بخشی از مقاله
چکیده
کنترل و کاهش پیامدهای ناشی از انتشار آلاینده ها، مستلزم پایش مستمر و آنلاین پراکنش این گازها از منبع و آثار زیست محیطی آنها می باشد. با توجه به اینکه صنعت سیمان به عنوان یکی از شاخص های ارزیابی صنعتی بودن کشورها در جهان بسیار با اهمیت است، لذا در این مقاله مطالعه موردی بر روی پایش آلاینده خروجی از کارخانجات سیمان انجام گرفته است.
داده های خام سنسورها از طریق دیتالاگر و سیستم های آنلاین به مکان های تعریف شده ارسال می شود و از این طریق پایش دقیق و لحظه به لحظه از میزان غبار و آلاینده های گازی ناشی از فعالیت های این کارخانه امکان پذیر می گردد. اطلاعات آنلاین ارسالی از حسگرهای هوشمند کارخانه سیمان خاش در قالب نمودار ارائه شده است. همانطور که از نتایج بر می آید و با توجه به استاندارهای زیست محیطی تعریف شده، دود حاصل از این کارخانجات در سطح آلایندگی قابل قبول قرار داشته و غلظت غبار و آلاینده ها در بیشترین حالت به 130 ppm می رسد.
مقدمه
با رشد صنایع ماشین آلات سنگین در کل دنیا، مواد شیمیایی متنوع همراه با آلودگی ناشی از زندگی روزمره انسان، وارد محیط زیست شده و موجب نگرانی های روزافزون در مورد اثرات این مواد بر روی محیط زیست و سلامتی انسان شده است. لذا کشورها قانون و مقررات خود در رابطه با نظارت، کنترل و رفع آلودگی را افزایش داده اند. چنین مقرراتی تبدیل به بهانه ای برای پیدا کردن یک تکنولوژی مناسب، مقرون به صرفه و قابل اعتماد به منظور بررسی و سنجش اثرات آلودگی شده است.
نظارت و حفاظت موثر از محیط زیست، بر اساس اقدامات پیشگیرانه یا به موقع، تنها زمانی می توانند تحقق یابند که سیستم های تشخیص محیطی مناسب، و یا علاوه بر آن، سیستم های نظارت محیطی بی درنگ که قادر به جمع آوری و آنالیز همه اطلاعات مربوط به وضعیت های محیطی می باشند، وجود داشته باشند.
زمانی که محیط به صورت خود ناظر و خود نگهدار باشد، که از وضعیت فعلی خود به همراه امکان یک هشدار خودکار در زمان برخی از اتفاقات آگاه است، سیستم نظارت محیطی تبدیل به یک سیستم نظارتی هوشمند می شود. بنابراین نظارت محیطی هوشمند نه تنها شامل نظارت بر آلودگی محیط است، بلکه اثرات ناشی از تغییرات محیطی بر روی انسان، حیوانات، گیاهان و حتی بر روی شکل زمین را هم کنترل می کند. بر این اساس، به منظور فراهم آوردن روش ها و فرایند های نظارت محیطی مبتکرانه، شبکه های حسگری بی سیم - 1WSNs - عامل کلیدی هستند که موجب انعطاف پذیری بیشتر نظارت محیطی بی درنگ، تشخیص، و در نهایت محافظت از فرسایش های جدی بیشتر می شوند.
