IoT-Basierende Umweltüberwachung: Typen und Anwendungsfälle

Nach einer zweijährigen Studie, Die Lancet-Kommission ergab, dass jedes Jahr mehr als 9 Millionen Menschen an den Folgen der weltweiten Umweltverschmutzung sterben. Jeder sechste Mensch - und unsere komplexen ökologischen Systeme - sind durch Umweltgefahren gefährdet. Wie können wir anfangen, diese Zahlen zu ändern? Heute sind IoT-gestützte Umweltüberwachung und saubere Technologie kann die Erkennung von Schadstoffen, ausgelaufenen Chemikalien, schädlichen Verunreinigungen und vielem mehr unterstützen, so dass Regierungen und Unternehmen unsere Luft, unseren Boden und unser Wasser reinigen und schützen können.

Diese Maßnahmen sind zwingend erforderlich, da die Bevölkerung und damit auch unser CO2-Fußabdruck zunehmen und wir weiterhin die schädlichen Auswirkungen des Klimawandels spüren. Also - Wie kann IoT der Umwelt helfen? Die Antwort liegt im Einsatz von Sensoren, IoT Geräten, Remote-Konnektivität und Edge Computing, um schnelle Erkennung, Berichterstattung, Dateneinsicht und Abhilfe zu unterstützen.

Iot für die Umweltüberwachung nutzen

In der ersten Artikel zur Umweltüberwachung in dieser Serie haben wir über den Zweck und die Bedeutung der Überwachung von Prozessen gesprochen, die sich auf die Umwelt auswirken können. In diesem Blogbeitrag wird die entscheidende Rolle von IoT untersucht und wie Branchen, die ihr Umweltmanagement verbessern wollen, das Internet der Dinge nutzen können, um Veränderungen zu bewirken.

Was ist die IoT-basierte Umweltüberwachung?

IoT-gestützte Überwachung
Lassen Sie uns zunächst über die Definition eines Umweltüberwachungssystems sprechen und darüber, wie IoT diese Prozesse unterstützt. IoT-gestützte Umweltüberwachung ist die konsequente Erfassung von Messungen und Daten aus unserer physischen Umgebung mithilfe von Sensoren und angeschlossenen Geräten. In Bewässerungssystemen, Rohrleitungen, Tanks, Wetterstationen, Ozeananwendungen und Industrieanlagen eingebettete Sensoren - überall auf der Welt - können Temperatur, Feuchtigkeit, Wasserstände, Lecks und andere physikalische Eigenschaften erkennen.

Intelligente, vernetzte Geräte mit eingebettete Kommunikationsmodule können diese Informationen dann mithilfe von Edge-Computing-Technologie verarbeiten und wichtige Daten schnell an die Cloud oder ein Rechenzentrum für weitere Maßnahmen oder Analysen senden.
Kraftwerkskühlturm

Diese Überwachungssysteme können so programmiert werden, dass sie Anomalien oder bestimmte Bedingungen erkennen und dann Warnmeldungen per E-Mail oder Text sowie automatisierte Prozesse auslösen. Diese können vom Auslösen von Service-Tickets bis zum Herunterfahren von Systemen reichen, um eine Katastrophe zu verhindern. Mit anderen Worten, ein Umgebungsüberwachungssystem, das IoT verwendet, fungiert als Augen, Ohren und Sprachrohr für eine Anwendung - es beobachtet, hört zu und berichtet über eine Vielzahl von Prozessen - und kann sogar Maßnahmen ergreifen, um Schäden abzuwenden.
 

Wie IoT Technologie den Unternehmen hilft, umweltbewusst zu handeln

Grüne Technologie - Sonne und Wind
Der Trend zu grüne Technologie - unterstützt durch diese Systeme zur Umweltüberwachung und -sanierung - ist ebenfalls ein treibender Faktor. Anwendungen, die von Energiesystemen über landwirtschaftliche Anwendungen bis hin zu Wasser- und Abwassermanagement, Öl- und Gasbetrieb und Umweltsanierungsprojekten reichen, können bessere Einblicke in ihre ferngesteuerten Operationen gewinnen und Prozesse verbessern, um ihre Auswirkungen zu verringern und Katastrophen zu verhindern.

Anhand von Daten, die über einen gesamten industriellen Einsatz gesammelt wurden, ist es möglich, Folgendes zu untersuchen Messwerte zur Wasseraufbereitung, Luftqualitätsmessungen, Wasser- und Kraftstoffströmeund andere Daten in Echtzeit. Die Benutzer verwenden in der Regel ein Analyse-Dashboard, das diese Daten zusammenfasst und Trends, Spitzen und Anomalien aufzeigt, wodurch in vielen Fällen die Notwendigkeit entfällt, kostspielige Lkw-Fahrten zu jeder abgelegenen Anlage zu planen, die zudem Kraftstoff verbrauchen. Der datengesteuerte Ansatz liefert die entscheidenden Erkenntnisse, die für eine vorausschauende und vorbeugende Wartung und Ressourcenverwaltung benötigt werden.

Wenn man bedenkt, dass es für Menschen physisch unmöglich ist, jede Maschine, jeden Chemikalientank und jeden Prozess, der sich auf unseren Planeten auswirken kann, effektiv zu überwachen, wird deutlich, wie wichtig IoT für die Überwachung und Verwaltung von Industriezweigen und Kommunen ist, um ihren CO2-Fußabdruck zu verringern und umweltfreundlicher zu werden. Darüber hinaus helfen die gewonnenen Daten den politischen Entscheidungsträgern bei der Ausarbeitung von Vorschriften, die dazu beitragen können, unsere Welt sicherer zu machen.

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IoT für die Umweltüberwachung: 4 wesentliche Komponenten

Daten zur Umweltüberwachung
Denn Umweltüberwachung durch IoT Daten in Echtzeit liefert, können Betriebs- und IT-Manager ihre Geräte und Prozesse proaktiv im Auge behalten - unabhängig von ihrem Standort.
Es gibt vier wesentliche Komponenten für IoT-basierte Umweltüberwachung um kritische Einblicke und Entscheidungen zu unterstützen: 

  • Überwachen Sie die Umwelt: Für die Überwachung des Umweltzustands auf Feldern, in Industrieanlagen und Wassermanagementsystemen sind installierte Sensoren sowie ein System zur Bereitstellung von Informationen erforderlich, wie z. B. die drahtlosen KommunikationsmoduleDigi XBee und Gateways für die Sensorkonnektivität. Diese angeschlossenen Geräte sammeln und liefern wichtige Informationen genau dort, wo sie benötigt werden. 
  • Daten messen: Um die Auswirkungen auf die Umwelt zu messen, müssen diese Systeme die Auswertung von Schlüsseldaten ermöglichen, die alles von Wasser- und Chemikalienlecks bis hin zu kritischen Anlagenausfällen anzeigen können. Diese Daten können von Industriebetrieben und Kommunen genutzt werden, um ihren ökologischen Fußabdruck zu messen und Maßnahmen zu ergreifen, um Abfälle zu reduzieren, die Nachhaltigkeit zu erhöhen, wertvolle Ressourcen wie Wasser zu verwalten und Umweltkatastrophen zu verhindern.
  • Daten katalogisieren: Die riesigen Datenmengen, die von Umweltüberwachungsstationen rund um den Globus gesammelt werden, können nicht hoch genug eingeschätzt werden. Es gibt globale Datenbanken, die eine enorme Bandbreite an Umweltdaten katalogisieren, wie z. B. der Microsoft Planetary Computer. Industriestandorte und andere Unternehmen müssen ebenfalls Cloud- und Rechenzentrumsspeicher nutzen, um die gesammelten Daten zu katalogisieren, damit sie für Geschäftsanwendungen zugänglich sind.
  • Verwertbare Erkenntnisse aus den Daten und der Analyse bereitstellen: Entscheidend ist, dass aus den Daten verwertbare Erkenntnisse gewonnen werden. Die Lösungen von Digi IoT , die in Cloud-Anwendungen wie Microsoft Azure und Amazon Web Services integriert sind, liefern Daten in komplexe Softwaresysteme, die es dem Personal ermöglichen, diese Erkenntnisse zu gewinnen, Warnungen und Benachrichtigungen zu erhalten und Maßnahmen zu ergreifen.

Anwendungsfälle für IoT Umweltüberwachung 

Mit den Systemen von IoT können wir drahtlose Geräte in einem Industriegebiet oder auf der ganzen Welt für die Umweltüberwachung und das Umweltmanagement verbinden und verwalten, um eine bessere Entscheidungsfindung, ökologische Nachhaltigkeit und eine Kreislaufwirtschaft zu unterstützen. Lassen Sie uns einige Anwendungsfälle untersuchen, die zeigen, wie IoT der Umwelt helfen kann.
 

Überwachung der Wasserqualität

Wasser- und Abwassermanagement
Wasser ist eine lebenswichtige Quelle für die Gesundheit des Planeten und seiner Bewohner, und heute werden Technologien benötigt, die die Bewirtschaftung und Erhaltung von sauberem Wasser unterstützen. Überwachung der Wasserqualität mit IoT-basierten Systemen hilft dabei Kontrolle der Kontamination und Unterstützung des Managements dieser wertvollen Ressource. Mit den Systemen von IoT kann Wasser in Gebäuden, Wasser- und Abwasseranlagen, Bewässerungssystemen und industriellen Prozessen analysiert werden. 

Diese fortgeschrittenen intelligente Wasserüberwachungssysteme mit IoT Technologien ermöglichen genaue Messungen von Schadstoffen, Sauerstoffgehalt, zusätzlichen Faktoren und pH-Werten. Die IoT Technologie ermöglicht die Erkennung von Schadstoffen in der Öffentlichkeit, die in Wohnungen und Gebäude gelangen. Die innovative Technologie hilft uns, unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden zu erhalten.
Einige Beispiele sind:

  • Überwachung der kommunalen Wasseraufbereitung
  • Überwachung von Regenwasser und Grundwasser
  • Überwachung und Steuerung der landwirtschaftlichen Bewässerung
  • Überwachung des städtischen Wassers und der Trinkwasserqualität

Überwachung der Luftqualität

Überwachung der Luftqualität
Industrielle Prozesse emittieren organische Verbindungen wie Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Chemikalien ("Treibhausgase") in die Luft. Und wie wir wissen, beeinträchtigen Abgase von Fahrzeugen und Methan von Rindern die Qualität unserer Luft und wirken sich auf unseren Planeten aus.

Mit der Überwachung der Luftqualität können Wissenschaft und Industrie Veränderungen bewirken. Diese kritischen Metriken liefern den Kommunen die Erkenntnisse, die sie benötigen, um Entscheidungen für die Stadtplanung zu treffen, den Industriebetrieben, um ihre Auswirkungen zu mindern, und den Automobilherstellern, um ihre Konstruktionen kontinuierlich zu verbessern und die Emissionen zu senken. Sogar Einsatz von IoT zur Steuerung des Verkehrsflusses in Städten können die Fahrzeugemissionen massiv reduzieren und zu einer saubereren Luft beitragen.

Einige Beispiele aus der Praxis für die Überwachung der Luftqualität sind:

  • Überwachung von Kohlenmonoxid in Wohnungen und Gebäuden
  • Methanüberwachung in Landwirtschaft und Abfallwirtschaft
  • Überwachung der Luftqualität auf Schadstoffe, Blei und toxische Partikel

Energieüberwachung

Energieüberwachung
Angesichts unserer weltweit begrenzten Energieressourcen ist die Überwachung der Energieversorgung ein wesentlicher Faktor für die Energieeinsparung. IoT-basierten Technologien kann sowohl die Managementinstrumente als auch die Erkenntnisse zur Verbesserung unserer Energienutzung liefern.

Führende Energieversorger integrieren heute rasch eine breite Palette von IoT Überwachungs- und Techniken zur Verringerung des Verbrauchssowie saubere Energielösungen zur Verringerung des Energieverbrauchs und zur Förderung der Nachhaltigkeit. Dabei können diese Techniken auch Geld sparen für alle, die auf das Stromnetz angewiesen sind.
 
Die Energieüberwachung unterstützt zahlreiche Ziele des Energiemanagements:

  • Verringerung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe in Haushalten und Unternehmen
  • Stabilisierung des Stromnetzes
  • Verhinderung von Spitzen im Energieverbrauch und damit verbundenen Geräteausfällen und Betriebsunterbrechungen

Detektion toxischer Gase

Gasüberwachung
Systeme zur Erkennung toxischer Gase analysieren die Luftqualität in einer Reihe von industrielle Betriebe um schädliche, giftige und entflammbare Gase in der Atmosphäre aufzuspüren, so dass wir Schadstoffe identifizieren können, bevor sie Umwelt- oder Gesundheitsschäden verursachen. Diese Systeme messen die Konzentration eines bestimmten Gases in der Luft. IoT Konnektivität ermöglicht es diesen Systemen, schnell wichtige Warnmeldungen zu übermitteln und um Aufgaben wie das Schließen von Ventilen, das Abschalten von Systemen und das Auslösen von Feueralarmen und chemischen Minderungssystemen auszuführen.

Einige Beispiele für die Überwachung toxischer Gase in der Praxis sind:

  • Gasüberwachung für den sicheren Umgang mit giftigen, entzündlichen oder pyrophoren (in der Luft selbstentzündlichen) Gasen
  • Überwachung von H2S oder CO in Raffinerien und in der Petrochemie sowie in Parkhäusern und geschlossenen Räumen wie Lagerhallen
  • Detektion toxischer Gase an Arbeitsplätzen zum Schutz der Arbeitnehmer vor toxischen und ätzenden Gasen, wo immer diese Stoffe vorhanden sein können
  • Überwachung von Schadgasen im Bergbau

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IoT Umweltüberwachungssensoren und Konnektivität eine wirksame und effiziente Methode zur Überwachung und Förderung einer gesunden Umwelt bieten, indem sie Instrumente für die Analyse, die präventive Erkennung von Schadstoffen und die Energieeinsparung um unseren ökologischen Fußabdruck zu verringern.

Umweltüberwachung durch IoT bietet neue und innovative Wege zur Verfolgung und Entschärfung von Umweltproblemen. Die Digi-Teams können Ihre Projektplanung von Anfang bis Ende unterstützen, vom Design, Prototyping, Beschaffung und Systemintegration bis zum Einsatz und Management Ihres IoT Projekts.

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