کنترل و نظارت بر کیفیت هوای محیط های داخلی مبتنی بر اینترنت اشیاء با استفاده از پروتکل داده OPC UA

هدف اصلی این مطالعه طراحی یک سیستم نظارت و کنترل کیفیت هوا، سطح گازهای آزاد شده در محیط، رطوبت و دمای مبتنی بر اینترنت اشیاء در محیط های صنعتی است که علاوه بر مقرون به صرفه بودن سیستم پیشنهادی از لحاظ مصرف انرژی و هزینه، سبب بهبود سطح امنیت در ارسال و دریافت داده شود. از دیگر اهداف این پژوهش بررسی دسترسی آسان کاربران عادی به داده های بلادرنگ در شرایط محیطی به وسیله ارایه سیستمی با قابلیت تشخیص مخاطرات، افزایش ایمنی و بهره وری در محیط های صنعتی و اعلام هشدار به کاربران و صاحبان صنایع در صورت خارج شدن داده ها از محدوده تعریف شده بر اساس استانداردهای محیطی می باشد. به منظور دستیابی به هدف پژوهش، پروتکل های داده سازگار با محیط های صنعتی و پروتکل های ارتباطی با عملکرد مناسب در انتقال داده، در سیستم حسگرهای مبتنی بر اینترنت اشیاء در ایده های مشابه، با محوریت نظارت و کنترل کیفیت هوا مورد بررسی قرار گرفته اند.با مقایسه مقاله های مرتبط، به منظور پیاده سازی ایده پیشنهادی از پروتکل داده OPC UA و پروتکل ارتباطی4G LTE استفاده گردید و عملکرد سیستم پیشنهادی در یک انبار صنعتی با شبیه سازی آتش سوزی و هوای پاک مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین زیرساخت های نرم افزاری اینترنت اشیاء با فاکتور حفاظت از اطلاعات و افزایش سطح امنیت، به منظور دیداری سازی داده های محیطی مورد بررسی قرار گرفته اند. در سیستم نظارت و کنترل پیشنهادی، از پلتفرم اینترنت اشیاء ThingsBoard در سمت سرویس دهنده ابر و برد رزبری پای برای کنترل و سنجش، حسگر MQ2 برای تشخیص دود و غلظت گازهای LPG، الکل، پروپان، هیدروژن، متان و مونو اکسید کربن، حسگر MQ135 برای سنجش کیفیت هوا و تشخیص گازهای آمونیاک و کربن دی اکسید و حسگر DHT22 برای اندازه گیری رطوبت و دما و همچنین یک مودم همراه 4G به منظور بارگذاری داده های محیطی دریافتی در سمت سرویس گیرنده استفاده شد. در بررسی عملکرد سیستم پیشنهادی با شبیه سازی آتش سوزی چوب، پارچه و کاغذ و هوای پاک در یک انبار صنعتی به مدت چهارده روز، در دو وضعیت اتصال برد رزبری پای به مودم 4G LTE و wi-fi، هنگام شبیه سازی آتش سوزی مقدار داده های تشخیص داده شده در حالت اتصال wi-fi کمتر از حالت 4G LTE و کمتر از مقادیر پیش بینی شده بودند. در مقایسه نتایج هفت روز آزمایش برای هر دو حالت اتصال، شامل هوای پاک و شبیه سازی آتش سوزی، مقادیر ثبت شده در پلتفرم ابری ThingsBoard صرف نظر از تفاوت های جزیی، مشابه یکدیگر هستند. نتایج نشان می دهد که ایده این پژوهش از نظر دو فاکتور مصرف انرژی و سطح امنیت ارسال و دریافت داده، بازدهی بهتری را نسبت به مطالعات مشابه دارد.