Az E-IoT lehetséges felhasználási területei az okosváros koncepció mentén

Az őszi konferencia szezonban az Endrich Bauelemente Vertriebs egyik fő témája az E-IoT koncepció lehetséges felhasználási területeinek áttekintése már nemcsak az okos iparban, hanem az okos város koncepció mentén is… Évadnyitó konferenciánkon a Franciaországban megrendezett lyoni SIDO kiállításon is erről volt szó, és szeretnénk a most induló cikksorozatunk első részében egy átfogó áttekintést adni azokról a koncepciókról, melyek mentén az Endrich fejlesztőcsapata valós ipari projektek keretében igyekszik megoldásokat szállítani szerte a világon. Csak olyan területet veszünk górcső alá, ahol már létezik legalább PoC (proof of concept) szintű, azaz elkészült, működő E-IoT eszköz a palettán. Előtte azonban definiáljuk közösen újra, hogy hogyan is épül fel egy az okosváros 21. századi igényeit kielégíteni képes IoT ökoszisztéma…

Az E-IOT ökoszisztéma

Az IoT (Internet of Things) technológia egyik alapvető eleme az okosszenzorok használata, amelyek különféle környezeti paramétereket, például hőmérsékletet, páratartalmat, fényerőt, nyomást vagy akár levegőminőséget érzékelnek. Ezek az okosszenzorok gyakran közvetlen internetkapcsolattal rendelkeznek, amelyet celluláris hálózatokon keresztül biztosítanak, vagy helyi vezeték nélküli mesh hálózatokba integrálva kommunikálnak egyetlen kijáraton keresztül az internet felé. A szenzorok működését mikrokontrolleres rendszerek vezérlik, amelyek felelősek a mintavételért, az adatok összegyűjtéséért és azok megfelelő formátumban történő továbbításáért. Az összegyűjtött adatokat az Endrich felhő szolgáltatásába küldik, ahol a tárolás mellett lehetőség nyílik azok további feldolgozására is. A feldolgozást mesterséges intelligencia alapú eljárásokkal végezhetik, amelyek segíthetnek az adatokból új, értékes információk kinyerésében. Az adatok megjelenítése különböző dashboardokon keresztül történik, amelyek vizuálisan és áttekinthetően mutatják az érzékelők által mért paramétereket. Ezeket az irányítópultokat webböngészőkben, okostelefon alkalmazásokban vagy akár dedikált HMI (Human-Machine Interface) eszközökön is megtekinthetjük. Az Endrich felhő szolgáltatása így nemcsak az adatok gyűjtését, de azok átfogó elemzését és vizualizációját is lehetővé teszi, támogatva ezzel a gyorsabb döntéshozatalt és hatékonyabb rendszerműködést.

A városi környezeti paraméterek figyelemmel kísérése elengedhetetlen feladatt lett a helyi önkormányzatok számára, hogy biztosítsák az állampolgáraik számára az egészséges környezetet. Ez általában a jelen gyakorlatában levegőminőség és esetleg a környezeti zaj mérésére korlátozódik; azonban számos egyéb paraméter figyelemmel kísérését is szükséges lehet. Fontos figyelembe venni olyan tényezőket, mint a talaj nedvességtartalmának mérése a parkokban, ahol a fák kulcsszerepet játszanak a városi levegő tisztaságának megőrzésében. Az ilyen információk valós időben történő rendelkezésre állása segíthet a gazdasági tényezők szabályozásában, például a vízmegtakarításon keresztül – hatékonyabb öntözés révén. A forgalom is befolyásolja a levegő minőségét, így annak monitorozása is jelentős feladat. Mi lenne, ha összekapcsolnánk a forgalmi adatokat a levegőminőség-figyeléssel, valamint a talajvíz szintjével, és mindent egyetlen elosztott hálózatba integrálnánk okosszenzorok segítségével? Egy lehetséges megoldás az Endrichtől a CityBox eszköz, amely alapvető levegőminőség-monitorozási képességeket kínál folyamatos 24/7 működéssel, függetlenül az elektromos hálózattól, és egyidejűleg Internet átjáróként is funkcionál a körzetben telepített akkumulátorral működő, hosszú élettartamú vezeték nélküli érzékelőhálózatok számára.

Légminőség figyelése

A levegőben található szállópor jelentős hatással van az emberi egészségre, különösen a PM2.5, azaz az 2.5 mikrométernél kisebb átmérőjű részecskék tekintetében. Ezek a finom részecskék mélyen behatolnak a tüdőbe, és károsíthatják a légutakat, növelve a légzőszervi és szív-érrendszeri betegségek kockázatát. A PM2.5 részecskék kis méretük miatt nem csak helyileg, hanem nagy távolságokra is képesek eljutni, így a helyi szennyezés mellett más területekről származó szennyeződéseket is magukban hordozhatnak.

A szállópor mellett az egyéb gázok, mint például a kén-dioxid (SO2) és a nitrogén-oxidok (NOx), valamint az ózon (O3) szintjének mérése is

 létfontosságú. A kén-dioxid elsősorban fosszilis tüzelőanyagok, például szén és olaj égetésekor keletkezik, és jelentős légúti irritációt okozhat, különösen asztmás betegeknél. A nitrogén-oxidok az autók kipufogógázából és ipari folyamatokból származnak, és hozzájárulnak az ózon képződéséhez a légkör alsó rétegeiben, ami szintén súlyosbítja a légzőszervi problémákat.

Az ózon, egy másik fontos légszennyező, amely a nitrogén-oxidok és más vegyületek napfény hatására történő reakciójával jön létre, számos egészségügyi problémát okozhat, beleértve a tüdőfunkció csökkenését és a légúti betegségek súlyosbodását. Az ózon magas koncentrációja különösen a forró, napos napokon jellemző, ami fokozza annak kockázatát, hogy a lakosság nagy része ki legyen téve ennek a káros hatásnak.

A légszennyező anyagok, különösen a PM2.5 és az ózon szintjének monitorozása tehát elengedhetetlen az egészségvédelmi intézkedések hatékonyságának növelése és a lakosság egészségügyi kockázatainak csökkentése érdekében. Az ilyen típusú monitoring segítségével a döntéshozók képesek megfelelő intézkedéseket hozni, mint például a kibocsátás csökkentése, a közlekedés szabályozása, vagy az egészségügyi tájékoztatás és a lakosság felkészítése a magas szennyezettségi szintekkel járó napokra.

Ezeknek a méréseknek az adatait felhasználva lehetőség nyílik arra, hogy tájékoztassák a lakosságot a légszennyezettség aktuális szintjéről, és tanácsokat adjanak azoknak, akik különösen érzékenyek a légszennyezésre. Az időben történő információ és a megelőző intézkedések meghozatala hozzájárulhat a közegészségügyi problémák megelőzéséhez és kezeléséhez.

A légminőség figyelő állomás, mit városi Internet átjáró – kertészeti és mezőgazdasági célú hasznosítás

A primer funkciója mellett a cityBox eszköz kiváló Internet átjáró lehet a városi park, az utcai fák, vagy a virágládák gazdaságos öntözéséhez telepített szenzorhálózat számára. Az endich a magazin hasábjain korábban már bemutatta a saját fejlesztésű talajnedvességszondáit, melyek nagy kiterjedésű lokális mesh hálózatba kapcsolva elemes, vagy napelemes táplálással hosszú ideig önálló működésre képesek.

A talajnedvesség mérése kulcsfontosságú szerepet játszik a mezőgazdaságban, a környezetvédelemben és a vízgazdálkodásban. Ez a fajta méréstechnika segít megérteni, mennyi víz áll rendelkezésre a növények számára a talajban, ami alapvetően befolyásolja a növények növekedését és a termés mennyiségét. A talajnedvesség közvetlenül kapcsolódik a talaj víztartalmához, ami döntő tényező lehet a szárazság kezelése és az öntözési stratégiák megtervezése során. A talajnedvesség megfelelő monitorozása lehetővé teszi a gazdálkodók számára, hogy hatékonyabban irányítsák az öntözést, ezáltal csökkentve a vízpazarlást és optimalizálva a növények vízellátását. A pontos és időszerű talajnedvesség-adatok hozzájárulhatnak a vízgazdálkodási terv hatékonyságának növeléséhez, mivel lehetővé teszik a vízfelhasználás pontos beállítását a növényi igényekhez. Ez különösen fontos azokban a régiókban, ahol korlátozott a vízkészlet, és minden cseppnek számít. Továbbá, a talajnedvesség mérése segíthet a talajerózió és a talajminőség romlásának megelőzésében is. Amikor a talaj túl száraz, fokozódik az erózió kockázata, mivel kevésbé képes megtartani a vizet és tápanyagokat. Ellenkező esetben, ha a talaj túl nedves, akkor a növények gyökérzete nem képes megfelelően fejlődni, ami a növények egészségét és a termés mennyiségét is negatívan befolyásolhatja. A talajnedvesség szintjének mérése nemcsak mezőgazdasági célokra hasznos, hanem elősegíti a környezeti monitoringot és a fenntarthatósági célok elérését is. Egyes területeken, ahol az urbanizáció vagy az ipari tevékenység hatással van a természetes vízrendszerekre, a talajnedvesség mérése segíthet felmérni és kezelni az emberi tevékenység okozta változásokat. Ezen felül, a klímaváltozás hatásai, mint például a csapadékminták megváltozása, szintén jobban kezelhetők, ha pontos információ áll rendelkezésre a talaj víztartalmáról.

Az okosszenzor technológia fejlődésével ma már a talajnedvesség mérésére használt eszközök sokkal pontosabbak és könnyebben hozzáférhetők. Ezek az eszközök képesek folyamatos adatokat szolgáltatni, amelyeket vezeték nélküli hálózaton keresztül lehet összegyűjteni, így valós időben kaphatunk képet a talaj állapotáról. Ennek eredményeként a döntéshozók, gazdák és környezetvédelmi szakemberek időben képesek reagálni a változásokra, csökkentve ezzel a környezeti károkat és javítva a termelés hatékonyságát.

A légminőség figyelő állomás, mit városi Internet átjáró – utcalámpa hálózatok

A kertészeti hasznosítás mellett egyéb nagykiterjedésű városi eszközhálózatok, például az utcalámpák Internethez kapcsolásához is használható az E-IoT Neo-Mesh–LPWA átjárócsalád.

Az utcalámpák okosítása egyre elterjedtebb gyakorlat a városi infrastruktúra fejlesztésében, amely jelentősen hozzájárulhat a közvilágítás hatékonyságának növeléséhez, az energiafogyasztás csökkentéséhez és a környezeti lábnyom minimalizálásához. Az intelligens utcai világítási rendszerek olyan szenzorokkal és vezérlőegységekkel vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a fényerő szabályozását az aktuális igényekhez igazodva. Például, éjszaka, amikor kevesebb a forgalom, az utcai lámpák fényerejét le lehet csökkenteni, így energiát takarítva meg, de még mindig biztosítva a kellő megvilágítást.

Továbbá, az okos utcai lámpák beépített mozgásérzékelőkkel is rendelkezhetnek, amelyek felismerik a járművek vagy gyalogosok jelenlétét és ennek megfelelően automatikusan szabályozzák a fényerőt. Ez nemcsak energiatakarékos, hanem növeli a közterületek biztonságát is. Az intelligens lámpák további előnye, hogy távolról is monitorozhatók és vezérelhetők, ami megkönnyíti a karbantartást és gyorsabbá teszi a hibaelhárítást.

Ezek a rendszerek gyakran részei egy nagyobb, integrált városi menedzsment rendszernek, amely összekapcsolja az utcai világítást más okos városi funkciókkal, mint a közlekedésirányítás vagy a biztonsági kamerarendszerek. Az ilyen típusú integráció lehetővé teszi a városok számára, hogy hatékonyabban kezeljék erőforrásaikat, javítsák polgáraik életminőségét, és elősegítsék a fenntartható városfejlődést. Azonban sok esetben az ilyen „okosítás” retrofit módon utólagosan kerül beszerelésre, ilyenkor nagy előny, aha a lámpa paramétereit egy anak tápellátásától független elemes táplálású szenzor végzi. Erre az esetre is kiváló az E-IoT NeoMEsh hálózata, melyhez szintén szükség van egy önállóan működő Int  ernet átjáróra, ezt a feladatot akár a cityBox eszköz is biztosíthatja.

Füstérzékelők vezetékmentes hálózata

A vezetékmentes füstérzékelők modern tűzvédelmi megoldást kínálnak, amely gyors és egyszerű telepítést tesz lehetővé, különösen olyan helyeken, ahol nehézkes lenne a vezetékezés. Ezek az érzékelők szubgigahertzes  rádióhullámokon keresztül kommunikálnak egymással vagy egy központi

vezérlőegységgel, ami lehetővé teszi a gyors riasztást, amint füstöt vagy tűzre utaló jeleket észlelnek. A vezetékmentes technológia előnye, hogy az eszközök rugalmasan elhelyezhetők, így nagyobb lefedettséget biztosíthatnak, különösen nagyobb épületekben vagy nehezen hozzáférhető helyeken.

A modellek általában eldobható elemes működéssel rendelkeznek, amely hosszú üzemidőt biztosít, és automatikus értesítést küldenek, ha az akkumulátor lemerülőben van. Az ilyen rendszerek növelik a biztonságot, csökkentik a károk mértékét, és lehetőséget adnak arra, hogy gyorsan és hatékonyan reagáljanak vészhelyzet esetén. A NeoMEsh technológia erre kiválóan alkalmas, Internet átjáróként pedig az Endrich valamelyik NeoMEsh/LPWA gateway eszköze kiváló megoldás.

