VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF CONTROL AND INSTRUMENTATION KONFIGURACE A DIAGNOSTIKA PRO INTELIGENTNÍ SÍTĚ CONFIGURATION AND DIAGNOSTICS FOR SMART GRIDS BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR’S THESIS AUTOR PRÁCE MARTIN HRBEK AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE Ing. LEŠEK FRANEK SUPERVISOR BRNO 2015 2 Abstrakt Tato práce navrhuje řešení pro konfiguraci a diagnostiku pro inteligentní sítě. Sestavuje diagram případů užití pro diagnostiku a konfiguraci a navrhuje jednotlivé softwarové moduly systému. Práce informuje vývojáře o zařízeních, která jsou vhodná pro konfiguraci a diagnostiku inteligentní sítě, především pak o robustních handheldech. Jsou vybrány vhodné softwarové nástroje pro vývoj navržených modulů a jsou sepsána doporučení pro vývojáře, jak s těmito nástroji pracovat. Realizací jednoho z navržených modulů je ověřena správnost navržených řešení a postupů. Klíčová slova Qt, C++, Robustní, Handheld, Windows CE, Windows Mobile, Android, Multiplatformní, Emulátor, Programování, Inteligentní sítě, Diagram případů užití, Webové služby, SOAP Abstract This thesis designs a solution for configuration and diagnostics for the Smart Grid. It creates use case diagram for configuration and diagnostics and designs individual software modules of the system. The thesis informs a developer about suitable devices for configuration and diagnostics for the Smart Grid, especially about rugged handhelds. The thesis chooses suitable software tools for development of designed modules and contains recommendations for developers, how to use this tools. The realization of one of the designed modules verifies the correctness of the designed solutions and approaches. Keywords Qt, C++, Rugged, Handheld, Windows CE, Windows Mobile, Android, multi platform, Emulator, Programming, Smart Grids, Use case diagram, Web services, SOAP 3 Bibliografická citace: HRBEK, M. Konfigurace a diagnostika pro inteligentní sítě. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2015. 113 s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Lešek Franek. 4 Prohlášení „Prohlašuji, že svou bakalářskou práci na téma Konfigurace a diagnostika pro inteligentní sítě jsem vypracoval samostatně pod vedením vedoucího bakalářské práce a s použitím odborné literatury a dalších informačních zdrojů, které jsou všechny citovány v práci a uvedeny v seznamu literatury na konci práce. Jako autor uvedené bakalářské práce dále prohlašuji, že v souvislosti s vytvořením této bakalářské práce jsem neporušil autorská práva třetích osob, zejména jsem nezasáhl nedovoleným způsobem do cizích autorských práv osobnostních a jsem si plně vědom následků porušení ustanovení § 11 a následujících autorského zákona č. 121/2000 Sb., včetně možných trestněprávních důsledků vyplývajících z ustanovení části druhé, hlavy VI. díl 4 Trestního zákoníku č. 40/2009 Sb. V Brně dne: 25. května 2015 ………………………… podpis autora 5 Poděkování Děkuji vedoucímu bakalářské práce Ing. Lešku Frankovi za účinnou metodickou, pedagogickou a odbornou pomoc a další cenné rady při zpracování mé bakalářské práce. V Brně dne: 25. května 2015 ………………………… podpis autora 6 Obsah 1 Úvod .............................................................................................................................. 13 2 Inteligentní sítě ............................................................................................................... 14 2.1 Inteligentní měření ................................................................................................... 14 2.1.1 Popis jednotlivých komponent inteligentních sítí .............................................. 14 2.1.2 Struktura inteligentního měření ........................................................................ 15 2.2 Popis inteligentní sítě ............................................................................................... 16 2.2.1 Inteligentní domy ............................................................................................. 16 2.2.2 Distribuční inteligence ..................................................................................... 17 2.2.3 Elektrická vozidla ............................................................................................ 17 2.2.4 Operační centra ................................................................................................ 17 2.2.5 Obnovitelné zdroje energie............................................................................... 17 2.2.6 Životní prostředí .............................................................................................. 18 2.3 Cílový stav inteligentních sítí ................................................................................... 18 2.4 Současný stav inteligentních sítí v Evropě ................................................................ 20 3 Analýza případů užití pro diagnostiku a konfiguraci ........................................................ 22 3.1 Diagram případů užití pro diagnostiku a konfiguraci ................................................ 22 3.1.1 Rozdíl mezi lokální a vzdálenou správou .......................................................... 24 3.1.2 Operace s modulem QuickSetup ....................................................................... 25 3.1.3 Operace s modulem Authentication .................................................................. 25 3.1.4 Operace s modulem Update .............................................................................. 26 3.1.5 Operace s modulem Logs ................................................................................. 26 3.1.6 Operace s modulem Devices ............................................................................ 31 3.1.7 Operace s modulem Params ............................................................................. 37 3.1.8 Operace s modulem Commands ....................................................................... 39 3.1.9 Operace s modulem Sniffer .............................................................................. 39 3.1.10 Operace s modulem UserManagement ............................................................. 40 3.1.11 Operace s modulem Queue ............................................................................... 40 3.1.12 Přímá úprava databáze ..................................................................................... 41 3.1.13 Použití skriptů v Linuxu ................................................................................... 41 4 Návrh hardwarového řešení na základě dostupných zařízení............................................ 42 4.1 Robustní handheldy ................................................................................................. 42 4.2 Robustnost zařízení.................................................................................................. 42 4.3 Základní pojmy, definice a specifikace..................................................................... 43 7 4.3.1 IP hodnocení .................................................................................................... 43 4.3.2 MIL-STD-810F................................................................................................ 44 4.3.3 Jiskrová bezpečnost (Intrinsic Safety)............................................................... 46 4.4 Spotřebitelské a polo-robustní handheldy ................................................................. 46 4.5 Příklady vybraných zařízení ..................................................................................... 46 4.5.1 Juniper Mesa Geo ............................................................................................ 46 4.5.2 Two Technologies Hydrus ............................................................................... 48 4.5.3 GETAC S400 ................................................................................................... 49 4.5.4 Handheld Algiz XRW ...................................................................................... 50 4.5.5 Handheld Nautiz X1......................................................................................... 51 4.5.6 Panasonic Toughpad A1................................................................................... 52 5 Operační systémy na handheldech .................................................................................. 53 5.1 Windows CE 5.0 ...................................................................................................... 53 5.2 Windows Embedded CE 6.0 .................................................................................... 53 5.3 Windows Mobile ..................................................................................................... 53 5.4 Android ................................................................................................................... 54 6 Návrh softwarového řešení včetně základní koncepce komunikačních protokolů ............. 55 6.1 Multiplatformní vývojové nástroje ........................................................................... 55 6.1.1 Marmalade ....................................................................................................... 55 6.1.2 MoSync ........................................................................................................... 55 6.1.3 RhoMobile ......................................................................................................