نرم افزار کنترل های هوشمند
در هر روش آبیاری چه نوین و چه سنتی زمان آبیاری مزارع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بسیاری از محصولات کشاورزی به دلیل کم آبی یا بی‌آبی از بین می‌روند و دلیل عمده این مشکل کاهش رطوبت خاک و نرسیدن آب به موقع به محصول است. هر ساله به دلیل کم آبی یا آبیاری زیاد که هر دو ناشی از غفلت کشاورزان و ناآگاهی آنها از میزان رطوبت مورد نیاز برای رشد گیاه است بسیاری از محصولات از بین می‌رود و منابع آبی و انسانی زیادی به هدر می‌رود.
اولین قدم جهت مقابله با بحران، بهینه سازی مصرف آب در این بخش است. با توجه به راندمان کم آبیاری در ایران اصلاح مدیریت آب در این بخش اجتناب ناپذیر می باشد. متخصصین آب در تلاشند تا راندمان آبیاری را با کاهش تلفات آب در قسمتهای مختلف کاهش دهند و این تلاش باعث شده روش های آبیاری و روش های انتقال و ذخیره بهبود پیدا کند ولی این دستاوردها در کشورمان که متوسط بارندگی آن ٢۵٠ میلیمتر در سال است بسیار کم است.
یکی از روش هایی که در افزایش راندمان مصرف آب در بخش کشاورزی اهمیت دارد استفاده از سیستم های هوشمند در مزرعه است که به طور دقیق رطوبت خاک مزارع و وضعیت آب و هوا را تخمین می زند. گیاه نیز همانند انسان می تواند، تشنگی خود را با آب مشخصی برطرف نماید یعنی زمانی که گیاه احساس تشنگی نمود خودش تصمیمات لازم را جهت سیراب کردن خودش اعمال نماید و این کار با هوشمندسازی مزرعه با تجهیزات پیشرفته به راحتی امکان پذیر است.
مشکلات آبیاری‌های قطره‌ای و بارانی
روش قطره‌ای از نظر اقتصادی مناسب نیست؛ زیرا اگر قرار باشد یک هکتار زمین کشاورزی را به سیستم آبیاری قطره‌ای مجهز کنیم، به هزاران متر کابل و چند مخزن آب نیاز داریم. با وجود این، در صورت آسیب دیدن شبکه خسارات زیادی به بار می‌آید و اگر کابل مسدود شود، این سیستم کارایی خود را از دست می‌دهد. از سوی دیگر هنگام شخم زدن زمین باید شبکه جمع‌آوری و دوباره نصب شود که مستلزم هزینه بالایی است. هنگام انتقال آب در شبکه کابلی دمای آن بالا می‌رود و هنگام خروج، آب تبخیر شده و هدر می‌رود.
تصفیه هوشمند آب فاضلاب برای بهره گیری آن در صنعت کشاورزی
- هدف از این پروژه بهره برداری از پتانسیل اقتصاد کوچک جامعه از طریق ابتکار عمل فناوریهای تصفیه فاضلاب به واستهی سیستمهای اینترنت اشیاء میباشد.
- بیشترین میزان مصرف آب، در صنایع کشاورزی میباشد. از راه حلهای کاهش این مصرف میتوان به بکارگیری آب تصفیه شدهی فاضلابها در این صنعت اشاره نمود.
- در این پروژه ابتدا پارامترهای محیطی همانند دما، رطوبت، فشار و سایر پارامترهای تأثیرگذار توسط سنسورهای مربوطه اندازه گیری میشوند. سپس پارامترهای اساسی آب همچون pH ، میزان اکسیژن محلول در آب اندازه گیری شده و به منظور بهرهگیری آن در صنعت کشاورزی تصفیه میگردد.
- تمام اطلاعات سنسورها در فواصل زمانی کوتاه از طریق پروتکل 802.15.4 به گیت وی ارسال گردیده چرا که این پروتکل برای فواصل کوتاه مناسب میباشد. همچنین، این اطلاعات توسط بستر مخابراتی 3G به سرور منتقل میشود.