Helység foglaltág detektálása

A hotelszobák és irodák foglaltságának detektálására alkalmas vezetékmentes okosszenzorok rendkívül hasznosak a hatékony helyiségmenedzsment és energiatakarékosság szempontjából. Ezek a szenzorok képesek mozgás, jelenlét vagy akár hőmérséklet, páratartalom és levegőminőség változás alapján felismerni, hogy egy szoba foglalt-e vagy üres. Kiválóan kiszolgálják az épületautomatikai rendszereket adattal ahhoz, hogy azok automatikusan be- vagy kikapcsolhassák a világítást, illetve szabályozzák a fűtést és légkondicionálást, ha éppen nincs ott senki, ezzel jelentős energiamegtakarítást eredményezve.

A vezetékmentes technológia lehetővé teszi ezeknek az érzékelőknek az egyszerű telepítését és integrálását a meglévő épületautomatizálási rendszerekbe. Távoli hozzáféréssel, akár mobil alkalmazásokon keresztül, valós időben nyomon követhetők a helyiségek kihasználtsága, amely különösen hasznos lehet a szállodákban és irodaházakban a hatékony erőforrásgazdálkodás és vendégélmény javítása érdekében.

Lift telemetria

A liftek telemetriájának jelentősége abban rejlik, hogy lehetővé teszi a folyamatos adatgyűjtést és valós idejű monitorozást a felvonók állapotáról és működéséről. Ez a technológia segít a karbantartás optimalizálásában, mivel a rendszer képes előre jelezni a potenciális meghibásodásokat, így megelőzhetőek a váratlan leállások és a hosszú javítási idők. A telemetriai adatok, például az emelések száma, az ajtónyitások gyakorisága vagy a hőmérséklet változások, hozzájárulnak a lift élettartamának meghosszabbításához és a biztonságosabb üzemeltetéshez.

Ezen felül a telemetria segítségével a liftek energiahatékonysága is növelhető, mivel lehetőség nyílik az energiafogyasztás pontos elemzésére és szabályozására. A távoli elérés és folyamatos felügyelet révén a karbantartó csapatok gyorsan reagálhatnak, minimalizálva az esetleges problémák okozta kényelmetlenségeket az épület lakói vagy látogatói számára. Összességében a liftek telemetriája növeli a biztonságot, csökkenti az üzemeltetési költségeket és javítja a szolgáltatás minőségét.

A cikksorozat egy következő részében részletesen beszámolunk ennek a koncepciónak a részleteiről.

Városi eszközök követése

Az IoT eszközökkel történő nyomonkövetés forradalmasította a városmenedzsmentet, lehetővé téve a hatékonyabb infrastruktúra-üzemeltetést és karbantartást. Az IoT technológia segítségével intelligens szenzorokat helyeznek el különböző városi eszközökön, mint például szemétszállító vagy tömegközlekedési járműveken, utcai lámpákon és más közhasználati tárgyakon, hogy valós időben gyűjtsenek adatokat azok állapotáról, hollétéről és működéséről.

Ezek az eszközök képesek kommunikálni a központi adatfeldolgozó rendszerekkel, ahol az adatokat elemzik és döntéshozatali információkká alakítják. Ez lehetővé teszi a városi szolgáltatások optimalizálását, például a közlekedési folyamatok javítását, az energiafogyasztás csökkentését és az üzemeltetési költségek mérséklését.

Az IoT alapú nyomonkövetés további előnye, hogy segít a városmenedzsmentnek gyorsan reagálni a váratlan eseményekre vagy hibákra. Például, egy okos utcai lámpa képes jelezni a központi rendszernek, ha elromlott, megadja a pontos helyét is, így a karbantartó csapatok gyorsan be tudják ütemezni a javítást, csökkentve az esetleges kellemetlenségeket vagy biztonsági kockázatokat.

Összességében, az IoT eszközökkel történő nyomonkövetés kulcsfontosságú a modern városok fenntartható és hatékony működésének biztosításában, mivel segít a városi szolgáltatások intelligens és proaktív menedzselésében.

A cikk folytatásaként a TECHFerence 2024 konferencián tovább vizsgálódunk, megnézzük hogyan lehet élő erőforrásokat monitorozni az E-IoT eszközökkel, elmélyedünk benne, hogy milyen technológia teszi lehetővé például egy folyamatosan mozgásban lévő csomópontokkal rendelkező hálózat felépítését, megnézzük, hogy milyen technikai és gazdasági megfontolások alapján lehet eldönteni, hogy az adott feladatra saját internetkapcsolattal rendelkező okosszenzort vagy helyi hálózatban működő változatot célszerű telepíteni.

Kiss Zoltán, Export Igazgató – Head of R&D

Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH