Una panoramica dei dati ambientali del lago Il monitoraggio ambientale intelligente viene utilizzato sull'Obersee per monitorare, analizzare e ottimizzare la qualità dell'acqua.

Monitoraggio ambientale all'Obersee di Bielefeld

Profilo cliente


Obersee Bielefeld

Obersee, Bielefeld

  • Il Johannisbachtalsperre, noto anche come Obersee, è il più grande specchio d'acqua della città tedesca di Bielefeld.
  • Il bacino artificiale ha una superficie di circa 14,5 ettari.
  • Il punto più profondo è di circa 2,5 metri.
  • Il lago è un'apprezzata area ricreativa locale nonché un rifugio per molte specie animali autoctone.

Sfida


Ventilazione Obersee Bielefeld

Basso contenuto di ossigeno e test complessi sulla qualità dell'acqua

Nei periodi caldi dell'anno, la bassa profondità dell'acqua dell'Obersee comporta un aumento del rischio di crescita delle alghe. Questo porta a un aumento del consumo di ossigeno e a un mutamento improvviso dell'acqua. A soffrire sono soprattutto i banchi di pesci, per i quali l'ossigeno nell'acqua costituisce un elemento vitale.

La verifica della qualità dell'acqua comporta pertanto un impegno adeguato, in quanto richiede l'utilizzo di un'imbarcazione sul lago. L'Agenzia per l'ambiente ha ora implementato il nostro sistema Smart Environmental IoT, in modo che i fattori ambientali negativi possano essere identificati tempestivamente e le ventole del sistema di ventilazione artificiale si attivino solo in caso di forte carenza di ossigeno.

Soluzione


Messa in servizio della Smart City Box all'Obersee di Bielefeld

Monitorare le condizioni ambientali in tempo reale e controllare la ventilazione come richiesto

All'Obersee di Bielefeld le condizioni ambientali sono efficacemente monitorate da un sistema Smart Environmental IoT. L'Agenzia per l'ambiente di Bielefeld utilizza la tecnologia dei sensori per misurare la qualità dell'acqua, tra cui la torbidità e il contenuto di ossigeno. Vengono inoltre raccolti dati sulla qualità dell'aria e sul contenuto di CO2. Integrando la Smart City Box, tali valori possono ora essere registrati e analizzati 24 ore su 24. Ciò avviene attraverso l'uso della tecnologia radio LoRaWAN® e di sensori convenzionalmente connessi, che consentono la trasmissione dei dati rilevati dai sensori intorno e fuori dal lago, garantendo così il monitoraggio in tempo reale.

I valori misurati raccolti dal lago e nei suoi dintorni possono essere utilizzati anche per controllare la ventilazione artificiale. Se il sistema di automazione locale rileva valori negativi nel lago, la ventilazione viene attivata in singoli punti del lago per fornire ossigeno ai pesci. Lo storico dei dati e i valori attuali sono facilmente accessibili tramite una piattaforma IoT basata sul web.

Grazie alla registrazione dei valori rilevati, speriamo in uno sforzo significativamente inferiore nel monitoraggio dell'Obersee. Inoltre, possiamo reagire più rapidamente agli eventi, poiché possiamo registrare i valori rilevati in modo molto più preciso e costante e richiamarli nella piattaforma IoT.

Marco Butzkies, Dipendente

La soluzione nel dettaglio

Monitoraggio dei dati dei sensori
Sensori decentralizzati
Smart City Box
Monitoraggio dei dati dei sensori

Sia i dati di misura dei sensori locali che quelli dei sensori LoRaWAN® decentralizzati vengono trasmessi da un modem attraverso la rete di telefonia mobile alla piattaforma IoT grovez.io di Phoenix Contact. Si tratta di un'applicazione basata sul web in cui è possibile visualizzare i valori misurati. In questo modo gli utenti Agenzia per l'ambiente di Bielefeld possono avere una visione aggiornata dello stato delle acque. Oltre ai valori attuali, è possibile visualizzare anche l'andamento storico dei dati, ad esempio per riconoscere le fluttuazioni del contenuto di ossigeno.

Inoltre, i dati vengono resi disponibili anche ad altri utenti, come le aziende municipalizzate, tramite una connessione cloud-to-cloud. Ciò significa che la piattaforma dati dell'azienda municipalizzata Bielefeld può recuperare i dati dal broker MQTT centrale tramite una connessione VPN (Virtual Private Network) sicura.

