जल अवसंरचना प्रबंधन के लिए आईओटी प्लेटफार्म

अधिक आम तौर पर, आईओटी शब्दों की व्यापक भावना है, जो इंटरनेट से जुड़े उपकरणों या सेंसर के नेटवर्क की तरह दिखता है। यह तकनीक मानव जीवन के विभिन्न पहलुओं में आवेदन पाती है। यह डिजिटल परिवर्तन के लिए एक प्रौद्योगिकी कारक केरूप में एक मुख्य भूमिका निभाता है।

यह आईओटी की यात्रा की बात आती है, डेटा संग्रह और प्रबंधन चुनौतीपूर्ण कार्यों में से एक है। यह व्यापार क्षेत्र में निम्नलिखित परिवर्तन लगाता है:

• यह निश्चित रूप से डेटा संचालित व्यवसाय के लिए अतिरिक्त मूल्य को बदलने वाले डेटा की संपत्ति को बढ़ाता है।
• यह एक परिसंपत्ति, वास्तविक समय अधिग्रहण, और डेटा की निगरानी और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) के माध्यम से नई सेवाओं केलिए अवसर पैदा करने का एक मार्ग रखता है।

आईओटी ने ग्राहक और परिचालन डेटा अधिग्रहण में कई व्यवसायों की मदद की है। इन आंकड़ों का विश्लेषण, रखरखाव और परिचालन दक्षता में आराम बढ़ाने में आगे किया गया था।

टेली-मापन या स्मार्ट मीटरींग चीजों के इंटरनेट (आईओटी) के क्षेत्र में प्रमुख डोमेन में से एक है। स्मार्ट मीटरींग में परिस्थिति और स्थान के आधार पर अनुप्रयोगों की एक विविध श्रेणी है। यह एक माना जाता है कि उन्नत मीटरींग इंफ्रास्ट्रक्चर (एएमआई) लागत में कमी और बेहतर संचार के साथ ग्राहकों की सेवा करने की मांग की ओर जाता है। यह सार्वजनिक भवनों, शहरी पुनर्विकास, पार्किंग स्थल, स्थलीय परिवहन, हाइड्रोलिक इंजीनियरिंग, ऊर्जा खपत इत्यादि में अपना आवेदन पाता है, बड़े पैमाने पर स्मार्ट मीटरींग का विस्तार आईओटी मंच के एकीकरण की ओर जाता है जो सेंसर। आईओटी का यह एकीकरण संचालन, गुणवत्ता में सुधार करता है, और सेवा निरंतरता सुनिश्चितकरता है। जब वितरण नेटवर्क में स्मार्ट मीटरींग की बात आती है तो एएमआई न केवल वितरण में बल्कि वितरण और खपत के स्तर की निगरानी, निगरानी और नियंत्रण के लिए भी आवश्यक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एएमआई को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक मीटर और उपयोगिता सर्वर के बीच संचार है। केंद्रीकृत आईओटी मंच को लागू करने के लाभ और उपयोग के मामलों में शामिल हैं:

1. आईओटी असाधारण रखरखाव में एक भविष्य कहनेवाला भूमिका निभाता है।
2. यह डिवाइस और सेंसर को आकार में रखने के लिए कैलेंडर-आधारित रणनीति को नामांकित करता है।
3. एनालिटिक्स और एआई टूल्स को अपनाने के लिए डेटा अधिग्रहण काएक प्रभावी तरीका।
4. एक वितरण नेटवर्क मेंक्षमता नियंत्रण ।
5. केंद्रीकृत निगरानी और महत्वपूर्ण घटना का पता लगाने।

भौगोलिक रूप से फैले सेंसर और उपकरणों को मूल आवश्यकता के रूप में संचार बुनियादी ढांचे की आवश्यकता होनी चाहिए। विभिन्न अनुप्रयोगों और लाभों के अलावा, आईओटी मंच को इस तरह से डिजाइन किया जाना चाहिए कि भविष्य में मूल्यांकन में यह विस्तारित वास्तुकला को एकीकृत करने या डेटा अधिग्रहण के लिए मामलों का उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए।

• जल वितरण नेटवर्क में ध्वनिक उपकरणों, तापमान और दबाव का उपयोग करके किसी भी वैस्टेज/रिसाव को खोजने के लिए, जल वितरण लाइन पर सेंसर और उपकरणों सेडेटा का विश्लेषण ।
• आवासीय प्रणाली जैसे लिफ्ट, निगरानी प्रणाली, पार्किंग स्थल, पर्यावरण नियंत्रण, आदि के क्षेत्र में सेंसर सेविविध डेटा का प्रसंस्करण
• कार्यस्थल, घर, सार्वजनिक समारोहों आदि जैसे विभिन्न स्थानों परअभिगम नियंत्रण
• पीने के पानी के प्रबंधन के लिए सेंसर डेटा का उपयोग कर जलगुणवत्ता की निगरानी।

