IoT Worlds
БлогУмный город

Платформа IoT для управления водной инфраструктурой

В более общем плане, IoT — это самое широкое понятие терминов, которое выглядит как сеть устройств или датчиков, подключенных к Интернету. Эта технология находит применение в различных аспектах жизни человека. Он играет главную роль в качестве технологического фактора цифровой трансформации.

Когда речь заходит о развитии Интернета вещей, сбор данных и управление ими — одна из сложных задач. Она накладывает следующие изменения в бизнес-сфере:

  • Это, безусловно, увеличивает объем данных, преобразуя добавленную стоимость для бизнеса, управляемого данными .
  • Это проложило путь к созданию возможностей для новых сервисов в виде актива, сбора в реальном времени и мониторинга данных и искусственного интеллекта (ИИ).

IoT помог нескольким предприятиям в сборе данных о клиентах и операционной деятельности. Эти данные использовались в дальнейшем для анализа, технического обслуживания и повышения уровня эксплуатационной эффективности.

Телеизмерение или интеллектуальное измерение является одной из основных областей в области Интернета вещей (IoT). Интеллектуальный учет имеет широкий спектр применений в зависимости от обстоятельств и места. Считается фактом, что передовая измерительная инфраструктура (AMI) приводит к снижению затрат и спроса на обслуживание клиентов с улучшенной коммуникацией. Он находит свое применение в общественных зданиях, перепланировке городов, автостоянках, наземном транспорте, гидротехнике, энергопотреблении и т.д., Расширение интеллектуального учета в больших масштабах приводит к интеграции платформы IoT, которая способна улучшить данные, собранные с помощью датчики. Такая интеграция Интернета вещей улучшает работу, качество и обеспечивает непрерывность обслуживания. Когда дело доходит до интеллектуального учета в распределительной сети, AMI играют жизненно важную роль не только в распределении, но и в наблюдении, мониторинге и контроле уровня распределения и потребления. Ключевым фактором, влияющим на AMI, является связь между счетчиками и инженерными серверами. Преимущества и примеры использования централизованной платформы IoT включают:

  1. IoT играет прогностическую роль в экстраординарном техническом обслуживании.
  2. Он регистрирует стратегию на основе календаря , чтобы поддерживать устройства и датчики в форме.
  3. Эффективный способ сбора данных для аналитики и внедрения инструментов искусственного интеллекта.
  4. Управление пропускной способностью в распределительной сети.
  5. Централизованный мониторинг и обнаружение критических событий.

Датчики и устройства, которые географически рассредоточены, должны нуждаться в инфраструктуре связи в качестве основного требования. Помимо различных приложений и преимуществ, сама платформа IoT должна быть спроектирована таким образом, чтобы при будущей оценке она могла интегрировать расширенную архитектуру или варианты использования для сбора данных.

  • Анализ данных датчиков и устройств на водопроводной линии , с целью выявления любых потеря/утечек с помощью акустических устройств, температуры и давления в водопроводной сети.
  • Обработка различных данных с датчиков в области жилой системы, например, лифт, система наблюдения, парковка, экологический контроль и т.д.
  • Контроль доступа в различных местах, таких как рабочее место, дом, общественные собрания и т.д.
  • Мониторинг качества воды с использованием данных датчиков для управления питьевой водой.

Управление водоснабжением с использованием умной технологии, основанной на IoT, не ограничивается только одним приложением. Они могут применяться в различных секторах, упомянутых выше. При интеграции таких технологий сбор данных и анализ данных используются в различных секторах, таких как управление водой/сточными водами, транспорт, энергетика, здания, безопасность, связь и управление окружающей средой.

Архитектура платформы IoT в интеллектуальном измерении:

Для реализации гибкого способа мониторинга и управления водораспределительной системой необходимо интегрировать в центральную систему многослойную систему с различными промышленными протоколами . Система может быть упрощена в четырехуровневую эталонную модель IoT. Распределенные устройства или датчики, установленные на поле, представляют собой базовый физический слой эталонной модели. Полученные данные передаются по защищенному протоколу связи (TCP/IP, шлюзовое устройство и т.д.) на удаленный сервер. Удаленный сервер предоставляет данные на уровень управления для дальнейшего процесса и анализа потребностей приложения.

