Огляд екологічних даних озера Інтелектуальний моніторинг стану довкілля використовується на Оберзее для контролю, аналізу та оптимізації якості води.

Моніторинг стану довкілля на озері Оберзее у Білефельді

Профіль замовника


Оберзее, Білефельд

Оберзее, Білефельд

  • Озеро Йоханісбахтальшперре, також відоме як Оберзее, є найбільшою водоймою в німецькому місті Білефельд.
  • Штучно створена водойма має площу близько 14,5 гектарів.
  • Найглибша точка — близько 2,5 метрів.
  • Озеро є популярною місцевою зоною відпочинку та середовищем проживання для багатьох місцевих видів тварин.

Виклик


Вентиляція в озері Оберзее у Білефельді

Низький вміст кисню та комплексна перевірка якості води

У спекотні періоди року через невелику глибину Оберзее виникає підвищений ризик росту водоростей. Це призводить до підвищеного споживання кисню і може спричинити кисневе виснаження водойми. Особливо страждають риби, для яких кисень у воді є життєво важливим.

Перевірка якості води пов’язана з відповідними зусиллями, оскільки для цього потрібно вивести човен на озеро. Департамент охорони довкілля впровадив нашу систему Smart Environmental IoT, щоб можна обуло вчасно виявляти негативні впливи на навколишнє середовище, а вентилятори системи штучної вентиляції вмикалися лише в разі гострої нестачі кисню.

Рішення


Введення в експлуатацію Smart City Box на озері Оберзее у Білефельді

Відстежуйте умови навколишнього середовища в режимі реального часу та керуйте вентиляцією за потреби

Екологічні умови на озері Оберзее у Білефельді ефективно контролює система Інтернету речей Smart Environmental IoT. Департамент охорони довкілля міста Білефельд використовує сенсорну технологію для вимірювання якості води, зокрема каламутності і вмісту кисню. Також відбувається збирання даних про якість повітря та вміст CO2. Завдяки інтеграції Smart City Box ці значення тепер можна записувати та аналізувати цілодобово. Це можливо завдяки використанню радіотехнології LoRaWAN і традиційно підключених датчиків, які дозволяють передавати дані датчиків навколо озера і за його межами, забезпечуючи таким чином моніторинг в режимі реального часу.

Виміряні значення, зібрані з озера та його околиць, також можна використовувати для керування штучною вентиляцією. Якщо локальна система автоматизації виявляє негативні значення в озері, в окремих точках озера активується система вентиляції, щоб забезпечити рибу киснем. Історичні та поточні дані можна легко отримувати через вебплатформу Інтернету речей.

Записуючи виміряні значення, ми сподіваємося значно зменшити зусилля, пов’язані з моніторингом стану Оберзее. Більш того, ми можемо швидше реагувати на події, оскільки тепер можна набагато точніше і безперервно записувати виміряні значення і отримувати їх через платформу Інтернету речей.

Марко Буцкіс, Працівник

Рішення в деталях

Моніторинг даних датчиків
Децентралізовані датчики
Smart City Box
Моніторинг даних датчиків

Дані вимірювань з локальних датчиків і децентралізованих датчиків LoRaWAN модем через мережу мобільно зв’язку передає на платформу IoT grovez.io від Phoenix Contact. Це вебпрограма, в якій можна відображати виміряні значення. Вона надає користувачам Департаменту охорони довкілля міста Білефельд актуальну інформацію про стан води. На додаток до поточних значень, можна також відображати історичні дані у вигляді тенденцій, наприклад, для розпізнавання коливань вмісту кисню.

Крім того, дані також доступні іншим користувачам, наприклад муніципальним службам, через з'єднання «хмара-хмара». Це дозволяє власній платформі даних муніципальних служб міста Білефельд отримувати дані від центрального брокера MQTT через безпечне з’єднання VPN (Virtual Private Network).

