμα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την ολοκλήρωσή της καθιστώντας εμφανές ότι η ανάπτυξη αποκεντρωμένων εφαρμογών είναι ακόμη σε πρώιμο στάδιο.
Application of Blockchain technologies to create a decentralized power market...ISSEL
One of the most important new technologies, which is rapidly developing and attracting more and more interest, is Blockchain technology. Following the steps taken in 2008, the ever growing Blockchain networks aim to completely overhaul the way online transactions are completed. Beyond the economic sector, the aim is also to change web applications into modern decentralized applications that offer numerous advantages over conventional ones. These applications (decentralized Applications) offer absolute security and data immutability making them ideal for use in most areas of everyday life. The continued growth and expansion of the Internet of Things is causing problems in the way data from these devices are managed. The emerging technology of Edge Computing is coming to replace traditional Cloud systems to address these problems. Processing data close to the edges of the network provides solutions to the issues of processing speed and security of personal data. The lack of storage space and computing power of IoT devices cease to be a problem and their use for performing complex calculations is made possible by having an edge node that manages them. Of course, there are many hurdles to overcome and many solutions to be found to replace Cloud Computing systems with their Edge counterparts. This thesis deals with the collaboration of the two technologies and more specifically the application of Blockchain technologies for the creation of a decentralized power market from Edge devices. By studying Blockchain technology, a decentralized application was created that allows users to leverage their IoT devices to execute another user's code. This decentralized power market aims to leverage Edge nodes to provide faster and more efficient service to users who request the execution of their own code. An ERC-20 cryptocurrency was created to service transactions between users which was deployed on one of the Ethereum Blockchain testnets. A detailed description of the application's use cases is given, and its mode of operation is presented in detail. Finally, the numerous tools used for its completion are presented, making it evident that the development of decentralized applications is still at an early stage.
4. Επίδειξη μέσω υφιστάμενων πλατφορμών
Το Μοντέλο Αναφοράς Διαχείρισης FIPA Agent
McArthur, S. D. J and Davidson, E. M. and Catterson, V. M. and Dimeas, A. L. and Hatziargyriou,
N. D. and Ponci, F. and Funabashi, T. (2007) Multi-agent systems for power engineering applications -
part 2: technologies, standards and tools for building multi-agent systems. IEEE Transactions on Power
Systems, 22 (4). pp. 1753-1759. ISSN 0885-8950 OPEN ACCESS
7. Επίδειξη μέσω υφιστάμενων πλατφορμών
Μέθοδοι σχεδίασης των σταδίων και της παραγωγής τους, που
χρησιμοποιήθηκαν κατά το σχεδιασμό του συστήματος PEDA
Στρώση αρχιτεκτονικής που χρησιμοποιούνται
από JADE agents
9. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας.
https://pixabay.com/illustrations/thank-you-polaroid-letters-2490552/
10. Αποποίηση ευθύνης
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πρόγραμμα VET4SBO, επισκεφτείτε την ιστοσελίδατου έργου στο
https://smart-building-operator.euή επισκεφτείτε μας στο https://www.facebook.com/Vet4sbo.
Κατεβάστε την εφαρμογή για φορητές συσκευές στη διεύθυνση:
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.vet4sbo.mobile.
Το έργο αυτό (2018-1-RS01-KA202-000411) χρηματοδοτείταιμε την υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Επιτροπής
(Erasmus+ Programme). Η δημοσίευσηαυτή αντικατοπτρίζει μόνο τις απόψεις του δημιουργού και η Επιτροπή δεν
μπορεί να θεωρηθεί υπεύθυνη για οποιαδήποτε χρήση των πληροφοριών που περιέχονται σε αυτήν.