- ازمزایای این پروژه میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- 1.حداکثر استفاده از آب تصفیه شده فاضلاب
- 2.به حداقل رساندن هزینههای تصفیه آب فاضلاب
- 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
تامین آب ساکنان شهرها در سطوح مختلف تصفیه شده و سپس از طریق سیستم توزیع می شود. ماموران خدمات شهری شهرداری نمونه های آب را در چند مرحله جمع آوری کرده و به صورت دوره ای به آزمایشگاه ها می فرستند.
با این حال، آلودگی آب از منابع موجود در سیستم تأمین مانند نشت در خطوط لوله و مخازن ذخیره آب، برگشت جریان آب از سمت مردم و فاضلاب ها، آلودگی ناشی از تأمین متناوب و نقص های مکذذ در فیلترینگ های تصفیه، در مراحل پایانی توزیع نهایی شبکه آبرسانی کشف نمی شود. ما یک راه حل شبکه ای بر اساس سنسورها را برای تشخیص و کاهش چنین نوع آلودگی به شاخه های پایانی شبکه توزیع پیشنهاد می کنیم.
مسائل مربوط به آب در کشورهای در حال توسعه شامل کمبود آب آشامیدنی، سیل، رسوب در سیستم های توزیع آب، همچنین آلودگی رودخانه ها و سدهای بزرگ است. حدود 1.1 میلیارد نفر در کشورهای در حال توسعه دسترسی کافی به آب تمیز ندارند. میلیون ها نفر روزانه ساعاتی را صرف جمع آوری آب می کنند، 2.6 میلیارد نفر به بهداشت عمومی دسترسی ندارند و سالانه 1.8 میلیون کودک بر اثر اسهال ناشی از آب آشامیدنی ناسالم جان خود را از دست می دهند.
انسان نیاز به آب شیرین برای فرآیندهای کشاورزی، صنعتی و تجاری دارد. با افزایش تقاضا، کیفیت و عرضه آب کاهش می یابد. برای مقابله با این چالش، سازمانها بر افزایش عرضه آب شیرین، کاهش تقاضای آن و امکان استفاده مجدد و بازیافت آب تمرکز می کنند.
تقریباً 71 درصد بیماریها در کشورهای در حال توسعه ناشی از شرایط نامناسب آب و بهداشت است.
شبکه توزیع هوشمند آب چیست؟
شبکه توزیع آب از زیرساخت‌های شش‌گانه در شهرهای هوشمند میباشد که میتواند به صورت مستقل یا هماهنگ با سایر زیرساخت‌ها مدیریت شده و بهره‌برداری گردد.هوشمند سازی شبکه توزیع آب به حرکتی در صنعت آب اشاره دارد که شامل فناوری های در حال ظهور بوده که شامل سخت افزار، نرم افزار و تجزیه و تحلیل برای کمک به اهداف آب و فاضلاب در حل مشکلات آب و محیط زیست از طریق اتوماسیون یا خودکار سازی، جمع آوری تجزیه و تحلیل داده ها است.
طبق تعریف استاندارد WEF، آب هوشمند به طور بالقوه یک راه حل برای مواردی از جمله تشخیص نشت، بالا بردن بازده شبکه های آبرسانی، افزایش بازده انرژی، بهبود کیفیت آب و موارد دیگر است. فناوری هوشمند آب بستری را برای استفاده کارآمدتر از فناوری های نوظهور و تصمیم گیری های آگاهانه تر فراهم می نماید.
نیاز به بهینه سازی امنیت داده ها و دقت نتیجه علاوه بر چالش های مطرح شده توسط ویروس کرونا ویروس 2020، به ویژه قوانین فاصله اجتماعی و تشویق کار از راه دور، به علاقه به هوشمند سازی شبکه توزیع آب نیز کمک کرده است.