feat | 기능요청 | FRB-198 | 시뮬레이터 Power,Pressure 추가, 환경/설비 각 정규분포 적용 | 정민석

service/simulatelogic/ContinuousSimulatorMixin.py

@@ -32,7 +32,7 @@ def _generate_continuous_val(self):
 
         # 2) 이상치
         if random.random() < self.OUTLIER_P:
-            val = random.gauss(self.MU, self.SIGMA)
+            val = random.uniform(self.UPPER * 0.8, self.UPPER)
 
         # 3) 범위 클램프 & 저장
         val = round(max(self.LOWER, min(self.UPPER, val)), 2)

service/simulatelogic/PowerContinuousSimulatorMixin.py

@@ -0,0 +1,61 @@
+import random
+from scipy.stats import truncnorm
+
+class PowerContinuousSimulatorMixin:
+    MU = None
+    SIGMA = None
+    LOWER = 0
+    UPPER = None
+    OUTLIER_P = 0.005
+    DRIFT_THETA = 0.2
+    SMALL_SIGMA_RATIO = 0.07
+
+    # ── 내부 상태 초기화 ─────────────────────────────────────
+    def _reset_state(self):
+        a, b = (self.LOWER - self.MU) / self.SIGMA, (self.UPPER - self.MU) / self.SIGMA
+        first = truncnorm.rvs(a, b, loc=self.MU, scale=self.SIGMA/3)
+        self.prev_val = round(first, 2)
+
+    # ── 핵심 데이터 생성 로직 ─────────────────────────────────
+    def _generate_continuous_val(self):
+        if not hasattr(self, "prev_val"):
+            self._reset_state()
+
+        # 1) 평균 회귀 + 작은 노이즈
+        mean_revert = self.MU + (self.prev_val - self.MU) * (1 - self.DRIFT_THETA)
+        small_sigma = self.SIGMA * self.SMALL_SIGMA_RATIO
+        val = random.gauss(mean_revert, small_sigma)
+
+        # 2) 이상치 발생 - 이상치는 upper의 80~100%로 튀게
+        if random.random() < self.OUTLIER_P:
+            val = random.uniform(self.UPPER * 0.8, self.UPPER)
+
+        # 3) 범위 클램프 & 저장
+        val = round(max(self.LOWER, min(self.UPPER, val)), 2)
+        self.prev_val = val
+        return val
+    # ── 파라미터를 받는 전력값 생성 메서드 추가 ─────────────────────────────────
+    def _generate_power_val(self, mu, sigma, lower, upper):
+        """특정 파라미터로 전력값 생성 (독립적인 상태 관리)"""
+        state_key = f"prev_val_{mu}_{sigma}"
+
+        if not hasattr(self, state_key):
+            a, b = (lower - mu) / sigma, (upper - mu) / sigma
+            first = truncnorm.rvs(a, b, loc=mu, scale=sigma/3)
+            setattr(self, state_key, round(first, 2))
+
+        prev_val = getattr(self, state_key)
+
+        # 1) 평균 회귀 + 작은 노이즈
+        mean_revert = mu + (prev_val - mu) * (1 - self.DRIFT_THETA)
+        small_sigma = sigma * self.SMALL_SIGMA_RATIO
+        val = random.gauss(mean_revert, small_sigma)
+
+        # 2) 이상치 발생 - 이상치는 upper의 80~100%로 튀게
+        if random.random() < self.OUTLIER_P:
+            val = random.uniform(upper * 0.8, upper)
+
+        # 3) 범위 클램프 & 저장
+        val = round(max(lower, min(upper, val)), 2)
+        setattr(self, state_key, val)
+        return val

