Σχεδιασμός συστήματος παρακολούθησης ποιότητας νερού με χρήση τεχνολογίας IoT

Design of a water quality monitoring system using IoT (english)

  1. MSc thesis
  2. Παπαδημητρίου, Ραφαήλ
  3. Διαχείριση Τεχνικών Έργων (ΔΧΤ)
  4. 29 October 2020 [2020-10-29]
  5. Ελληνικά
  6. 75
  7. Μαναριώτης, Ιωάννης
  8. Μαναριώτης , Ιωάννης | Κωνσταντακοπούλου, Φωτεινή
  9. Διαδίκτυο των Αντικειμένων | Internet of Things | Ποιότητα Νερού | Water Quality | Επεξεργασία Λυμάτων | Wastewater Treatment | Πεχά | pH | Θερμοκρασία | Temperature | Θολότητα | Turbidity
  10. 3
  11. 43
  12. Περιέχει: πίνακες, διαγράμματα, εικόνες
    • Τα τελευταία χρόνια η τεχνολογία έχει εισβάλλει σε όλους σχεδόν τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας, διευκολύνοντας ή/και επιταχύνοντας διάφορες διεργασίες. Μία από τις πιο σύγχρονες τεχνολογικές τάσεις αποτελεί το «Διαδίκτυο των Αντικειμένων» (Internet of Things - IoT), απώτερος στόχος του οποίου είναι η δημιουργία ενός παγκόσμιου δικτύου, το οποίο θα περιλαμβάνει μικροελεγκτές και αισθητήρες που συνεχώς θα επικοινωνούν και θα αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους. Η πλέον πρωτοποριακή τεχνολογία, η οποία βρίσκεται στο επίκεντρο του IoT είναι η τεχνολογία Arduino, η οποία συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της τεχνητής νοημοσύνης με την απλότητα στη χρήση. Όπως είναι φανερό, ο συνδυασμός όλων των παραπάνω, θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και να επιφέρει θεαματικά αποτελέσματα στον τομέα της περιβαλλοντικής μηχανικής, αυτοματοποιώντας σημαντικές διαδικασίες, ώστε να εκτελούνται ταχύτερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια. Ένα ακόμη στοιχείο που χαρακτηρίζει τη σύγχρονη εποχή είναι η αυξημένη υποβάθμιση της ποιότητας των υδάτων, λόγω της ανθρώπινης παρέμβασης. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το φαινόμενο του ευτροφισμού, το οποίο σχετίζεται με την υπέρμετρη αύξηση μικροαλγών στους υδάτινους αποδέκτες. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με τη ευρεία χρήση των μικροαλγών στις διεργασίες επεξεργασίας λυμάτων, καθιστά τον έλεγχο της ανάπτυξής τους, επιτακτική ανάγκη. Αντικείμενο μελέτης της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο "σχεδιασμός συστήματος παρακολούθησης ποιότητας νερού με χρήση τεχνολογίας IoT", που θα μπορεί να βρει εφαρμογή στην επεξεργασία λυμάτων. Από την πληθώρα παραμέτρων που καθορίζουν την ποιότητα του νερού, επιλέχθηκαν να μελετηθούν το pH, η θερμοκρασία και η θολότητα. Τα αποτελέσματα της δοκιμής του συστήματος σε πραγματική καλλιέργεια ήταν ιδιαίτερα ικανοποιητικά, τόσο από άποψη ταχύτητας, όσο και από άποψη ακρίβειας. Φυσικά, σε μια μελλοντική έρευνα, θα μπορούσαν να μελετηθούν επιπλέον παράμετροι (π.χ. συγκέντρωση χλωροφύλλης), ενσωματώνοντας τους κατάλληλους αισθητήρες και να αξιοποιηθούν και άλλες δυνατότητες του IoT (π.χ. εξ’ αποστάσεως πρόσβαση στα δεδομένα μέσω cloud, παρακολούθηση με χρήση smartphones κλπ.).
    • In recent years technology has invaded almost all areas of human activity, facilitating and/or accelerating various processes. One of the most up-to-date technological trends is the Internet of Things (IoT), whose ultimate goal is to create a global network, which will include microcontrollers and sensors that will constantly communicate and interact with each other. The most innovative technology at the heart of IoT is Arduino technology, which combines the advantages of artificial intelligence with simplicity in use. Clearly, the combination of all of the above could be exploited and produce spectacular results in the field of Engineering, by automation of important processes, so that they are performed faster and more accurately. Another element that characterizes the modern world is the increased degradation of water quality due to human intervention. A typical example is the phenomenon of eutrophication, which is associated with the excessive increase of microalgae in water recipients. This, combined with the widespread use of microalgae in wastewater treatment processes, makes controlling their development imperative. The subject of this dissertation is the "design of a water quality monitoring system using IoT technology" for wastewater treatment. From the multitude of parameters that determine water quality, they were chosen to study pH, temperature and turbidity. The results of the real culture test of the system were particularly satisfactory, both in terms of speed and accuracy. Of course, in possible future studies, additional parameters (e.g. chlorophyll concentration) could be studied, incorporating the appropriate sensors and exploiting other IoT capabilities (e.g. remote access to data via cloud, monitoring using smartphones, etc.).
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.