مدیریت هوشمندسازی آب (Smart Water Management)

شکل 1 دیاگرام پروژه تصفیه هوشمند آب فاضلاب، برای مصارف کشاورزی

• هدف از این پروژه صرفه جویی در مصرف آب به وسیله­ی بهبود بهره­وری و افزایش ایمنی در مقابل نشتی آب، در مناطق مسکونی با استفاده از سیستم مدیریت هوشمند مصرف آب می باشد.
• امروزه مصرف آب بی­رویه از نگرانی­های مهم هر جامعه می­باشد. یکی از راه کارها برای کاهش آن استفاده از سیستم­های اینترنت اشیاء می­باشد. سنسورهای کنتور آب می­تواند اطلاعات مصرف آب را به صورت بیدرنگ در اختیار کاربران بگذارد. همچنین ولو موجود در کنتور آب، امکان قطع و وصل نمودن جریان آب در هنگام بروز نشتی و یا باز ماندن شیر آب را مهیا می­سازد. اطلاعات مصرف آب به واسطه­ی بستر مخابراتی 3G به سرور­ها، جهت تحلیل داده و سپس نمایش آن در Platform های طراحی شده، ارسال می­گردد. استفاده از بستر مخابراتی 3G به دلیل محدوده­ی گسترده­ی پروژه و وجود پوشش ارتباطی در مناطق مسکونی می­باشد.
• تحلیل داده، اطلاعات ارزشمندی را در اختیار کاربران می­گذارد که این امر به اصلاح الگوی مصرفی کمک شایانی می­نماید.
• ازمزایای این پروژه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
• 1. کاهش مصرف آب به میزان 50%
• 2. جلوگیری از هدر رفت آب در صورت وجود نشتی و یا باز ماندن شیر آب
• 3. در اختیار گذاشتن اطلاعات عادات مصرفی کاربران به منظور اصلاح آن

شکل 2 دیاگرام پروژه کنترل هوشمند آب خانگی

• هدف از این پروژه کنترل کیفیت هوشمند آب مزارع پرورش ماهی به منظور کاهش تعداد آبزیان از دست رفته و بهبود کیفیت محصول می­باشد.
• امروزه صنعت پرورش ماهی به خصوص در قاره آسیا رو به افزایش است که کنترل کیفیت محصولات، نقش مهمی را در این صنعت ایفا می­نماید. بدین منظور می­توان با استفاده از سنسور­های دما، رسانایی، اکسیژن محلول درآب، پتانسیل کاهش اکسیداسیون و pH، کیفیت آب را به صورت بلادرنگ کنترل نمود. این امر نه تنها بهبود کیفیت محصولات را به همراه خواهد داشت بلکه می­توان از شیوع بیماری­های قابل پیشگیری آبزیان نیز جلوگیری نمود.
• از طریق دو روش داده­های سنسورها به سرور ارسال می­شوند:
• در روش اوّل داده­ها با بهره­گیری از پروتکل 802.15.4 به گیت وی ارسال شده؛ و پس از آن از طریق بسترهای مخابراتی به سرور ارسال می­گردند.
• در روش دوم با استفاده از بسترهای مخابراتی 3G  و GPRS، داده­ها به طور مستقیم به سرور ارسال شده و دیگر نیاز به گیت وی نمی­باشد..
• لازم به ذکر است، استفاده از بسترهای مخابراتی 3G  و GPRS امکان ارسال داده­ها با سرعت بالا و بیدرنگ را فراهم می­سازند.
•   ازمزایای این پروژه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
• 1. کاهش تعداد آبزیان از دست رفته به دلیل پیشگیری از بیماری­­های قابل پیش­گیری به میزان 50%
• 2. بهبود گردش مالی مزارع ماهی

شکل 3 دیاگرام پروژه کنترل کیفیت هوشمند مزارع پرورش ماهی

• هدف از این پروژه مدرن نمودن و نظارت بر اسکله های پهلوگیری با کنترل سطح دریا، شرایط آب و هوایی و مکان­یابی قایق‌­های تفریحی می‌باشد.
• یکی از روش­های جذب توریست در کشورهای دارای اسکله­‌های پهلوگیری، مدرن نمودن این اسکله‌­ها می­باشد. برای رسدن به این امر می­توان از خدمات رزرو الکترونیکی، مسیریاب و اطلاع از اسکله‌­های نزدیک که دارای ظرفیت خالی می‌­باشند، استفاده نمود. در این پروژه برای اطلاع از ظرفیت پارکینگ اسکله­‌ها از سنسورهای آلتراسونیک استفاده می­شود. اطلاع از شرایط آب و هوایی و ارتفاع سطح دریا از عوامل مهم برای پهلوگیری در اسکله‌­ها می­باشد. که برای سنجش آنها در این پروژه از سنسور­های دما، رطوبت و ارتفاع سطح مایع استفاده می‌­شود.
• سنسورهای به کار رفته در این پروژه اغلب نزدیک هم بوده و در فاصله‌شان نسبتا به گیت وی نزدیک می‌­باشد لذا، جهت ارسال داده از نقاط به گیت وی، می­توان از پروتکل برد کوتاه 802.15.4 استفاده نمود. همچنین به دلیل وجود بستر مخابراتی 3G اطلاعات از طریق این بستر، از گیت وی به سرور ارسال می­شوند.
• ازمزایای این پروژه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
• 1. افزایش راحتی برای مسافران قایق­های توریستی
• 2. فراهم نمودن اطلاعات مورد نیاز مسافران، از قبیل اسکله‌­های نزدیک و مناطق دیدنی