आईओटी द्वारा संचालित स्मार्ट तकनीक का उपयोग कर जल आपूर्ति प्रबंधन न केवल एकल आवेदन तक ही सीमित है। इन्हें ऊपर वर्णित विभिन्न क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है। ऐसी तकनीक को एकीकृत करते समय, डेटा संग्रह और डेटा विश्लेषण का उपयोग पानी/अपशिष्ट जल प्रबंधन, परिवहन, ऊर्जा, भवन, सुरक्षा, संचार और पर्यावरण प्रबंधन जैसे क्षेत्रों में किया जाता है।

स्मार्ट मीटरींग में आईओटी मंच की वास्तुकला:

जल वितरण प्रणाली की निगरानी और प्रबंधन के चुस्त तरीके को लागू करने के लिए केंद्रीय प्रणाली में एकीकृत करने के लिए विभिन्न औद्योगिक प्रोटोकॉल के साथ बहु-परत प्रणाली की आवश्यकता होती है। सिस्टम को चार-परत आईओटी संदर्भ मॉडल में सरल बनाया जा सकता है। क्षेत्र पर स्थापित वितरित डिवाइस या सेंसर संदर्भ मॉडल की आधार भौतिक परत का गठन करते हैं। अधिग्रहित डेटा सुरक्षित संचार प्रोटोकॉल (टीसीपी/आईपी, गेटवे डिवाइस इत्यादि) के माध्यम से दूरस्थ सर्वर पर प्रेषित किया जाता है। रिमोट सर्वर एप्लिकेशन की जरूरतों के आगे की प्रक्रिया और विश्लेषण के लिए प्रबंधन परत को डेटा प्रदान करता है।

केंद्रीय इकाई:

भौतिक परत से प्रेषित डेटा सेंट्रल यूनिट (सीयू) में प्राप्त होता है, जो विश्लेषणात्मक और नियंत्रण संचालन करता है। सीयू आईओटी प्रबंधन परत का प्रतिनिधित्व करता है जहां कार्यक्षमताओं को कार्यान्वित किया जा सकता है जैसे अनुकूलन, डेटा प्रबंधन इत्यादि।

गेटवे द्वारा प्राप्त ऑनलाइन डेटा को एप्लिकेशन लेयर एल्गोरिदम द्वारा संसाधित किया जाता है, जो छिपे हुए पैटर्न की पहचान करता है और उनके आवेदन के आधार पर डेटा का विश्लेषण करता है। एल्गोरिदम घटनाओं की भविष्यवाणी करने के लिए ऐतिहासिक और वास्तविक समय की जानकारी से संबंधित है।

उपलब्ध पैरामीटर की ऑनलाइन निगरानी के माध्यम से, भविष्यवाणी और अनुकूलन एल्गोरिदम नए घटित या अनुमानित घटनाओं के मामले में आवश्यक कार्रवाई करते हैं। जबकि डेटा को संभावित डेटा हानि को रोकने के लिए केंद्रीय संग्रहण इकाई में संग्रहीत किया जाता है।

आईओटी मंच और स्मार्ट मीटरींग के लिए बुनियादी तकनीकी आवश्यकता और आवेदन हैं:

• भौतिक परत से केंद्रीकृत डेटा अधिग्रहण मॉड्यूल
• डेटा संग्रह, प्रसंस्करण और विश्लेषण
• क्षेत्र में डिवाइस और सेंसर प्रबंधन
• डेटा प्रबंधन
• नेटवर्क एनालिटिक्स
• अत्यधिक सुरक्षित संचार
• ओपन-सोर्स प्लेटफ़ॉर्म
• भविष्य में आवेदन की एकीकरण और स्केलेबिलिटी
• औद्योगिक संचार प्रोटोकॉल
• एक्सेस प्रबंधन मॉड्यूल (आईएएम)
• एआई कार्यक्षमता
• वास्तविक समय बिलिंग डेटा

प्रणाली को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि यह नए संस्करणों में वृद्धि को प्रबंधित करने के लिए अनुकूल हो सकता है। यह क्षेत्र सेंसर और सिस्टम पेलोड में अपनी गिनती बढ़ाने में सक्षम होना चाहिए। जब तकनीकी ढेर की बात आती है तो यह निरंतर अद्यतन, केंद्रीकृत संस्करण नियंत्रण और अद्यतन ऑपरेटिंग सुरक्षा का प्रबंधन करने में सक्षम होना चाहिए।

छवि प्रसंस्करण और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस की भूमिका:

जल आपूर्ति उपकरण में कई मिस्ड डेटा हैं जिन्हें निगरानी और नियंत्रण प्रणाली द्वारा कब्जा नहीं किया जाता है। एक अच्छी तरह से बनाए रखा और बेहतर सेवाओं के लिए इन आंकड़ों को भी एक मुख्य भूमिका निभाते हैं। लापता बिना क्षेत्र से सभी डेटा कैप्चर करना भी दुर्लभ या असंभव है।

एक स्वायत्त प्रणाली बनाने के लिए जो सभी आवश्यक समान डेटा एकत्र करताहै, एक छवि-आधारित समाधान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। एक मामले के लिए कई एनालॉग-डिजिटल मीटर के साथ पानी पाइपलाइनों पर विचार करें, मीटर के छवि डेटा को संसाधित किया जा सकता है और संख्यात्मक पढ़ने में परिवर्तित किया जा सकता है।

एक थर्मल इमेजिंग सिस्टम पर विचार करें जो तापमान, रिसाव और हानि भविष्यवाणी में मुख्य भूमिका निभाता है। इस प्रकार के छवि डेटा ने कई सैकड़ों डेटा बिंदुओं से एक ही छवि में डेटा ट्रांसमिशन दर को अत्यधिक काट दिया है।

संचार प्रोटोकॉल:

जब जल प्रबंधन के लिए स्मार्ट मीटरींग सिस्टम की बात आती है तो दो-तरफा संचार एक महत्वपूर्ण कार्य है। क्षेत्र सेंसर और केंद्रीय प्रबंधन प्रणालियों के बीच और उपभोक्ता और आपूर्तिकर्ता के बीच विभिन्न संचार प्रोटोकॉल हैं। विभिन्न संचार प्रोटोकॉल को परिभाषित किया गया है और डेटा-दर, आवृत्ति, कवरेज रेंज, स्थिरता और लागत के संदर्भ में तुलना की गई है।

4 जी/5 जी:

चूंकि आईओटी निर्बाध रूप से बढ़ रहा है, इसलिए एक ऐसी तकनीक की आवश्यकता है जो जटिल आईओटी आर्किटेक्चर के लिए कम विलंबता के साथ बहुत अधिक बैंडविड्थ पर बड़ी मात्रा में डेटा ट्रांसमिशन का समर्थन करती है। एरिक्सन स्वीडिश दूरसंचार कंपनी (राजधानी USD25 बिलियन), नोकिया फिनिश दूरसंचार और डेटा नेटवर्किंग कंपनी (USD18 अरब की राजधानी) और क्वालकॉम अमेरिकी कंपनी (USD81 बिलियन) प्रमुख कंपनियां हैं जो 4 जी और 5 जी विकास में खुद को तैनात करती हैं।

4 जी (लॉन्ग टर्म इवोल्यूशन – एलटीई) 5 जी की पिछली तकनीक चुनौतीपूर्ण तकनीक है जो स्मार्ट डिवाइस कनेक्टिविटी की बढ़ती संख्या का कारण है 4 जी ऑर्थोगोनल एकाधिक एक्सेस का उपयोग करता है जो भविष्य के आईओटी एप्लिकेशन के लिए समर्थन करना मुश्किल बनाता है 5 जी इस विरासत को ले जाने के लिए पैदा हुआ है जो नवीनतम आईओटी अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक संयुक्त ढांचे को प्रदान करता है।

ये वायरलेस संचार प्रौद्योगिकियां वैश्विक पहुंच, स्केलेबिलिटी, विविधता, कम डिवाइस लागत, कम तैनाती लागत और लंबी बैटरी जीवन के मुख्य लाभ के कारण आईओटी को अर्थ लाती हैं।

वायरलेशर्ट:

यह एक वायरलेस तकनीक है जो फ़ील्ड सेंसर और डिवाइस को जोड़ती है जो रीयल-टाइम डेटा ट्रांसमिशन का प्रबंधन करती है। यह भौतिक परत में आवेदन पाता है जहां केंद्रीकृत प्रबंधन वास्तुकलामें सेंसर और आईओटी उपकरणों के लिए नेटवर्क जाल होता है। यह मानक निगरानी और नियंत्रण प्रक्रिया में तैनात किया गया है जिसके लिए सेंसर के बीच वास्तविक समय डेटा संचार की आवश्यकता होती है।

सिग्फ़ॉक्स:

