水質監測物聯網系統
水汙染是對所有生物的最大威脅之一。難怪非常需要使用技術監測水質。
這篇文章闡明了基於物聯網的智慧水質監測（SWQM）系統是什麼，其五個硬體元件和好處，以及水管理的主要挑戰。
由於人口增加、汙染和全球變暖的綜合影響，安全水正在迅速成為稀缺資源。說到水汙染，它是綠色全球化的最大障礙之一。
為了確保持續的飲用水供應，需要即時監控其品質。傳統上使用的基於實驗室的測試技術既耗時又昂貴，因為它們必須手動進行。
儘管水監測系統取得了一些進展，但它們利用了無線感測器網路，或無線網路技術，這些技術伴隨著他們共同的問題，包括資料安全、通訊覆蓋和能耗管理方面的弱點。
這就是為什麼物聯網（IoT）在這方面是一個福音，因為它使當前開發了具有即時功能的更高效、更安全、更具成本效益的系統。
基於物聯網的智慧水質監控（SWQM）簡介
SWQM 是測量水質引數的過程，如溫度、pH值、渾濁度、溶解氧水準、存在的離子種類等。監測水質的主要目標，是確保這些引數在合適的範圍內。
傳統的水監測方法是物理的，只使用化學品。水質監控應用涉及使用不同的基於物聯網的智慧感測器，以即時追蹤引數。
智慧水質監控系統的五大硬體元件
物聯網生態系統中使用的硬體包括伺服器、路由裝置、物聯網感測器和其他管理系統啟動、安全通訊、操作規範和檢測等基本功能以支援特定目標和操作的硬體。
1. 超音波感測器
顧名思義，感測器產生 40 千赫的高頻聲波，以傳送和接收超音波脈衝，將物體接近的資訊傳遞回去。該硬體提供 2 釐米至 4 釐米的測量範圍，並配有超音波發射器（觸發引腳）、接收器（回聲引腳）和控制電路。
2. pH 值感測器
感測器測量水中的鹼度和酸度量，以及其他指標。如果使用得當，智慧解決方案可以衡量產品的安全性和品質，以及廢水或製造廠發生的過程。
它有一個測量和參考電極。 隨著 pH 值的增加，氫離子的濃度就會下降十倍，從而降低酸性水的強度。
3. 數位溫度計感測器
它通常用於測量周圍大氣的溫度和溼度值。它配備了 8 位顯微鏡和負溫度係數（NTC）測量工具。使用溫度計，人們可以確定可以在當前水態下生存的海洋生物型別。
4. 渾濁度感測器
該感測器有助於計算清水的品質，即水中的顆粒數量。它利用光線透過傳輸光束來識別水是不透明還是模糊的。過量渾濁會減少海洋生物和繁殖，並導致各種形式的人類疾病。該感測器同時生成類比和數位模式輸出。
5. 射頻模組
該模組是射頻的縮文，是一種小型電子裝置，在兩個裝置之間傳輸和/或接收無線電訊號。基於物聯網的嵌入式經濟高效系統，在兩個智慧感測器之間啟動通訊方面派上用場。
智慧水汙染監測技術是如何演變的
如前所述，傳統的飲用水品質監測模式需要手工勞動，包括化學測試。它們既昂貴又耗時，沒有任何即時接收結果的範圍。
然而，無線通訊的發展很快就創造了新的感測器功能。在此類系統中，現場技術人員將使用行動式感測器在現場測量一些水引數，這些感測器易於在現場運輸和使用。
儘管這種感測器網路領域，在一定程度上改善了測試位，但前面提到的大多數問題並沒有消失。隨著時間的推移，WSN 技術越來越突出，允許即時接收測試回饋。
然而，該網路容易遭到網路攻擊，資料安全性差。通訊速度低，安裝和維護成本高。
當然，WSN 系統比傳統的水汙染監測方法要好得多，但還有改進的餘地。
由於物聯網允許連線的裝置方便地儲存和交換資料，該技術找到了一種方法，除了自動化行業外，還可以促進環境問題。今天，它包含了一些在一段時間內監測水質的機制。
物聯網應用程式開發使液位監控變得容易
瞭解更多資訊使用物聯網技術監測水質
最後，現場技術人員求助於智慧水質監控，這使他們能夠使用數位計算裝置、網際網路服務、通訊媒體和行動式感測器，從全球任何地方即時監控水質。
智慧水質監測系統在家庭應用、農業、水產養殖和城市廢棄物回收中，變得非常有用。此外，這些系統監測湖泊、河流和其他水體的水質。
物聯網網路非常安全，通訊速度也很高。該技術可以舒適地解決以前技術存在的所有問題。
智慧水質監測的最新趨勢和效益
如果你已經讀到這裡，你將同意基於物聯網的系統，對於確保跨領域和設施的水質保持純淨是多麼重要。這對環境非常有益，保護動植物和水生生物，並簡化人類生存。
在以下部分，讓我們研究基於物聯網的 SWQM 系統，在各個領域取得進展的不同方式：
1. 軍團菌在海灣爆發
美國環境保護局（EPA）警告說，在因新冠肺炎疫情而長期關閉後，重新開放建築物的危險。 建築物管道系統中的軍團菌是一個相當大的威脅。
當熱溫度從建議的 140°F 溫度下降時，細菌就會生長。在水管中安裝物聯網感測器有助於建築經理阻止軍團菌的爆發。感測器可以繪製管道中的不活動區域並採取行動。