از طریق دستگاه های حسگری بی سیم یکپارچه در محیط، سطح حفاظت محیطی به طرز چشمگیری افزایش می یابد، و تعداد زیادی ویژگی های هوشمند جدید به محیط منتقل می شود. این ویژگی ها در درجه اول خود ناظر و خود نگهدار بوده و نه تنها دارای قابلیت عکس العمل واکنش گرایی می باشند، بلکه دارای امکان نشان دادن عکس العمل کنش گرایی نیز به پدیده های مختلف در حال وقوع در محیط هستند با به کارگیری توانایی خود پیکر بندی گره های محیطی، می توان آنها را به صورت یک شبکه با قابلیت دسترسی به اطلاعات در هر زمان و هر مکان با استفاده از جمع آوری، پردازش و آنالیز داده ها شکل داد. بنابراین WSN به طور فعال در خلق یک محیط هوشمند دخالت دارد. در حال حاضر، با داشتن WSNs به عنوان ستون فقرات محیط های هوشمند، یک چالش عظیم در سلسله مراتب تشخیص پدیده های خاص، نظارت و جمع آوری داده های مربوطه، تخمین و ارزیابی اطلاعات نتیجه، انتقال منطقی صفحه نمایش کاربران و تصمیم گیری و عملکرد های هشدار وجود دارد.
دیتالاگر
جمع آوری و ذخیره داده، یک کاربرد معمول اندازهگیری است. در شکل بسیار ابتدایی آن، جمع آوری داده شامل اندازهگیری و ذخیره مقادیر فیزیکی یا الکتریکی در یک دوره زمانی میباشد. این دادهها میتوانند دما، کشش، جابجایی، جریان، فشار، ولتاژ، مقاومت، توان و بسیاری پارامترهای دیگر باشند. دیتالاگرها شامل بازه بسیار وسیعی از محصولات می باشند؛ از یک دستگاه ساده اندازهگیری تا دستگاههای پیچیده تری که تحلیل های گوناگونی را بر روی داده ها انجام می دهند. جمع آوری و ذخیره داده ها نیاز بسیاری از پروژه ها را بر طرف می کند، اما بعضی از پروژها نیاز به تحلیل برخط2، تحلیل بیرون از خط3، نمایش، گزارش گیری و اشتراک گذاری داده ها دارند. حتی بعضی از پروژها نیازمند به جمع آوری و ذخیره داده های متفاوتی مانند صدا و تصویر هستند.
شکل 1-3 اجزای دیتالاگر اینک به شرح مراحل مختلف عملکرد دیتالاگر پرداخته می شود:
· برداشت داده: این مرحله شامل سنسورها و سخت افزار دیتالاگر می باشد که برای تبدیل پدیده های فیزیکی به سیگنال های دیجیتال از آن استفاده می شود.
· تحلیل برخط: این مرحله شامل کلیه تحلیل هایی است که کاربر می خواهد پیش از ذخیره داده ها انجام دهد. یک مثال ملموس از این نوع تحلیل، تبدیل ولتاژ اندازه گیری شده به واحدهای علمی بامعنی مانند درجه سانتیگراد می باشد. کاربر می تواند این محاسبات پیچیده و فشرده سازی داده ها را پیش از ذخیره آنها انجام دهد. کنترل قسمتی از سیستم - مانند قطع پمپ و ... - بر اساس اندازه گیری های فعلی قسمتی از تحلیل برخط است. تمامی نرم افزارهای دیتالاگر باید تبدیل داده های باینری به ولتاژ و تبدیل ولتاژ به واحد های عملی را انجام دهند.
· ذخیره سازی: این مرحله شامل ذخیره داده های تحلیل شده در فرمت خاص فایل های مورد نظر می باشد.
· تحلیل بیرون از خط: این مرحله شامل تحلیل هایی می باشد که بر روی داده های ذخیره شده انجام می شود. یک مثال ساده از تحلیل بیرون از خط، جستجوی یک داده خاص در داده های پیشین یا داده های فشره شده می باشد.
· نمایش، اشتراکگذاری و گزارشگیری: این مرحله شامل ایجاد گزارش هایی می باشد که کاربر نیاز دارد تا داده های خود را نمایش دهد. هر چند همانگونه که در تصویر بالا نشان داده شده است، می توان مستقیماً تحلیل های برخط را نمایش داد. این قابلیت کاربر را قادر می سازد تا داده های خود را همزمان با جمع آوری و تحلیل آنها، نظارت کرده و آنها را نشان دهد.