सिग्फ़ॉक्स कम-पावर वाइड एरिया नेटवर्क (एलपीडब्ल्यूएएन) तकनीक में से एक है जो कनेक्टेड डिवाइसों के वायरलेस नेटवर्क का निर्माण करने के लिए उपयोग की जाती है। यह आईओटी नेटवर्क का उपयोग करके डेटा ट्रांसमिशन की लंबी दूरी की मोड (एमए के क्रम में या ट्रांसमिशन प्रति एमए के दसियों) जैसे सीमित बिजली स्रोतों (एमए के क्रम में) और लंबी दूरी की मोड (किमी के दसियों) जैसी परियोजनाओं में आवेदन पाता है। यह यूरोपीय संघ के क्षेत्र में 868 से 869 मेगाहट्र्ज की आवृत्ति रेंज और यूएस क्षेत्र में 902 से 928 मेगाहट्र्ज में काम करता है। सिग्फ़ॉक्स आईओटी आधारित जल बुनियादी ढांचे प्रबंधन के लिए एक अच्छी तरह से अनुकूल तकनीक है क्योंकि यह अन्य संचार प्रोटोकॉल की तुलना में उच्च घनत्व सेंसर नेटवर्क में ऊंचा प्रदर्शन दिखाता है जो टकराव से परेशान हो जाता है।

एज कंप्यूटिंग:

एज कंप्यूटिंग क्षेत्र सेंसर या उपकरणों से एकत्र हुए डेटा को आंशिक रूप से/पूरी तरह से प्रभावी और उत्तरदायी सेवाओं को सक्षम करता है। एज कंप्यूटिंग एक हालिया प्रतिमान है जो सेवा विलंबता को काफी कम करता है और डेटा ट्रांसमिशन में सेवाओं (क्यूओएस) की गुणवत्ता में सुधार करता है। यह विभिन्न किनारे उपकरणों (आईओटी गेटवे) के शीर्ष पर डेटा प्रोसेसिंग कार्यों को संभालता है। यह क्लाउड संचार को सीमित करके हार्डवेयर और नेटवर्क बैंडविड्थ दोनों के उपयोग को सक्षम बनाता है। यह सेलुलर नेटवर्क पर डेटा ट्रांसमिशन की संख्या और आकार को अत्यधिक कम करता है जो सेवा की बेहतर गुणवत्ता और अनुभव की गुणवत्ता प्रदान करता है।

क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म पर चल रहे एप्लिकेशन तक पहुंचने से पहले फ़ील्ड से डेटा किनारे पर पूर्व-संसाधित होता है। खपत, पता चला घटना, रिसाव, और इतने पर के बारे में ये आंकड़े एक वेब-आधारित मंच के माध्यम से निगरानी प्रणाली के अंत उपयोगकर्ताओं के लिए उपलब्ध कराए जाते हैं।

निष्कर्ष:

वाणिज्यिक यांत्रिक जल मीटर 1850 के दशक में पाया गया था, पानी-मीटरींग प्रौद्योगिकी ने परिशुद्धता, सटीकता और विश्वसनीयता में महत्वपूर्ण सुधार देखा है। आईटी क्षेत्र में सफलता के साथ जल प्रबंधन में एएमआई सेंसर से उत्पन्न डेटा एकत्र करने के लिए एक लागत प्रभावी तरीका बना दिया है।

एएमआई के आविष्कार के साथ, ग्राहक और सेवा प्रदाता के बीच संचार बेहतर हो गया है। ऐसी प्रौद्योगिकियों के लिए बाजार बढ़ रहा है, और संवेदन और नेटवर्क संचार प्रौद्योगिकियों में सुधार हो रहा है। नगरपालिका और कृषि क्षेत्र मुख्य क्षेत्र है जहां जल संसाधन प्रबंधन एक प्रारंभिक मामला है। बेहतर बुनियादी ढांचे के डिजाइन, और अधिक कुशल प्रणाली संचालन के साथ उन क्षेत्रों को सेवा की प्रीमियम गुणवत्ता मिलती है। एक उन्नत और स्वायत्त पानी मीटरींग सिस्टम डेटा के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कुशल जल मीटरींग सिस्टम के साथ, ऊर्जा दक्षता में सुधार करने की संभावना है। ऊर्जा लाभों को समझने, विशिष्ट स्थापना आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रदर्शन आवश्यकताओं का विश्लेषण करने के लिए डेटा एकत्र करने की एक बड़ी आवश्यकता है।

यह डिजिटल समाधान यहां प्रतिस्पर्धी बाजार में प्रोटोकॉल और मानकों से निपटने और मध्यम करने में सक्षम है। लचीला डिजाइन इस एप्लिकेशन को अन्य वस्तुओं के स्मार्ट पैमाइश के लिए आसानी से अनुकूलित करने की अनुमति देता है।