Kontrola nad parametrami środowiskowymi jeziora Inteligentny monitoring środowiska jest wykorzystywany w Obersee do monitorowania, analizowania i optymalizowania jakości wody.

Skontaktuj się z nami

Monitorowanie środowiska w Obersee Bielefeld

Profil klienta

Obersee, Bielefeld

Johannisbachtalsperre, znane również jako Obersee, jest największym zbiornikiem wodnym w niemieckim mieście Bielefeld.
Ten sztuczny zbiornik ma powierzchnię około 14,5 hektara.
Najgłębszy punkt ma około 2,5 metra.
Jezioro jest popularnym lokalnym terenem rekreacyjnym i siedliskiem wielu rodzimych gatunków zwierząt.

Wyzwanie

Niska zawartość tlenu i kompleksowe testy jakości wody

W sezonie letnim niewielka głębokość Obersee powoduje zwiększone ryzyko rozwoju glonów. Prowadzi to do zwiększenia ubytku tlenu i może spowodować powstanie strefy martwych wód. Szczególnie cierpią na tym ryby, dla których tlen w wodzie jest niezbędny do życia.

Badanie jakości wody jest dość czasochłonne, ponieważ wymaga wypływania łodzią na jezioro. Urząd Ochrony Środowiska wdrożył nasz system Smart Environmental IoT, który umożliwi wykrywanie negatywnych wpływów środowiskowych oraz uruchamianie wentylatorów systemu sztucznego napowietrzania tylko w przypadku dużego niedoboru tlenu.

Rozwiązanie

Uruchomienie Smart City Box nad jeziorem Obersee w Bielefeld

Monitorowanie warunków środowiskowych w czasie rzeczywistym i sterowanie napowietrzaniem w zależności od potrzeb

Nad jeziorem Obersee w Bielefeld warunki środowiskowe są monitorowane skutecznie przez system IoT Smart Environmental. Urząd Ochrony Środowiska w Bielefeld wykorzystuje czujniki do pomiaru jakości wody, w tym mętności i zawartości tlenu. Gromadzone są również dane dotyczące jakości powietrza i zawartości CO2. Dzięki integracji Smart City Box wartości te mogą być teraz rejestrowane i analizowane przez całą dobę. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu technologii radiowej LoRaWAN i podłączonych konwencjonalnie czujników, które umożliwiają transmisję danych z czujników wokół jeziora i w jeziorze, zapewniając w ten sposób monitorowanie w czasie rzeczywistym.

Wartości zmierzone w jeziorze i jego otoczeniu można wykorzystać również do sterowania napowietrzaniem. Jeśli lokalny system automatyki wykryje w jeziorze wartości ujemne, napowietrzanie jest aktywowane w poszczególnych punktach jeziora w celu dostarczenia rybom tlenu. Łatwy dostęp do danych historycznych i bieżących jest możliwy za pośrednictwem internetowej platformy IoT.

Dzięki pomiarowi parametrów mamy nadzieję znacznie zmniejszyć czasochłonność monitorowania jeziora Obersee. Ponadto możemy szybciej reagować na zdarzenia, ponieważ możemy rejestrować mierzone wartości znacznie dokładniej i w sposób ciągły oraz odczytywać je na platformie IoT.

Marco Butzkies, Pracownik

Szczegóły rozwiązania

Internetowa platforma IoT do wizualizacji danych

Zarówno dane pomiarowe z czujników lokalnych, jak i zdecentralizowanych czujników LoRaWAN są przesyłane przez modem za pośrednictwem sieci telefonii komórkowej do platformy IoT grovez.io firmy Phoenix Contact. Jest to aplikacja internetowa, w której można wyświetlać zmierzone wartości. Daje to użytkownikom z Urzędu Ochrony Środowiska w Bielefeld aktualny wgląd w stan wody. Oprócz bieżących wartości, możliwe jest również wyświetlanie danych historycznych w trendach, na przykład w celu rozpoznania zmian zawartości tlenu.

Ponadto dane są również udostępniane innym użytkownikom, takim jak zakłady komunalne, za pośrednictwem połączenia chmura-chmura. Oznacza to, że własna platforma danych zakładów komunalnych w Bielefeld może pobierać dane z centralnego brokera MQTT za pośrednictwem bezpiecznego połączenia VPN (Virtual Private Network).

Optymalna komunikacja z LoRaWAN

Technologia radiowa LoRaWAN zapewnia optymalny zasięg radiowy rozproszonych czujników. LoRaWAN to technologia sieci bezprzewodowej, która została opracowana specjalnie z myślą o IoT i rejestrowaniu danych z rozproszonych czujników. W przeciwieństwie do innych systemów radiowych, LoRaWAN charakteryzuje się bardzo dużym zasięgiem przy niskim poborze prądu. Umożliwia to bezprzewodową transmisję danych z czujników na odległość od dwóch kilometrów na obszarach miejskich oraz do 40 kilometrów na obszarach wiejskich – i to przy długim czasie pracy baterii. Właściwości te są szczególnie ważne, ponieważ w jeziorze Obersee oraz wokół niego zainstalowaną dużą liczbę urządzeń.