شکل 4 دیاگرام پروژه مدرن نمودن اسکله­‌های تفریحی

• هدف از این پروژه جلوگیری از تأثیرات زیست محیطی آبیاری فاضلابی در مزارع پرورش دام می­باشد.
• صنعت دام پروری از صنایع مهم و ضروری می­باشد. در این صنعت از روش­های مختلفی جهت آبیاری مزارع استفاده می­شود که می­توان به آبیاری فاضلابی اشاره نمود. علارغم مزایا این روش، تاثیرات زیست محیطی آن غیر قابل چشم پوشی می­باشد. لذا در این پروژه برای جلوگیری از این تاثیرات از سنسورهای مختلف که داده­های خود را به صورت بیدرنگ ارسال می­نمایند، استفاده می­شود. سنسورهای هدایت الکتریکی، دما و اکسیژن محلول در آب به منظور کنترل کیفیت آب درون نهرهای مجاور مزارع پروش دام نصب گردیده­اند تا هشدارهای اولیّه را در صورت احتمال آلوده شدن آب­های سطحی ارسال نماید.
• سنسورهای رطوبت به کار رفته درون مزارع دام­پروری زمان دقیق آبیاری را تعیین می­نمایند. همچنین این امر نقش شایانی را در مقابل جلوگیری از آلودگی­های نیتراتی آب­های زیر زمینی، ایفا می­کند.
• لازم به ذکر است، استفاده از بسترهای مخابراتی 3G  و GPRS امکان ارسال داده­ها با سرعت بالا و بیدرنگ را در این پروژه فراهم نموده است.
• ازمزایای این پروژه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
• 1. کاهش هزینه نمونه برداری گزارش­های محیط زیستی
• 2. برگشت سرمایه گذاری در کمتر از 18 ماه با توجه به افزایش بازده و کاهش هزینه­های نمونه برداری از آب­های زیر زمینی و سطحی
• 3. دسترسی به سیستم هشدار سریع برای جلوگیری از آلوده شدن آب­های سطحی

شکل 5 دیاگرام پروژه جلوگیری از تاثیرات زیست محیطی آبیاری فاضلابی

• هدف از این پروژه افزایش تعداد دفعات و قابلیت اطمینان اندازه­گیری پارامترهای اساسی محیط آکواریوم به منظور ایجاد محیطی مناسب برای زندگی جانوران می­باشد.
• آکواریوم ها امکان مطالعه و لذت بردن از این اکوسیستم های جذاب را بدون نیاز به سفرهای طولانی و گران قیمت فراهم می کنند. همچنین در حفظ گونه­های در حال انقراض نقش مهمی را ایفا می­نمایند.
• ایجاد محیطی مناسب در آکواریوم از اهمیت بالایی برخوردار است. بدین منظور از سنسورهای دما، pH، هدایت الکتریکی، اکسیژن محلول در آب و پتانسیل کاهش اکسیداسیون برای کنتور کیفیت آب و سنسورهای حرارت، دما و رطوبت برای کنترل شرایط محیطی خارج از آب استفاده شده است. پارامترهای اندازه گیری شده و در فواصل زمانی کوتاه ابتدا به گیت وی ارسال گردیده و سپس با بستر مخابراتی 3G یا WIFI به سرور ارسال می­شوند. دلیل استفاده از بستر مخابراتی 3G، سرعت بالا و وجود زیرساخت­های آن در محل انجام پروژه است.
• ازمزایای این پروژه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
• 1. اندازه­گیری چندین باره­ی پارامترهای اساسی آب در روز به جای یک بار در روز
• 2. افزایش قابلیت اطمینان داده های جمع­آوری شده
• 3. تسهیل وظایف کارمندان با توجه به خواندن خودکار داده­ها

شکل 6 دیاگرام پروژه آکواریوم هوشمند

• هدف از این پروژه ایجاد یک شبکه حسگر ترکیبی بین نقاط متحرک و ثابت، که اطلاعات سنسورهای کنترل کیفیت آب و عوامل محیطی را ارسال می­نمایند، می­باشد.
• چرخه­ی آب نه تنها برای انسان­ها بلکه برای سایر موجودات نیز از ارزش بالایی برخوردار است. همچنین کنترل کیفیت آب موجود در این چرخه مهم می­باشد. در این پروژه سنسورهای گوناگونی برای کنترل کیفیت آب همچون سنسورهای دما، pH رسانایی و پتانسیل کاهش اکسیداسیون در نظر گرفته شده است. این سیستم امکان شناسایی مشکلات احتمالی موتورها یا پمپ های آب را فراهم کرده و از متوقف شدن آنها جلوگیری می­نماید؛ بنابراین، صرفه جویی در هزینه­ها را به همراه دارد. از دیگر مزایای این پروژه میتوان به استفاده از سنسورهای محیطی جهت پیش بینی حوادث طبیعی جوی اشاره نمود. که در نتیجه می­توان با اقدامات لازم از تجهیزات در مقابل این عامل، محافظت نمود.
• در این پروژه اضافه نمودن نقاط جدید به راحتی و در مدت زمان کم انجام می­شود و نقاط با استفاده از شبکه مش به یکدیگر متصل هستند. بنابراین، می­توان مناطق بزرگی را تحت پوشش خود قرار دهند. همچنین، بستر مخابراتی GPRS امکان ارسال داده­ها با سرعت بالا را فراهم نموده است.
•  ازمزایای این پروژه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
• 1. بررسی عملکرد درست همه عناصر موجود در شبکه تصفیه آب
• 2. تشخیص مشکلات احتمالی موتورها یا پمپ های آب برای صرفه جویی در هزینه­های تعمیر
• 3. واکنش در برابر حوادث طبیعی غیر منتظره

شکل 7 دیاگرام پروژه مدریت هوشمند چرخه آب