هوشمند سازی تعیین شاخص های بهداشتی و کیفی آب با استفاده از اینترنت اشیاء IOT

استخرهاي شنا يکي از پرطرفدارترين و جذاب ترين مراکز ورزشي محسوب مي شود. شنا اثرات بسيار سازنده در تامين سلامت جسمي و رواني انسان دارد. بهداشت استخرها جهت حفظ سلامتي شناگران از اهميت ويژه اي برخوردار است که در صورت عدم رعايت موازين بهداشتي مي توانند عامل انتقال بيماري هايي از قبيل کنژکتيويت، خارش پاي شناگران، امراض پوستي و بيماريهاي انگلي گردد. با عنايت به مشکلات موجود هدف از اين پیشنهاد ، بررسي و کنترل شاخص هاي بهداشتي کيفي آب استخرهاي شنا بصورت آنلاین بوده که نتايج به دست آمده با استانداردهاي موجود مورد مقايسه قرار می گیرد و اطلاعات از طریق اینترنت به سرور مرکزی ارسال و ثبت
می گردد.

عدم سيستم کلرزني مناسب، ناقص بودن سيستم هاي تصفيه آب و عدم آگاهي متصديان استخرها از شرايط مطلوب استخر ، کنترل دوره ای دمای آب و میزان PH آب و ... توسط نیروی انسانی که گاهاً سهواً و یا عمداً به موقع و بصورت صحیح انجام نمی گردد ، باعث گرديده که PH و کلر باقي مانده در اکثر موارد در حد مطلوب نباشد و وجود آلودگي هاي باکتريايي حتي در ميزان پايين تر از حد استاندارد ، دليل بر عدم کارايي کلرزني و سيستم هاي تصفيه مي باشد و در اين زمينه توصيه مي شود از فن آوری ها و تکنولوژیهایی که دنیای IT و دیجیتال و کامپیوتر در اختیار ما قرار داده است بهره ببریم.

هدف این طرح استفاده از روشهای مدرن و نوین مبتنی بر جمع آوري اطلاعات از طريق تکنولوژی های فناورانه مانند اینترنت اشیاء (IOT ) می باشد .

کنترل به موقع وضعیت آب استخرها ، دمای محیط ، رطوبت محیط ، اغلب چالشی است که بسیاری از مجموعه داران و پیمانکاران این حوزه با آن روبرو هستند ، و ممکن است با اخطاریه ها و جرائم از سوی اداره ی بهداشت مربوطه مواجه شوند.

در این راستا ایجاد یک سیستم کنترل هوشمند شاید بتواند 90% از مشکلات فوق را برطرف نماید و از بروز خسارات مالی و جانی جلوگیری به عمل آورد. به همین منظور ، طراحی و ساخت یک نرم افزار بومی به همراه سخت افزارها و دستگاههای مخصوص که به صورت آنلاین و سریع وضعیت آب را کنترل و بصورت لحظه ای اطلاعات مورد نیاز را به اطلاع عوامل اجرایی برساند و یا بطور مثال سیستم کلرزنی را بطور خودکار فعال نماید توصیه می گردد .

به عبارت دیگر هرچه دخالت انسان کمتر شود صحت اطلاعات دریافتی دقیق تر بوده و درنتیجه تصمیم گیری جامع تری می توان اتخاذ نمود.

مزایای اجرای طرح :

1. رونق هر چه بیشتر کسب و کار

2. حفظ محیط زیست و حفط سرمایه ی ملی

3. جلوگیری از خسارتهای احتمالی مالی و جانی و بروز بیماریهای مختلف

4. دخالت کمتر نیروی انسانی در کنترل پارامترهای حیاتی و مهم این حوزه

5. کنترل میزان دما و رطوبت در سوناها و جکوزی و استخر های مخصوص کودکان

6. ارسال لحظه ای میزان رطوبت محیط ، دمای محیط ، دمای آب ، میزان PH و مانیتورینگ آن

7. کمک به مدیران و دست اندرکاران مجموعه های ورزشی برای ارائه خدمات بهتر و فراهم کردن محیطی سالم تر برای عموم مردم

قابلیتهای سخت افزاری (دستگاهها) :

این دستگاههای مورد استفاده شامل امکانات ذیل خواهد بود :

- اندازه گیری میزان آلودگی و PH آب

- امکان اندازه گیری میزان رطوبت محیط

- قابلیت اندازه گیری و کنترل دمای محیط

قابلیتهای نرم افزار :

نرم افزار اصلی شامل امکانات ذیل خواهد بود :

- گزارشات دوره ای بر اساس بازه های تاریخی

- ارسال پیامک به مدیر سیستم با توجه به شرایط اضطراری

- تحلیل و بررسی شرایط محیطی بر اساس اطلاعات ذخیره شده در سرور

- تهیه ی نمودار از وضعیت آب بر اساس پارامترهای مشخص شده در نرم افزار

میان افزار دستگاهها :

- میان افزار ها در واقع نرم افزارهای سیستمی هستند که بایستی برای دستگاهها تولید و به آنها منتقل شوند تا بتوانند عملیات کنترل مرکزی را بر عهده داشته باشند.

- این نرم افزارهای سیستمی با زبان برنامه نویسی C++ و یا PYTHON پیاده سازی می شوند.

ماژول ها و سنسورهای مورد نیاز عبارتند از : (تصاویر بالا)

- میکروکنترلر : ARDUINO BOARD / RASPBERRY PIE

- سنسور کنترل دمای آب : DS18B20

- سنسور کنترل میزان سطح آب : ULTRASONIC SRF-05

- سنسور کنترل کدری آب : TSD-10

- سنسور کنترل PH آب : E-201-C-9

- سنسور دما و رطوبت محیط : DHT22/DHT11

- ماژول اتصال اینترنت : SIM800L / SIM900

و هر سنسور و ماژول دیگری که مورد نیاز باشد.

نحوه ی کار سخت افزار و نرم افزار و میان افزار:

سخت افزار این پروژه با بهره گیری از فناوری اینترنت اشیاء و سنسورهای مختلفی مانند سنسور کنترل دمای آب و ... طراحی و پیاده سازی می شود که شامل مدارهای مختلفی است که هر کدام وظیفه ی کنترل پارامترهای مهم و کلیدی و ارسال داده های آنها به سرور مرکزی را برعهده خواهند داشت. این دستگاهها همگی توسط میکروکنترلر هدایت و راهبری خواهند شد که لازم است میان افزار های (FRAMEWARE) مختلفی طراحی شود تا بوسیله ی آن میکروکنترلرها بتوانند عملیات کنترل و ارسال داده ها را بصورت آنلاین به درستی انجام دهند.

در نهایت نرم افزار اصلی سیستم وظیفه ی دریافت اطلاعات ثبت شده از سرور و پایش آن و ارائه آن به کاربر نهایی ، را بر عهده خواهد داشت. و همچنین در مواردی که از حساسیت بیشتری برخوردار است باید کاربر یا مدیر سیستم را توسط پیامک یا به صدا درآوردن آژیر و یا روشن شدن چراغ و LED ، و ... مطلع نماید.

عملیات ارسال داده ها به سرور مرکزی از طریق اینترنت انجام خواهد شد و در صورتی که اینترنت توسط WIFI در محل فراهم باشد ، عملیات ارسال حدود 10برابر سریعتر انجام خواهد شد ولی در صورتی که تامین وای فای در محیط فراهم نباشد به ناچار باید از طریق GPRS یعنی اینترنت سیم کارت برای ارسال داده ها استفاده شود که سرعت بسیار پائین تری خواهد داشت.

تشکر می کنم از دوستانی که وقت گذاشتند و این پست را مطالعه نمودند. من سعی کردم خیلی ساده و لطیف مشکلاتی که در یکی از حوزه ها وجود دارد را مطرح و بعد راهکارهای هوشمندی ارائه دهم که با استفاده از تکنولوژی مدرن اینترنت اشیاء می توان آنرا مدیریت نمود.

اگر تمایل به تهیه ی دستگاه و نرم افزار بودید می توانید با راههای ارتباطی زیر با تیم ما در ارتباط باشید.

موفق باشید - علی عظیم زاده