Technologia LoRaWAN wykorzystuje specyficzny rodzaj modulacji, dzięki czemu sygnały mogą być przesyłane na duże odległości i w trudnych warunkach. Sygnały mogą być przesyłane przez budynki, drzewa lub inne przeszkody, dlatego technologia ta jest idealna do zastosowań związanych z monitorowaniem środowiska – takich jak w Obersee. Infrastruktura LoRaWAN składa się z bramek LoRaWAN, które umożliwiają komunikację między urządzeniami końcowymi (węzłami) a dalszą siecią. Telegramy radiowe są konwertowane w urządzeniach na pakiety oparte na protokole TCP/IP. Konieczny jest również serwer LoRaWAN, który odbiera pakiety danych, odszyfrowuje je i przekazuje dane użytkowe lub zmierzone wartości do innych systemów.

Centralny element: Smart City Box

Rozwiązanie szafowe Smart City Box zawiera wszystkie istotne komponenty do monitorowania środowiska w jeziorze Obersee. Czujniki z różnymi interfejsami można łatwo podłączyć do uniwersalnego systemu. Oprócz zmierzonych wartości zmętnienia wody i zawartości tlenu, rejestrowana jest również temperatura powietrza, ciśnienie powietrza i zawartość CO2. W tym celu wokół jeziora Obersee zainstalowano różne czujniki kompatybilne z LoRaWAN od różnych producentów. Zmierzone wartości są przesyłane do sterownika PLC zintegrowanego z Smart City Box. PLCnext Control monitoruje czujniki i może wykrywać błędy pomiarowe. Bramka zainstalowana centralnie w Smart City Box zapewnia zasięg radiowy przy tamie. Szafa sterownicza może być rozbudowywana modułowo w zależności od potrzeb.

Inteligentne zarządzanie środowiskiem dzięki Smart City Box

Dzięki Smart City Box można łatwo połączyć dane miasta – od czujnika do układu sterowania. Przejrzystość danych pomaga w uzyskaniu ukierunkowanych środków optymalizacji dla efektywnych i zrównoważonych przestrzeni do życia. Uniwersalna skrzynka jest po prostu podłączana do istniejącej infrastruktury.

Wszystkie aplikacje opierają się na pozyskiwaniu danych z czujników w czasie rzeczywistym i bezprzewodowej transmisji danych. Dzięki otwartej architekturze systemu, skrzynkę można łatwo zintegrować zarówno z miejskimi centrami danych, jak i wieloma innymi platformami IoT.

Korzyści

Przejrzystość danych środowiskowych: zdalne monitorowanie zmętnienia wody i zawartości tlenu w czasie rzeczywistym
Prosta integracja zdecentralizowanych czujników z różnymi interfejsami
Otwarte interfejsy na poziomie chmury do dostarczania danych dla wszystkich zaangażowanych stron
Opracowanie skutecznych działań w celu zrównoważonej ochrony środowiska
Zautomatyzowane sterowanie napowietrzaniem w zależności od potrzeb pozwala oszczędzać energię, koszty i zasoby

Kontakt

Joel Stratemann

Manager Business Development Smart Cities

smartcity@phoenixcontact.com

Chętnie wesprę Cię w drodze do inteligentnego miasta. Zaufaj naszemu wieloletniemu doświadczeniu i skorzystaj z naszej bogatej oferty usług.

Produkty

Sterowniki i elementy I/O do automatyzacji

Technika automatyzacji

Użyj preferowanego języka programowania do automatyzacji i połącz swój system z chmurą.

Więcej na temat techniki automatyzacji

Industrial Wireless

Od IWLAN poprzez Wireless IO po LoRaWAN – Industrial Wireless umożliwia bezpieczne i niezawodne połączenia bezprzewodowe dla zastosowań przemysłowych.

Więcej na temat Industrial Wireless

Routery przemysłowe i cyberbezpieczeństwo

Niezawodna komunikacja zdalna

Oferujemy routery przemysłowe i rozwiązania w dziedzinie cyberbezpieczeństwa, które umożliwiają bezpieczną globalną komunikację z maszynami i systemami.

Więcej na temat routerów przemysłowych i cyberbezpieczeństwa

Osoba obsługująca tablet przed szafą sterowniczą

Nie znalazłeś jeszcze odpowiedniego produktu?

Skontaktuj się z nami. Doradzimy Ci i wspólnie znajdziemy optymalne rozwiązanie.

Zamów konsultację

Podsumowanie

Optymalna jakość wody dzięki wykorzystaniu danych środowiskowych

Wykorzystanie danych środowiskowych otwiera szeroki zakres korzyści dla miast i gmin. Oszczędność kosztów i zasobów można osiągnąć np. poprzez monitorowanie warunków środowiskowych w czasie rzeczywistym i podejmowanie natychmiastowych działań. Aby określać aktualną jakość wody, Urząd Ochrony Środowiska w Bielefeld musiał pobierać próbki wody z jeziora z łodzi. Dzięki zainstalowanym czujnikom w połączeniu z Smart City Box, wartości te mogą być teraz rejestrowane i analizowane o każdej porze dnia i nocy. W efekcie połączenie klasycznej automatyzacji i aplikacji IoT otwiera przed Urzędem Ochrony Środowiska w Bielefeld nowe możliwości poprawy warunków środowiskowych przy jednoczesnej oszczędności czasu i obniżeniu kosztów.