一年のうち暑い時期はオーバー湖の水深が浅くなるため、藻類が生えるリスクが高まります。これにより酸素の消費量が増加し、水が汚染される可能性があります。水中の酸素が生存に不可欠な魚類資源は、この影響を特に受けます。
水質検査には湖をボートで航行しなければならないため、かなりの労力が必要です。環境局は当社のスマート環境IoTシステムを導入したところで、これにより環境への悪影響を適時に特定し、将来的に深刻な酸素不足が発生した場合にのみ人工曝気ブロワで曝気を行う予定です。
ビーレフェルトのオーバー湖では、スマート環境IoTシステムによって環境条件が効果的に監視されています。ビーレフェルト環境局は、透明度や酸素レベルなどの水質を測定するためにセンサテクノロジを使用しています。空気の質とCO2レベルに関するデータも収集されます。Smart City Boxと組み合わせることで、これらの値を24時間記録し評価することができるようになりました。これは、LoRaWAN無線技術と従来接続されているセンサを使用することで実現し、湖の周囲と湖からのセンサデータの送信が可能になり、リアルタイムで監視できるようになりました。
湖とその周囲から収集された測定値は、人工曝気を制御するためにも使用できます。ローカルのオートメーションシステムが湖内で負の値を検出すると、魚に酸素を供給するために湖の個々のポイントで曝気が開始されます。履歴データと現在のデータには、ウェブベースのIoTプラットフォームを介して簡単にアクセスすることができます。
記録された測定値に基づいて、オーバー湖の監視に必要な労力が大幅に削減されることが期待されています。さらに、測定値を継続的により正確に記録し、IoTプラットフォームでアクセスできるため、イベントに迅速に対応できるようになります。
ローカルセンサと分散型LoRaWANセンサの両方からの測定データは、モデムを用いてモバイルネットワーク経由でフエニックス・コンタクトのgrovez.io IoTプラットフォームに送信されます。これは、測定値を表示できるウェブベースのアプリケーションです。これにより、ビーレフェルト環境局のユーザーは水の状態に関する最新の情報を得ることができます。現在の値に加えて、例えば酸素レベルの変動を確認するためにトレンドとして過去のデータも表示できます。
さらに、データは、クラウド間接続を介して自治体の公共事業体などの他のユーザーにも提供されます。これにより、シュタットヴェルケ ビーレフェルト（Stadtwerke Bielefeld）市営公共事業のデータプラットフォームが、VPN（Virtual Private Network：仮想プライベートネットワーク）を使用した安全な接続を介して中央MQTTブローカーからデータを取得することができます。
LoRaWAN無線技術は、分散型センサにおける無線の受信範囲を最適化するために使用されます。LoRaWANは、IoTおよび分散型センサの記録用に特別に開発された無線ネットワークテクノロジです。他の無線システムと比較して、LoRaWANは非常に広い範囲と低い消費電流が特徴です。これにより、都市部では2キロメートル以上、郊外部では最大40キロメートルの距離までセンサデータを無線で転送できるようになり、バッテリーの寿命も長くなります。オーバー湖とその周囲には多数の機器が設置されているため、このような特性は特に重要です。
LoRaWANテクノロジは特定のタイプの変調を使用するため、長距離や過酷な環境でも信号を送信することができます。信号は建物、木、その他の障害物を通過して送信できるため、このテクノロジはオーバー湖のような環境監視アプリケーションに適しています。LoRaWANインフラは基本的に、末端機器（ノード）と他のネットワーク間の通信を可能にするLoRaWANゲートウェイで構成されます。この機器では、無線テレグラムがTCP/IPベースのパケットに変換されます。データパケットを受信して復号化し、ユーザーデータまたは測定値を他のシステムに転送するLoRaWANサーバも必要です。
Smart City Box制御盤ソリューションには、オーバー湖の環境を監視するためのすべての関連コンポーネントが含まれています。異なるインターフェースのセンサを汎用システムに簡単に接続することができます。水の透明度や酸素レベルの測定値に加えて、気温、気圧、CO2レベルも記録されます。これを実現するために、オーバー湖の周囲にはさまざまなメーカーのLoRaWAN対応センサが設置されています。測定された値は、Smart City Boxに統合されたPLCに伝送されます。PLCnext Controlはセンサを制御し、測定エラーを検出することができます。Smart City Boxに一元的に設置されたゲートウェイが、無線の受信範囲をダムにまで広げています。制御盤は必要に応じてモジュール方式により拡張することができます。
Smart City Boxを使用すると、都市データを、センサから制御システムまで、簡単に組み合わせられます。データの透明性により、効率的で持続可能な生活空間のための、ターゲットを絞った最適化措置を特定しやすくなります。この汎用ボックスは、既存のインフラに簡単に接続することができます。
すべてのアプリケーションは、リアルタイムで取得されるセンサデータと無線データ伝送に基づいています。このボックスはオープンシステムアーキテクチャで、地方自治体のコンピューティングセンターやその他多数のIoTプラットフォームに簡単に統合することができます。
環境データを活用することで、町や自治体にさまざまなメリットがもたらされます。例えば、環境条件をリアルタイムで監視し、適切な対策をすぐに講じることで、コストと資源の消費を抑えることができます。これまでは、現時点での水質を判断するために、ビーレフェルト環境局（Bielefeld Environmental Agency）はボートを使い湖から複数回サンプルを採取する必要がありました。しかし今では、設置されたセンサとSmart City Boxを組み合わせることで、昼夜を問わずいつでもこれらの値を記録し、評価できるようになりました。そこで、ビーレフェルト環境局は、従来のオートメーションとIoTアプリケーションを組み合わせることで、環境条件を改善しながら関連する時間とコストを削減する新たな可能性を広げています。