該系統允許你在問題，成為居住在或在這些建築中工作的人的健康恐慌之前積極主動地處理問題。
2. 醫療保健設施中的純淨水
醫院、診所、收容所缺乏優質水是一個巨大的問題，因為病人的生命岌岌可危。 因此，有必要確保患者安全，免受感染。
此外，實驗室和研究中心要求水完全沒有任何毒性，以進行實驗併產生真正的結果。基於物聯網的 SWQM 系統使優質水成為可能，有助於服務於不同的目的。
3. 健康的供水成為可能
一些建築經理每年採集水樣並測試一到兩次。頻率可能不足以檢查供水是否高品質。物聯網技術可以在很大程度上解決這個問題，並實現健康的供水。
首先，它不僅僅是在一個特定時刻提供水質的快照。測試後，一種重要的汙染物可能會生長，並在幾個月內被忽視。放置在水管內的渾濁度感測器使用光束指示水中存在顆粒。
4. 這個時代有效的廢水管理
基於物聯網的水質監測應用，有利於在廢水轉移到淡水體之前進行處理。使用感測器可以很容易地研究渾濁度、pH 值和溫度等重要引數。這對安全開展農業活動也很重要。
沒有人打算阻礙作物生產品質。懸浮有有毒元素的水，會對作物生長和健康產生負面影響。物聯網技術可以透過智慧監控水質，來阻止這種情況。
5. 易於檢測和修復浪費洩漏
由於儀表誤差、洩漏和其他操作效率低下，每年浪費數百萬加侖的水。由於許多設施經理，依靠對管道的定期檢查來辨識故障，這可能意味著洩漏可能會在下一次審查發生之前被忽視。
物聯網水流感測器透過評估，透過管道的水流及其變化速度，有利於立即發現洩漏。當感測器資料突出顯示標準速率的變化時，它可能表明管道洩漏或任何其他操作故障。
物聯網感測器可以確定水浪費的來源，並幫助遏制這個問題，以免導致此類商業物業甚至家庭的水費增加。
使用水質監測應用程式，你可以每隔 15 分鐘確定水的消耗方式、時間和地點。 儘早修復錯誤也為公司節省了成本。
感應即服務：現在和未來
立即學習6. 水生生物保護實用
即使是水生植物和動物也需要安全的生活條件。否則，它們將因持續暴露在渾濁和有毒的水中而滅絕。智慧水監測系統有助於監測和維護水引數，如 pH 值和溫度，並研究破壞性元素的存在。
7. 透過 LEED 和/或 WELL 認證實現永續性
這些認證構成了製造單位、設施和商業建築可持續性目標的很大一部分。不用擔心 —— 即時水質監測解決方案在這方面可以有所幫助。
雖然 LEED 認證強調與永續性相關的領域，但 WELL 專注於影響居住者，或工人健康的啟用功能。
在一個或兩個領域獲得認證有利於環境，並透過消除效率來幫助節省資金。LEED 即時辨識用水量和監測。它授予佈署支援減少用水的系統（室內和室外）的積分。
另一方面，WELL 有水質標準，目的在幫助建築物節水，並提高乘員安全的品質。基於物聯網的環境應用，有助於實現 LEED 和 WELL 的所有相關水相關標準。
為什麼要關注水管理？：最大的挑戰
水管理的最大挑戰也許是監測水位，透過不同渠道的流動，當然還有品質。 物聯網可以辨識和計算水中的殘留量或毒性水準。
但是，在水方面，主要障礙是什麼？讓我們在本節中瞭解一下：
1. 毫不奇怪，我們正在應對全球更嚴峻的天氣 —— 無論是颶風、洪水還是極端高溫。 研究顯示，危急情況即將到來。
由於人口眾多和水資源有限，隨著歲月的流逝，情況將惡化。另一方面，由於爭奪稀缺水公用事業的鬥爭，稀缺性將增加使用它的人的水費。
2. 城市地區的人口繼續增加，給供水系統順利執行帶來了很大的壓力。如果不即時檢查它們，從長遠來講，它們可能會導致大規模維修，更不用說，更高的間接費用。
3. 許多供應系統中的水，必須根據過去的可用性，或現有的消費者需求進行分配。這種做法不一定意味著分配是適當的。事實上，一些供應系統可能會變得過於擁擠。
假設他們的水質不經常受到監測。在這種情況下，它可能導致嚴重的影響，如洩漏或管道損壞以及未被注意到的毒性水準 —— 從而阻礙供應，並對消耗該水的人造成傷害。
4. 在許多地區，如抽取地下水或河流，沒有具體的管理計劃或制裁。這些導致可溶性水減少，甚至在某些方面導致該資源的開採。這阻礙了水位，增加了水汙染的風險。
給你
水汙染是對所有生物的最大威脅之一。被汙染的水在人類、植物、動物中引起各種疾病，這反過來又對生態系統的生命週期產生負面影響。如果及早發現汙染，可以採取適當措施來保護水質，甚至升級水質。
因此，使用物聯網進行智慧水質監控，對於即時提供純淨水至關重要。多虧了感測器、無線模組和通訊裝置的創新，活動變得簡單。
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