Sensori decentralizzati

La tecnologia radio LoRaWAN® viene utilizzata per una copertura radio ottimale dei sensori decentralizzati. LoRaWAN® è una tecnologia di rete wireless sviluppata appositamente per l'IoT e la registrazione di sensori decentralizzati. A differenza di altri sistemi radio, LoRaWAN® si distingue per una portata molto lunga e un basso assorbimento di corrente. Ciò consente la trasmissione wireless dei dati dei sensori per oltre due chilometri nelle aree urbane e fino a 40 chilometri nelle aree rurali, con una lunga durata della batteria. Queste proprietà sono particolarmente importanti, poiché un gran numero di dispositivi sono installati all'interno e nei dintorni dell'Obersee.

La tecnologia LoRaWAN® utilizza un tipo specifico di modulazione che consente di trasmettere i segnali su lunghe distanze e in ambienti difficili. I segnali possono essere trasmessi attraverso edifici, alberi o altri ostacoli, motivo per cui la tecnologia è ideale per le applicazioni di monitoraggio ambientale, come nel caso dell'Obersee. L'infrastruttura LoRaWAN® è costituita essenzialmente da gateway LoRaWAN® che consentono la comunicazione tra i dispositivi terminali (nodi) e la rete più ampia. Nei dispositivi i telegrammi radio vengono convertiti in pacchetti basati su TCP/IP. È necessario anche un server LoRaWAN® che riceva i pacchetti dati, li decifri e inoltri ad altri sistemi i dati utente o i valori misurati.

Smart City Box

La soluzione per quadri elettrici Smart City Box contiene tutti i componenti necessari per il monitoraggio dell'ambiente dell'Obersee. I sensori con interfacce diverse possono essere facilmente collegati al sistema universale. Oltre ai valori misurati per la torbidità dell'acqua e il contenuto di ossigeno, vengono registrati anche la temperatura dell'aria, la pressione dell'aria e il contenuto di CO2. A tal fine, intorno all'Obersee sono stati installati vari sensori di diversi produttori compatibili con la tecnologia LoRaWAN®. I valori misurati vengono trasmessi al PLC integrato nella Smart City Box. PLCnext Control monitora i sensori e può rilevare gli errori di misura. Un gateway installato centralmente nella Smart City Box fornisce la copertura radio presso la diga. Il quadro elettrico può essere ampliato in modo modulare a seconda delle esigenze.

Gestione intelligente dell'ambiente con Smart City Box

Con Smart City Box è possibile collegare facilmente i dati della città - dal sensore al sistema di controllo. La trasparenza dei dati aiuta a ricavare misure di ottimizzazione mirate per habitat efficienti e sostenibili. Il box versatile viene semplicemente collegato all'infrastruttura esistente.

Tutte le applicazioni si basano sull'acquisizione in tempo reale dei dati dei sensori e sulla trasmissione wireless dei dati. Grazie all'architettura aperta del sistema, il box può essere facilmente integrato sia nei data center comunali che in molte altre piattaforme IoT.

I vantaggi

  • Trasparenza dei dati ambientali: monitoraggio a distanza della torbidità dell'acqua e del contenuto di ossigeno in tempo reale
  • Semplice integrazione di sensori decentralizzati con varie interfacce
  • Interfacce aperte, anche a livello di cloud, per la fornitura di dati a tutte le parti coinvolte
  • Conseguente applicazione di misure efficaci per la protezione sostenibile dell'ambiente
  • Risparmio di energia, costi e risorse grazie al controllo della ventilazione automatizzato in base alle esigenze

Contatti


Joel Stratemann
Joel Stratemann
Manager Business Development Smart Cities
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Prodotti


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Conclusione


Ventilazione ottimale dell'Obersee

Qualità ottimale dell'acqua grazie all'utilizzo dei dati ambientali

L'uso dei dati ambientali offre un'ampia gamma di vantaggi alle città e ai comuni. Ad esempio, è possibile risparmiare su costi e risorse monitorando le condizioni ambientali in tempo reale e intervenendo immediatamente. Per determinare l'attuale qualità dell'acqua, l'Agenzia per l'ambiente di Bielefeld ha dovuto prelevare diversi campioni dal lago utilizzando un'imbarcazione. Grazie ai sensori installati in combinazione con la Smart City Box, questi valori possono essere registrati e analizzati a qualsiasi ora del giorno e della notte. In sintesi, si può affermare che la combinazione di automazione classica e applicazioni nel settore IoT apre nuove opportunità per l'Agenzia per l'ambiente di Bielefeld volte a migliorare le condizioni ambientali e allo stesso tempo ridurre tempi e costi.