شبکه سنسوری اندازه‌گیری آلاینده‌های محیطی

خلاصه پروژه

سیستم هوشمند اندازه‌گیری آلاینده‌های محیطی رونیکا، با اندازه گیری دما و گازهای NO2، CO و H2S و ... از طریق سنسورهای مربوطه و ارسال اطلاعات دریافتی به دستگاه هوشمند و در نهایت انتقال اطلاعات به گیتوی و فضای ابری، امکان نظارت بلادرنگ بر محیط را در پلتفرم اینترنت اشیای تینگزپاد فراهم می‌سازد. این سیستم در هر دو محیط داخلی و بیرونی قابل پیاده‌سازی است.

شرکت دانش بنیان ارتباط صنعت رونیکا پارس در زمینه توسعه محصولات و خدمات سفارشی هوشمندسازی مبتنی بر فناوری‌های نوین از جمله اینترنت اشیا، هوش مصنوعی، دوقلوی دیجیتال و ... فعالیت می‌کند. توسعه سیستم‌های هوشمندسازی نظارت بر سلامت عمومی از جمله سیستم‌های پایش و نظارت بر گازهای سمی در محیط‌های شهری و صنعتی از راه‌حل‌های کلیدی قابل ارائه توسط رونیکاست.

اهداف پروژه

زندگی شهری امروزی با چالش‌های متعددی مانند آلودگی هوا، آب و خاک مواجه است که سلامت انسان‌ها و محیط زیست را تهدید می‌کند. توسعه فناوری‌های نوین، به‌ویژه اینترنت اشیاء (IoT) و شبکه‌های حسگر بی‌سیم، فرصت‌های جدیدی برای پایش هوشمند محیط زیست فراهم کرده است. این سیستم‌ها با جمع‌آوری داده‌های لحظه‌ای از آلودگی‌های مختلف، ابزارهای کارآمدی برای تحلیل و مدیریت زیست‌محیطی ارائه می‌دهند. در حالی که روش‌های سنتی پایش کیفیت محیط، شامل نمونه‌برداری دستی و انتقال به آزمایشگاه برای تحلیل، دارای محدودیت‌هایی مانند تأخیر در دریافت نتایج، احتمال خطاهای انسانی و عدم امکان نظارت پیوسته هستند. این محدودیت‌ها می‌توانند منجر به واکنش‌های دیرهنگام در مواجهه با آلودگی‌ها شوند که پیامدهای جبران‌ناپذیری به همراه دارد.

اینترنت اشیاء (IoT) با اتصال دستگاه‌ها و حسگرها به شبکه، امکان جمع‌آوری و تحلیل داده‌ آلاینده‌های محیطی در فضاهای شهری و صنعتی را به‌صورت بلادرنگ فراهم می‌کند. این فناوری با ارائه اطلاعات دقیق و به‌موقع، به بهبود مدیریت منابع طبیعی و کاهش آلودگی‌ها کمک می‌کند.

نتایج و دستاوردهای کلیدی پروژه

• پایش دقیق و لحظه‌ای آلاینده‌های NO2، CO و H2S

• افزایش دقت سیستم با بکارگیری روش شبکه سنسوری

• افزایش آگاهی کاربران نسبت به الگوهای آلایندگی

مراحل اجرایی پروژه

برای اندازه‌گیری آلاینده‌های محیطی، روش‌های کروماتوگرافی به دلیل هزینه بالا و کاربرد محدود به یک نقطه، چالش‌هایی را به همراه دارند. به همین دلیل، رونیکا با بهره‌گیری از فناوری اینترنت اشیا (IoT)، محصولی را توسعه داده‌ است که با ایجاد یک شبکه حسگری مبتنی بر LoRaWAN، امکان سنجش پارامترهای محیطی مانند NO، CO و H₂S را با هزینه کمتر و به‌صورت لحظه‌ای در چندین نقطه فراهم می‌کند. این شبکه حسگری با استفاده از گیت‌وی‌های LoRaWAN شرکت رونیکا ایجاد شده است که برای فضای باز طراحی شده و تا دو کیلومتر را پوشش می‌دهند. این شبکه بسیار کم‌مصرف است و هزینه‌های تعمیر و نگهداری را به‌شدت کاهش می‌دهد.

LoRaWAN به دلیل برد بلند خود، امکان پوشش مناطق وسیع را با تعداد کمتری از گیت‌وی‌ها فراهم می‌کند. دستگاه‌های متصل به این شبکه با مصرف انرژی کم، عمر باتری طولانی‌تری دارند که نیاز به تعویض یا شارژ مکرر را کاهش می‌دهد.

در بخش نرم‌افزاری، وضعیت لحظه‌ای آلاینده‌های محیطی از طریق داشبوردهای گرافیکی پلتفرم اینترنت اشیای تینگزپاد در اختیار کاربر قرار گرفته است. با ترکیب داده‌های جمع‌آوری‌شده از این شبکه حسگری و ادغام آن‌ها با اطلاعات هواشناسی مانند سرعت باد و دما، می‌توان به دقت بالاتری در تحلیل و پیش‌بینی جهت حرکت آلاینده‌ها دست یافت. این رویکرد به بهبود مدل‌سازی و مدیریت کیفیت هوا کمک می‌کند.

این سیستم می‌تواند در صنایع مختلفی مانند نظارت بر کیفیت هوا در مناطق شهری، پایش آلاینده‌ها در محیط‌های صنعتی و کنترل انتشار گازهای مضر در محیط‌های کاری مورد استفاده قرار گیرد.

راهکارهای فنی ارائه شده

• ۴ نود سخت‌افزاری هوشمند جهت اندازه‌گیری آلاینده‌های محیطی

• گیت وی لوراون (LoRaWAN) با برد ۲ کیلومتر و مصرف انرژی کم

• جمع‌آوری، پردازش و نمایش اطلاعات در پلتفرم اینترنت اشیا تینگزپاد

• آموزش کارکنان و مدیران جهت بکارگیری بهینه سیستم

رونمایی در نمایشگاه‌ها و رویدادها

• بازدید دکتر غلامحسین رحیمی، معاون وقت پژوهش و فناوری وزارت علوم، از واحدهای فناور دانشگاه خلیج فارس در بوشهر

• دومین نمایشگاه حراست امنیت و فناوری اطلاعات در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی- بهمن ماه ١۳۹۹