Децентралізовані датчики

Технологія радіозв’язку LoRaWAN використовується для оптимальної передачі даних децентралізованих датчиків. LoRaWAN — це бездротова мережева технологія, яку було розроблено спеціально для IoT та запису даних з децентралізованих датчиків. На відміну від інших радіосистем LoRaWAN характеризується дуже великим радіусом дії за низького енергоспоживання. Це забезпечує можливість бездротової передачі даних датчиків на відстань від двох кілометрів у містах до 40 кілометрів у сільській місцевості — і все це з тривалим терміном служби батареї. Ці властивості особливо важливі, оскільки на Оберзее та навколо нього встановлено велику кількість пристроїв.

Технологія LoRaWAN використовує особливий тип модуляції, що дозволяє передавати сигнали на великі відстані і в складних умовах. Сигнали можна передавати через будівлі, дерева та інші перешкоди, тому ця технологія ідеально підходить для моніторингу стану довкілля, як, наприклад, на Оберзее. Інфраструктура LoRaWAN здебільшого складається зі шлюзів LoRaWAN, які забезпечують зв’язок між кінцевими пристроями (вузлами) і більш широкою мережею. У пристроях радіограми перетворюються на пакети на основі TCP/IP. Також потрібен сервер LoRaWAN, який отримує пакети даних, розшифровує їх і пересилає корисні дані або виміряні значення в інші системи.

Smart City Box

Рішення для шафи керування Smart City Box містить всі необхідні компоненти для моніторингу стану довкілля на озері Оберзее. До універсальної системи можна легко підключати датчики з різними інтерфейсами. Окрім виміряних значень каламутності води та вмісту кисню, також реєструються такі параметри, температура повітря, атмосферний тиск та вміст CO2. З цією метою навколо Оберзее було встановлено різноманітні датчики з підтримкою LoRaWAN від різних виробників. Виміряні значення передаються на ПЛК, інтегрований в Smart City Box. PLCnext Control контролює датчики і може виявляти помилки вимірювання. Центральний шлюз, встановлений у Smart City Box, забезпечує радіозв'язок на греблі. Шафа керування передбачає можливість модульного розширення за потреби.

Інтелектуальний екоменеджмент завдяки Smart City Box

За допомогою Smart City Box можна легко підключити дані міста — від датчика до системи керування. Прозорість даних допомагає розробляти цілеспрямовані заходи з оптимізації для ефективних середовищ існування на засадах сталого розвитку. Універсальний блок просто підключається до наявної інфраструктури.

Усі застосування базуються на збиранні даних із датчиків у режимі реального часу та бездротовій передачі даних. Завдяки відкритій системній архітектурі блок можна легко інтегрувати як до муніципальних центрів обробки даних, так і до багатьох інших платформ Інтернету речей.

Переваги

  • Прозорість екологічних даних: дистанційний моніторинг каламутності води та вмісту кисню в режимі реального часу
  • Проста інтеграція децентралізованих датчиків з різними інтерфейсами
  • Відкриті інтерфейси на рівні хмари для надання даних усім учасникам
  • Розробка ефективних заходів для сталого захисту довкілля
  • Автоматизоване керування вентиляцією на основі потреб економить енергію, витрати та ресурси

Контактна інформація


Джоел Штратеманн
Joel Stratemann
Manager Business Development Smart Cities
Я залюбки підтримаю вас на шляху до Smart City. Скористайтеся нашим багаторічним досвідом і широким асортиментом послуг.

Вироби


Людина працює на планшеті перед шафою керування

Ви ще не знайшли потрібний виріб?

Просто зверніться до нас. Ми проконсультуємо вас і разом знайдемо оптимальне рішення.

Висновок


Оптимальна вентиляція Оберзее

Оптимальна якість води завдяки використанню екологічних даних

Використання екологічних даних відкриває широкий спектр переваг для міст і громад. Наприклад, можна заощаджувати кошти та ресурси, відстежуючи стан довкілля в режимі реального часу і вживаючи негайних заходів. Щоб визначити поточну якість води, Департаменту охорони довкілля міста Білефельд довелося взяти декілька проб води з озера з човна. Завдяки встановленим датчикам у поєднанні зі Smart City Box ці значення тепер можна записувати та аналізувати в будь-який час доби. В підсумку поєднання класичної автоматизації та систем Інтернету речей відкриває для Департамента охорони довкілля міста Білефельд нові можливості з погляду поліпшення стану навколишнього середовища за одночасного скорочення витрат часу та грошей.