Центральный блок:

Данные, передаваемые с физического уровня, принимаются на Центральном блоке (ЦУ), который выполняет аналитические и контрольные операции. CU представляет собой уровень управления IoT , на котором могут быть реализованы функциональные возможности, такие как оптимизация, управление данными и т.д.

Онлайн-данные, полученные шлюзом, обрабатываются алгоритмом уровня приложения, который идентифицирует скрытые шаблоны и анализирует данные на основе их применения. Алгоритм коррелирует историческую информацию и информацию в реальном времени для прогнозирования событий.

Через онлайн-мониторинг доступных параметров алгоритмы прогнозирования и оптимизации выполняют необходимые действия в случае новых произошедших или ожидаемых событий. В то время как данные хранятся в центральном блоке хранения, чтобы предотвратить возможную потерю данных.

Основные технические требования и приложения для платформы IoT и интеллектуального учета:

  • Модули централизованного сбора данных с физического уровня
  • Сбор, обработка и аналитика данных
  • Управление устройствами и датчиками в полевых условиях
  • Управление данными
  • Аналитика сети
  • Высокобезопасная связь
  • Платформа с открытым кодом
  • Интеграция и масштабируемость приложений в будущем
  • Протоколы промышленной связи
  • Модуль управления доступом (IAM)
  • Функциональность ИИ
  • Данные выставления счетов в реальном

Система разработана таким образом, чтобы она могла адаптироваться к увеличению объема новых объемов, подлежащих управлению. Он должен быть способен увеличить свой счет в полевых датчиках и полезной нагрузке системы. Когда дело доходит до технических стеков, он должен иметь возможность управлять непрерывным обновлением, централизованным управлением версиями и обновленной безопасностью эксплуатации.

Роль обработки изображений и искусственного интеллекта:

Водопроводное оборудование имеет ряд пропущенных данных, которые не фиксируются системой мониторинга и управления. Для хорошо обслуживаемых и более качественных услуг эти данные также играют главную роль. Также редко или невозможно захватить все данные из поля без пропуска.

Для создания автономной системы, которая собирает все необходимые аналогичные данные, решающую роль играет решение на основе изображений. Для примера рассмотрим водопроводы с несколькими аналого-цифровыми счетчиками, при этом данные счетчика могут быть обработаны и преобразованы в числовое считывание .

Рассмотрим систему тепловизионной визуализации, которая играет основную роль в прогнозировании температуры, утечки и потерь. Эти виды данных изображения сильно отсекают скорость передачи данных от нескольких сотен точек данных к одному изображению.

Протоколы связи:

Когда дело доходит до интеллектуальной системы учета для управления водными ресурсами, важной функцией является двусторонняя связь. Существуют различные протоколы связи между полевыми датчиками и центральными системами управления, а также между потребителем и поставщиком. Различные протоколы связи были определены и сопоставлены с точки зрения скорости передачи данных, частоты, диапазона охвата, стабильности и стоимости.

ТехнологииСтоимостьРежим связиЧастотаДиапазон покрытияОграничение
GPRSСреднийСтабильный900 -1800 МГц1-10KmНизкая скорость передачи данных
3GВысокиеСтабильный1.92 ГГц — 1.98 ГГц, 2.11-2.17 ГГц1-10кмСпектр дорогой
GSMНизкийСтабильный900-1800 МГц1-10кмНизкая скорость передачи данных
WiFi-maxСреднийСтабильный2,5-3,5 ГГц10-50кмНе широко распространено
PLCНизкийОчень стабильный1-30 МГц1-3кмШумной канал
СКАДАВысокиеСтабильныйДо 1.54 МГцКороткое расстояниеДорогие
M-BusВысокиеМенее стабильный2.4-4.8 МГц1000 мДорогие
ZigBeeСреднийМенее стабильный2,4 Гц,868-915 МГц30-50мКороткий радиус
СигфоксСреднийСтабильный868 — 869 МГц10 км (городской) и 40 км (сельская местность)Ограниченная полезная нагрузка
ЛРАСреднийСтабильныйрежимы S, T, C (868 МГц) и N (169 МГц)5 кмЛиния прямой видимости
WirelessHARTМеньшеСтабильный2,4 ГГц225мнебезопасное шифрование

4G/5G:

Поскольку IoT непрерывно растет, возникает потребность в технологии, поддерживающей передачу больших объемов данных при очень высокой полосе пропускания с уменьшенной задержкой для сложной архитектуры IoT. Шведская телекоммуникационная компанияEricsson (капитал 25 миллиардов долларов США), финская телекоммуникационная компания Nokia (капитал 18 миллиардов долларов США) и американская компания Qualcomm (81 миллиард долларов США) — крупнейшие компании, которые позиционировали себя в развитии 4G и 5G.

