Walka ze smogiem w dobie Internetu Rzeczy – czyli inteligentne czujniki zanieczyszczeń na komin i autobusy.

Obecnie Internet Rzeczy zaraz obok sztucznej inteligencji, Big Data oraz Blockchain jest jednym z gorętszych tematów w świecie nowych technologii z uwagi na jego coraz większy wpływ na otaczającą nas rzeczywistość. Wykorzystanie urządzeń za pomocą IoT może przyczynic się nie tylko do dużo większej wygody i oszczędności czasu w życiu codziennym, ale także do lepszego zarządzania energią, przestrzenią i poprawy stanu środowiska naturalnego.

Czym jest więc Internet Rzeczy (z ang. Internet of Things, w skrócie IoT)?

Aby dobrze zrozumieć ideę tego zjawiska należy wyobrazić sobie, że wszystkie urządzenia znajdujące się w naszym otoczeniu, podłączone są do wspólnej sieci internetowej i każde z nich gromadzi, wysyła albo pobiera z niej jakieś dane. Lampy w pokoju włączają się, gdy zostaną poinformowane o obecności danej osoby, podobnie jak regulator temperatury, który dostosowuje ją do potrzeb konkretnego użytkownika w danym czasie. Automat z wodą informuje firmę dostawczą, kiedy płyn w środku się skończy, tak samo jak drukarka informuje o potrzebie uzupełnienia tuszu. Już teraz istnieją inteligentne lodówki, które monitorują ilość żywości w środku, dzięki czemu mogą same wysyłać listy zakupów do sklepów internetowych lub sugerować nam przepisy na bazie ich zawartości. Dodatkową i najważniejszą cechą takich urządzeń jest umiejętność uczenia się naszych nawyków dzięki ich podłączeniu do chmury oraz sztucznej inteligencji. To właśnie sprawia, że dane urządzenie staje się „Smart”.

Podstawowe elementy Internetu Rzeczy – czyli kiedy urządzenie możemy nazwać inteligentnym:

– urządzenie musi być wyposażone w sensory/ czujniki, które rejestrują wartości parametrów

– urządzenie musi posiadać dostęp do sieci internetowej

– w Internecie musi istnieć oprogramowanie, które zbiera odczyty z Urządzenia i przechowuje je na potrzeby przyszłej analizy, czyli tzw. chmura      danych

– aby urządzenie mogło podejmować inteligentne decyzje, w Internecie musi istnieć oprogramowanie działające na zasadach Sztucznej Inteligencji

Czujniki wykrywające zanieczyszczenia

Nasza firma wychodzi naprzeciw oczekiwaniom współczesnego świata i pragnie być częścią technologicznej rewolucji, która ma miejsce obecnie. Planujemy wdrożyć innowacyjne rozwiązanie, jakim są czujniki zanieczyszczeń powietrza, aby przyczynić się do poprawy jakości powietrza jakie nas otacza oraz rozwoju technologicznego miast i gmin. Wierzymy, że odpowiedzialne i działania i innowacyjne rozwiązania idą w parze z przekształceniem miasta w Smart City i poprawą jakości życia mieszkańców.

Już teraz do przeprowadzania pomiarów zanieczyszczeń gminy i miasta używają technologii takiej jak np. drony. My staramy się sprostać tym potrzebom, wychodząc o krok dalej dzięki wykorzystaniu koncepcji Internet of Things. Jesteśmy w trakcie opracowywania inteligentnych czujników monitorujących i kontrolujących zanieczyszczenie powietrza zamontowanych w kotłach/piecach, na kominach lub jednostkach mobilnych takich jak autobusy. Rodzaje czujników przedstawiamy poniżej:

1. Inteligentne sterowniki wewnątrz kotłów:

Proces spalania już obecnie jest sterowany elektronicznie- w zasadzie każdy kocioł współpracuje z oprogramowaniem, które pozwala na załączanie ogrzewania w zależności od dnia i godziny. Jednak Internet Rzeczy daje dużo większe możliwości- Inteligentny Sterownik może optymalizować proces grzewczy poprzez wykorzystanie danych meteorologicznych do sterowania kotłem (np. jeśli prognoza pogody zakłada duże nasłonecznienie, można opóźnić załączanie kotła lub zredukować jego moc). Dodatkowo poprzez wyposażenie kotła w czujniki badające skład spalin, można poprzez komunikację z Chmurą Internetową dobrać parametry pracy kotła, aby zoptymalizować spalanie aktualnie użytego paliwa. Dodatkowo w Chmurze Internetowej przechowywane są kluczowe parametry, które umożliwiają “uczenie” się sterownika w czasie i optymalizację kosztów dla użytkownika.

2. Kominowy miernik spalin i zanieczyszczeń:

Pozwala na mierzenie temperatury, wilgotności, ilości smogu oraz wszystkich szkodliwych gazów wydobywających się przy spalaniu paliwa. Do wylotu komina wykonujemy przyłącz w celu schłodzenia spalin, znajdują się tam czujniki zanieczyszczeń w tym laserowy sensor stężenia smogu. Sam czujnik umieszczony jest wewnątrz głównej obudowy pieca, jednak powietrze do pomiarów doprowadzone jest z okolic komina- ze względu na skład chemiczny nie umieszczamy czujnika bezpośrednio w kominie, pomiar wykonywany jest w najbliższej okolicy komina. Czujnik taki pozwala poza monitoringiem spalin wydobywających się z komina, sterować procesem spalania paliwa. Dzięki temu możliwe jest mniejsze zużycie paliwa, a zarazem oszczędność pieniędzy dla osób korzystających z pieca.

Obydwa z wyżej wymienionych czujników działają w technologii WiFi, GPRS, LTE oraz NB-IOT. W przypadku NB-IOT współpracujemy z operatorem telefonii komórkowej- operator zapewnia połączenie z siecią bez konieczności zakupu i konfiguracji kart SIM. Dodatkowo każde urządzenie wyposażone jest w odbiornik GPS, dzięki czemu jesteśmy w stanie automatycznie określić lokalizację miernika.

3. Autonomiczne stacje pomiarowe z panelem fotowoltaicznym i geolokalizacją (np. na autobusach miejskich):

Czujniki zabudowane są w skrzynkach z tworzywa sztucznego wraz ze zintegrowanym panelem fotowoltaicznym. Skrzynki umożliwiają regulację położenia, co pozwala na zamontowanie ich np. na typowych wysięgnikach murowych stosowanych np. do montażu anten satelitarnych. Podobnie jak poprzednie czujniki, może monitorować temperaturę, wilgotność powietrza, zanieczyszczenia oraz stężenie smogu. Czujniki montowane na pojazdach komunikacji miejskiej umożliwiają tworzenie map rozkładu zanieczyszczenia środowiska na obszarze gminy lub miasta. Pomiary odbierane są na każdym przystanku, a mapa aktualizuje się w czasie rzeczywistym. Może pokazywać też napływ zanieczyszczeń z miejscowości sąsiedniej.

Oprogramowanie 

Aby ułatwić wdrożenie Internetu Rzeczy- wykorzystujemy platformę sprzętowo-programową OIDCP (Open IoT Device Control Platform). Dysponujemy sprzętem i oprogramowaniem Inteligentnych Urządzeń oraz Chmurą Internetową, dzięki czemu możemy zaoferować szybką transformację istniejących urządzeń i sterowników oraz budowę nowych rozwiązań.

Zarówno czujniki, jak i system programowy OIDCP jest jeszcze w fazie przygotowania, a informacje o rozwoju technologii będą regularnie aktualizowane na naszej stronie. Poniżej przedstawiamy obrazowe schematy działania naszej technologii: