مدیریت هوشمندسازی آب (Smart Water Management)

یکی از چالش­های پیش رو در هر سازمان خدمات محور، حفظ و ارتقا کیفیت خدمات ارائه شده همراه با کاهش هزینه­های جاری و عملیاتی است.

شبکه­های LPWAN نقش کلیدی در ایجاد اتصال کارخانه‌ها، ماشین آلات، تجهیزات صنعتی و افزایش رویت پذیری فرآیندها ایفا می­کنند تا امکان به کارگیری روش‌های پیشرفته، با کارآیی و انعطاف بالا در پیاده سازی عملیات را میسر سازند.

• کاهش هزینه اجرای قرائت از راه دور سنسور وکنتورهای هدف
• امکان آنالیز و تحلیل بر روی داده‌های جمع آوری شده و ذخیره شده
• پیش بینی سوانح و اطلاع سریع از رویدادهای حساس
• محاسبه و کنترل میزان آب بدون درآمد و افزایش بهره‌وری شبکه آب
• اصلاح زون‌های فشاری و مدیریت فشار شبکه
• جلوگیری از سرقت تجهیزات گران­بها
• یکپارچه سازی جمع­آوری داده­ها

با توجه به سهولت استفاده و دسترسی به شبکه­های مخابراتی، استفاده از بستر 3G در مقیاس کوچک به صرفه و اقتصادی است. اما با افزایش تعداد نقاط، چالش­هایی از جمله افزایش هزینه­ی جاری (شارژ سیم کارت­ها)، مدیریت سیم کارت­ها و غیره پدیدار می­شود. یک از راهکارهای جایگزین و یا مکمل در این حوزه که با صرفه اقتصادی و مقیاس پذیری بالاتر در حال حاضر در موارد مشابه مورد استفاده قرار می­گیرد، استفاده از شبکه های LPWAN است. این بسترها علاوه بر کاهش هزینه­های جاری (در مقایسه با ارتباط مبتنی بر سیم کارت) و برد بلند (5-15 کیلومتر)، شامل مزایای زیر می­باشد:

• گسترش پذیری شبکه، و امکان اضافه کردن نقاط جدید بدون نیاز به تهیه سیم کارت جدید
• امکان پایش سایر سنسورهای نظیر سنسور فلومتر و سنسور فشار
• امکان استفاده از بستر ایجاد شده برای هوشمندسازی بخش­های مختلف آب و فاضلاب

1.تجهیزات و شبکه

1.1 معماری شبکه

در شکل 1 معماری تجهیزات و واسط­های ارتباطی قابل استفاده در شبکه نمایش داده شده است. نوع شبکه و پروتکل با توجه به هر مسئله می تواند انعطاف پذیر باشد.

شکل 1 معماری انتقال اطلاعات از طریق شبکه­های LPWAN و مخابراتی

1.2.      ترمینال های ارتباطی

ترمینال های ارتباطی وظیفه خوانش اطلاعات از سنسورها و تجهیزات مختلف را بر عهده دارند. از جمله­ی این سنسورها می­توان به سنسور فشار، سنسور سطح آب، سنسور باز و بسته بودن درب منهل، سنسور جریان و ولتاژ، سنسور ردیاب، سنسور کیفیت آب و غیره اشاره نمود. این ترمینال ها معمولا دارای چند ورودی آنالوگ و دیجیتال ، خروجی دیجیتال بوده و همچنین امکان ارتباط از طریق RS232 و RS485 را برای تجهیزات پشتیبانی کننده از آن فراهم می­سازند.

این ترمینال ها بسته به محل نصب میتوانند از بستر های ارتباطی متفاوت برای ارسال اطلاعات استفاده نمایند. LPWAN، 3G، GPRS و NB-IoT از بسترهای کاربردی در این زمینه می­باشند.

شکل 2 ترمینال­های ارتباطی

به عنوان مثال در هر تابلویی که محل نگهداری تجهیزات و یا تجمیع سیم و سیگنال ها می­باشد می‌توان با قرار دادن یک ترمینال با شبکه LPWAN، خروجی سنسورها و ادوات را به سرور ارسال کرد. این تجهیز بسیار ارزان قیمت­تر از RTU هایی می­باشد که در حال حاضر مورد استفاده قرار می­گیرد (شکل 2).