4G (Long Term Evolution — LTE) предыдущая технология 5G является сложной технологией, которая является причиной растущего числа подключений смарт-устройств. 4G использует ортогональный множественный доступ , что затрудняет поддержку будущего приложения IoT. 5G родился, чтобы продолжать это наследие , которые обеспечивают объединенную инфраструктуру, необходимую для последних приложений Интернета вещей.

Эти технологии беспроводной связи привносят смысл в IoT благодаря ключевым преимуществам глобального охвата, масштабируемости, разнообразия, низкой стоимости устройства, низкой стоимости развертывания и длительному сроку автономной работы.

WirelessHART:

Это беспроводная технология, которая соединяет полевые датчики и устройства, которые управляют передачей данных в режиме реального времени. Он находит применение на физическом уровне, где сетевая сеть для датчиков и устройств Интернета вещей в централизованной архитектуре управления. Этот стандарт применяется в процессе мониторинга и управления , который требует передачи данных в реальном времени между датчиками.

Сигфокс:

Sigfox является одной из технологий Low-Power Wide Area Network (LPWAN) , используемых для построения беспроводной сети подключенных устройств. Он находит применение в таких проектах, как ограниченные источники энергии (порядка мА или десятков мА на передачу) и дальний режим (десятки км) передачи данных с использованием сети IoT. Работает в диапазоне частот от 868 до 869 МГц в регионе ЕС и от 902 до 928 МГц в регионе США . Sigfox является хорошо подходящей технологией для управления водной инфраструктурой на основе Интернета вещей, поскольку она показывает повышенную производительность в сетях датчиков высокой плотности, чем другие коммуникационные протоколы, которые нарушаются при столкновении.

Пограничные вычисления:

Пограничные вычисления обрабатывают данные , собранные с полевых датчиков или устройств частично или полностью , обеспечивая эффективные и отзывчивые услуги. Пограничные вычисления — это новейшая парадигма, которая значительно снижает задержку обслуживания и улучшает качество услуг (QoS) при передаче данных. Он обрабатывает задачи обработки данных в верхней части различных пограничных устройств (шлюзов IoT). Это позволяет использовать аппаратное обеспечение и пропускную способность сети за счет ограничения облачной связи. Это значительно снижает количество и размер передачи данных по сотовой сети, обеспечивая лучшее качество обслуживания и качество опыта.

Данные из поля предварительно обрабатываются на периферии, прежде чем они достигнут приложения, запущенного на облачной платформе . Эти данные о потреблении, обнаруженных событиях, утечках и т.д., предоставляются конечным пользователям системы мониторинга через веб-платформу.

Заключение:

Коммерческий механический счетчик воды был найден в 1850-х годах, технология учета воды заметно улучшилась в точности, точности и надежности. С прорывом в ИТ-секторе сделал AMI в управлении водными ресурсами экономически эффективным способом сбора данных , полученных от датчиков.

С изобретением AMI связь между клиентом и поставщиком услуг стала лучше. Рынок таких технологий расширяется, улучшаются сенсорные и сетевые коммуникационные технологии. Муниципальный и сельскохозяйственный сектор является основной областью, где управление водными ресурсами является предварительным делом. Благодаря улучшенному проектированию инфраструктуры и более эффективной работе системы эти сектора получают первоклассное качество обслуживания. Для усовершенствованной и автономной системы учета воды данные играют решающую роль . Благодаря эффективной системе учета воды есть возможность повысить энергоэффективность. Существует огромная потребность в сборе данных для реализации энергетических преимуществ, анализа требований к производительности для удовлетворения конкретных потребностей установки и т.д.

Это цифровое решение позволяет контролировать и модерировать протоколы и стандарты на конкурентном рынке. Гибкая конструкция позволяет легко адаптировать это приложение для интеллектуального учета других товаров.

Related Articles

Leave a Comment

WP Radio
WP Radio
OFFLINE LIVE