service/simulation/CurrentSimulator.py

@@ -5,8 +5,15 @@ class CurrentSimulator(ContinuousSimulatorMixin,SimulatorInterface2):
     # 타입별 시뮬레이터 세팅
     SENSOR_TYPE  = "current" # 센서 타입
     # MU, SIGMA          = 62.51, 33.76       
-    MU, SIGMA = 5, 30     # 평균치 , 표준 편차
-    LOWER, UPPER       = 1,50      # 측정 범위
+    # MU, SIGMA = 5, 30     # 평균치 , 표준 편차
+    # 환경센서용 정규분포 파라미터
+    ENV_MU, ENV_SIGMA    = 5, 30
+    # 설비센서용 정규분포 파라미터  
+    FAC_MU, FAC_SIGMA    = 80, 25
+
+    ENV_LOWER, ENV_UPPER       = 1,50      # 측정 범위
+    FAC_LOWER, FAC_UPPER = 20, 200
+
     OUTLIER_P          = 0.10        # 10 % 확률로 경보 값 생성
 
     def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_count:int = 10, conn=None):
@@ -22,6 +29,20 @@ def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_co
         # 시뮬레이터 마다 개별적으로 사용하는 속성(토픽, 수집 데이터 초기값)
         self.sensor_id = f"UA10C-CUR-2406089{idx}"  # 센서 ID
         self.type = "current"  # 센서 타입
+
+        # 환경센서 vs 설비센서 구분 및 파라미터 설정
+        self.is_environment_sensor = (zone_id == equip_id)
+        if self.is_environment_sensor:
+            self.MU = self.ENV_MU
+            self.SIGMA = self.ENV_SIGMA
+            self.LOWER = self.ENV_LOWER
+            self.UPPER = self.ENV_UPPER
+        else:
+            self.MU = self.FAC_MU
+            self.SIGMA = self.FAC_SIGMA
+            self.LOWER = self.FAC_LOWER
+            self.UPPER = self.FAC_UPPER
+
         self.shadow_regist_topic_name = f"$aws/things/Sensor/shadow/name/{self.sensor_id}/update"
         self.shadow_desired_topic_name = f"$aws/things/Sensor/shadow/name/{self.sensor_id}/update/desired"
         self.topic_name = self._build_topic(zone_id, equip_id,self.sensor_id, self.type)
@@ -36,14 +57,16 @@ def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_co
 
     # 데이터 생성 로직 정의 
     def _generate_data(self) -> dict:
+
+        # ContinuousSimulatorMixin의 메서드를 오버라이드하여 센서별 파라미터 적용
+        sensor_value = self._generate_continuous_val()
+
         return {
             "zoneId": self.zone_id,
             "equipId": self.equip_id,
             "sensorId": self.sensor_id,
             "sensorType": self.type,
-            # "val": round(random.uniform(0.1 + self.idx, 10.0 + self.idx), 2)
-            "val": self._generate_continuous_val() 
-            # 0: 7, 1: 7이상, 2: 30 이상 최소값은 0 
+            "val": sensor_value
         }
 
     ################################################

service/simulation/DustSimulator.py

@@ -4,7 +4,12 @@
 class DustSimulator(ContinuousSimulatorMixin,SimulatorInterface2):
     # dust_simulator.py (Mixin 상수 부분만)
     SENSOR_TYPE         = "dust"     # ㎍/㎥
-    MU, SIGMA           = 50, 25     # 평균 50 ㎍/㎥, σ = 25
+    # MU, SIGMA           = 50, 25     # 평균 50 ㎍/㎥, σ = 25
+    # 환경센서용 정규분포 파라미터
+    ENV_MU, ENV_SIGMA    = 50, 25
+    # 설비센서용 정규분포 파라미터  
+    FAC_MU, FAC_SIGMA    = 50, 25
+
     LOWER, UPPER        = 0, 300     # 0 ‒ 300 ㎍/㎥ 범위
     # SMALL_SIGMA_RATIO   = 0.10       # 정상 변동폭 = σ의 10 %(≈ ±2.5)
 
