Разработка автоматизированной системы мониторинга окружающей среды (АСМОС) для сбора, обработки, хранения и передачи метеорологической и экологической информации
Ответственный исполнитель: к.т.н. Александр Александрович Бахтин (e-mail: bah@miee.ru, 8 (499) 720-85-82).
Назначение продукта:
Контроль сельскохозяйственных угодий в режиме реального времени. Оценка уровня влажности и минерализации почвы. Контроль уровня света, которым питаются растения. Отладка механизмов поливки и сбора урожая. Может быть применен для мониторинговых операций в других различных областях, где необходимо мониторить наличие различных веществ и примесей. Универсальность АСМОС позволяет применять ее в различных областях, например, в качестве вспомогательного решения в рамках инициатив по созданию «умных городов» (отслеживание качества воздуха в реальном времени), предупреждение населения об опасности, создание оптимальных условий труда и т.д.
- интеллектуальный мониторинг качества воздуха;
- мониторинг техногенных и природных катастроф;
- анализ летучих органических соединений (ЛОС) с помощью методов машинного обучения;
- эффективность в обнаружении компонентов PM10, PM2.5, SO 2, оксидов азота (NOx), O3, свинца, CO и бензола;
- проведение научных исследований, связанных с мониторингом воды, воздуха и почвы;
- возможность к модификации – установка необходимых датчиков с учетом запроса заказчика.
Краткое описание:
Доказана эффективность в сельском хозяйстве – АСМОС определяет такие параметры, как азот, хлорофилл, индекс вегетации, фитопатология, садовые вредители, степень спелости. Он определяет плотность почвы, обеспечение растений питательными веществами, уровень pH, содержание органических веществ, электропроводность, орошение. Управления зонами посевов и индивидуального контроля, определение потребности сельскохозяйственных химикатов на основе индивидуальных потребностей участков поля, возможность корректировки подачи удобрений в зависимости от условий окружающей среды. АСМОС также поможет строительным компаниям обеспечить охрану здоровья своих сотрудников. Прибор применим и для регулирования поведения людей и управления инфраструктурой урбанизированного города: здесь может быть сенсор, измеряющий скорость отдельных транспортных средств, датчики влажности, кислотности почвы, которые сообщают городским подразделениям, занимающимся вопросами озеленения, в каком состоянии находятся деревья и высаженные растения. Прибор можно дополнять любыми датчиками под любые задачи.
Основные пользовательские характеристики: Автоматизированная система мониторинга окружающей среды включает в себя сбор, обработку, хранение и передачу данных, отражающих широкий спектр метеорологических величин (температура – Т, относительная влажность ‒ RH, давление ‒ Р, скорость V и направление ветра Vn), экологических (основных загрязнителей воздуха ‒ РМ, CO, NO, NO 2, SO 2, и O3, свет, шум) величин потребителям. АСМОС включает в себя:
- сервис сбора первичных данных: стационарные (СП) и мобильные (МП) измерительные посты;
- одну или несколько базовых станций (БС), которые являются системными комплексами приемопередающей аппаратуры и осуществляют централизованное обслуживание группы СП и МП;
- совокупность беспроводных каналов связи для взаимодействия измерительных постов и БС;
- концентратор данных (КД);
- сервис обработки, хранения и представления данных;
- проводные и беспроводные каналы связи организованные поверх сети Интернет между БС и КД, КД и сервисом обработки и представления;
- стационарные и мобильные рабочие места (АРМ).
Измерительный пост состоит из:
- измерительной ячейки;
- контроллера (ПЛК);
- программно-аппаратного обеспечения приемопередающей аппаратуры для организации беспроводного канала с БС (LoRa/GSM-модуль);
- модуля определения координат (GPS, Глонасс) для МП.
Текущая стадия проекта:
TRL 4 – макет испытан в лабораторном окружении. К настоящему моменту разработаны алгоритмическое обеспечение разрабатываемой системы АСМОС и архитектура программной составляющей центрального устройства обработки данных системы АСМОС. На основе приведенной архитектуры разработаны составные части программного обеспечения, обеспечивающие сбор данных, их обработку, запись в базу данных, визуализацию с использованием графического пользовательского интерфейса.
В рамках проекта создано и зарегистрировано две программы для ЭВМ.