@@ -21,6 +26,16 @@ def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_co
         # 시뮬레이터 마다 개별적으로 사용하는 속성(토픽, 수집 데이터 초기값)
         self.sensor_id = f"UA10D-DST-2406089{idx}"  # 센서 ID
         self.type = "dust"  # 센서 타입
+
+        # 환경센서 vs 설비센서 구분 및 파라미터 설정
+        self.is_environment_sensor = (zone_id == equip_id)
+        if self.is_environment_sensor:
+            self.MU = self.ENV_MU
+            self.SIGMA = self.ENV_SIGMA
+        else:
+            self.MU = self.FAC_MU
+            self.SIGMA = self.FAC_SIGMA
+
         self.shadow_regist_topic_name = f"$aws/things/Sensor/shadow/name/{self.sensor_id}/update"
         self.shadow_desired_topic_name = f"$aws/things/Sensor/shadow/name/{self.sensor_id}/update/desired"
         self.topic_name = self._build_topic(zone_id, equip_id,self.sensor_id, self.type)
@@ -36,12 +51,16 @@ def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_co
 
     # 데이터 생성 로직 정의 
     def _generate_data(self) -> dict:
+
+        # ContinuousSimulatorMixin의 메서드를 오버라이드하여 센서별 파라미터 적용
+        sensor_value = self._generate_continuous_val()
+
         return {
             "zoneId": self.zone_id,
             "equipId": self.equip_id,
             "sensorId": self.sensor_id,
             "sensorType": self.type,
-            "val": self._generate_continuous_val()
+            "val": sensor_value
         }
 
     ################################################

service/simulation/HumiditySimulator.py

@@ -5,9 +5,15 @@
 class HumiditySimulator(ContinuousSimulatorMixin,SimulatorInterface2):
     # 타입별 시뮬레이터 세팅
     SENSOR_TYPE  = "humid"
-    MU, SIGMA    = 55, 15
-    LOWER, UPPER = 0, 100
-    OUTLIER_P    = 0.1
+    # 환경센서용 정규분포 파라미터
+    ENV_MU, ENV_SIGMA    = 55, 15
+    # 설비센서용 정규분포 파라미터  
+    FAC_MU, FAC_SIGMA    = 50.02, 11.84
+
+    ENV_LOWER, ENV_UPPER = 0, 100
+    FAC_LOWER, FAC_UPPER = 10, 90
+
+    OUTLIER_P    = 0.05
 
     def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_count:int = 10, conn=None):
         #########################################
@@ -27,6 +33,20 @@ def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_co
         #########################################
         self.sensor_id = f"UA10H-HUM-3406089{idx}" # 센서 ID
         self.type = "humid" # 센서 타입
+
+        # 환경센서 vs 설비센서 구분 및 파라미터 설정
+        self.is_environment_sensor = (zone_id == equip_id)
+        if self.is_environment_sensor:
+            self.MU = self.ENV_MU
+            self.SIGMA = self.ENV_SIGMA
+            self.LOWER = self.ENV_LOWER
+            self.UPPER = self.ENV_UPPER
+        else:
+            self.MU = self.FAC_MU
+            self.SIGMA = self.FAC_SIGMA
+            self.LOWER = self.FAC_LOWER
+            self.UPPER = self.FAC_UPPER
+
         # shadow 등록용 토픽
         self.shadow_regist_topic_name = f"$aws/things/Sensor/shadow/name/{self.sensor_id}/update"
         # shadow 제어 명령 구독용 토픽
@@ -41,12 +61,16 @@ def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_co
     ################################################
     def _generate_data(self) -> dict:
         """ 데이터 생성 메서드 """
+
+        # ContinuousSimulatorMixin의 메서드를 오버라이드하여 센서별 파라미터 적용
+        sensor_value = self._generate_continuous_val()
+
         return {
             "zoneId": self.zone_id,
             "equipId": self.equip_id,
             "sensorId": self.sensor_id,
             "sensorType": self.type,
-            "val": self._generate_continuous_val()
+            "val": sensor_value
         }
 
     ################################################

service/simulation/PowerSimulator.py

@@ -0,0 +1,107 @@
+from service.simulatelogic.PowerContinuousSimulatorMixin import PowerContinuousSimulatorMixin
+from .SimulatorInterface2 import SimulatorInterface2
+
+class PowerSimulator(PowerContinuousSimulatorMixin,SimulatorInterface2):
+    # 정규분포 상속로직에 집어넣을 숫자들
+    SENSOR_TYPE  = "power" # 센서 타입
+    # 유효전력 정규분포 데이터
+    Active_MU = 53237      # 평균 (실데이터)
+    Active_SIGMA = 38263   # std
+    Active_LOWER = 0
+    Active_UPPER = 250000  # max
+    # 무효전력 정규분포 데이터
+    Reactive_MU = 29018      # 평균 (실데이터)
+    Reactive_SIGMA = 19247   # std
+    Reactive_LOWER = 0
+    Reactive_UPPER = 480000  # max
+
+
+    def __init__(self, idx: int, zone_id:str, equip_id:str, interval:int = 5, msg_count:int = 10, conn=None):
+        super().__init__(
+            idx=idx,
+            zone_id=zone_id,
+            equip_id=equip_id,
+            interval=interval,
+            msg_count=msg_count,
+            conn=conn
+        )
+        self.sensor_id = f"UA10P-PWR-2406089{idx}" # Sensor ID
+        self.type = "power" # Sensor type
+
+        # 환경센서 vs 설비센서 구분 및 파라미터 설정
+        self.is_environment_sensor = (zone_id == equip_id)
+        # if self.is_environment_sensor:
+        #     self.MU = self.ENV_MU
+        #     self.SIGMA = self.ENV_SIGMA
+        # else:
+        #     self.MU = self.FAC_MU
+        #     self.SIGMA = self.FAC_SIGMA
+
+        self.shadow_regist_topic_name = f"$aws/things/Sensor/shadow/name/{self.sensor_id}/update"
+        self.shadow_desired_topic_name = f"$aws/things/Sensor/shadow/name/{self.sensor_id}/update/desired"
+        # 각각의 토픽 설정
+        self.active_topic = self._build_topic(zone_id, equip_id, self.sensor_id, "active_power")
+        self.reactive_topic = self._build_topic(zone_id, equip_id, self.sensor_id, "reactive_power")
+        self.target_active_power = None
+        self.target_reactive_power = None
+
+    ################################################z
+    # 데이터 생성 로직을 정의 (시뮬레이터 마다 다르게 구현)
+    # 예) 온도, 습도, 진동, 전류 등등
+    ################################################
+    def _generate_data(self) -> list:
+        """ 데이터 생성 메서드 """
+        # Active Power 데이터 생성
+        active_power_value = self._generate_power_val(
+            self.Active_MU, 
+            self.Active_SIGMA, 
+            self.Active_LOWER, 
+            self.Active_UPPER
+        )
+
+        # Reactive Power 데이터 생성
+        reactive_power_value = self._generate_power_val(
+            self.Reactive_MU, 
+            self.Reactive_SIGMA, 
+            self.Reactive_LOWER, 
+            self.Reactive_UPPER
+        )
+
+        # 두 개의 데이터 객체 생성
+        active_data = {
+            "zoneId": self.zone_id,
+            "equipId": self.equip_id,
+            "sensorId": self.sensor_id,
+            "sensorType": "active_power",
+            "val": active_power_value
+        }
+
+        reactive_data = {
+            "zoneId": self.zone_id,
+            "equipId": self.equip_id,
+            "sensorId": self.sensor_id,
+            "sensorType": "reactive_power", 
+            "val": reactive_power_value
+        }
+
+        return [active_data, reactive_data]
+
+    ################################################
+    # 제어 로직을 정의 ( shadow의 desired 상태를 구독하여 제어하는 로직을 구현할 예정)
+    ################################################
+    def _apply_desired_state(self, desired_state):
+        target_active = desired_state.get("target_active_power")
+        target_reactive = desired_state.get("target_reactive_power")
+
+        sensor_type = "Environment" if self.is_environment_sensor else "Facility"
+
+        if target_active is not None:
+            self.target_active_power = target_active
+            print(f"Desired state applied: {self.sensor_id} ({sensor_type}) - Target Active Power: {self.target_active_power}")
+
+        if target_reactive is not None:
+            self.target_reactive_power = target_reactive
+            print(f"Desired state applied: {self.sensor_id} ({sensor_type}) - Target Reactive Power: {self.target_reactive_power}")
+
+        if target_active is None and target_reactive is None:
+            print(f"No target power values provided for {self.sensor_id}.")