ما هي البيئة الذكية مع تقنيات إنترنت الأشياء?

من الأرض الذكية, ولدت فكرة حماية البيئة الذكية. طرحت شركة IBM فكرة "الأرض الذكية" في البداية في وقت مبكر 2009 ثم رفعها الرئيس الأمريكي آنذاك باراك أوباما إلى مرتبة الخطة الوطنية. جوهر Smart Earth هو استراتيجية أكثر ذكاءً تستخدم الجيل التالي تكنولوجيا المعلومات لربط البنية التحتية للمعلومات والبنية التحتية لتحسين كيفية عمل الشركات, الحكومات, والجمهور يتفاعل, تحسين الوضوح, المرونة, والاستجابة.

1. ماذا تقصد بالبيئة الذكية؟?

إدارة نهر هدسون في مانهاتن, نيويورك, هو المثال الأكثر شيوعًا لكيفية استخدام "الحماية البيئية الذكية" منذ اقتراح فكرة "الأرض الذكية" لأول مرة. وسرعان ما تغلغلت في مختلف القطاعات, وخاصة في مجال حماية البيئة. كانت ضفاف نهر هدسون وجهة لقضاء العطلات في منتصف القرن التاسع عشر, لكنها الآن ملوثة بشدة بالملوثات المنزلية والصناعية. لاستعادة بيئة نهر هدسون, أطلقت ولاية نيويورك "خطة جديدة لإدارة المياه". وقاموا بتركيب أجهزة استشعار في جميع أنحاء حوض النهر واستخدموا الشبكة لنقل البيانات في الوقت الحقيقي حول ملوحة النهر, محتوى الكلوروفيل, التعكر, وحجم الجسيمات إلى مراكز معالجة البيانات.

سيتم عرض البيانات في منصة التحليل والإدارة. سيقوم الخبراء بمحاكاة النموذج البيئي وخطة الإدارة لنهر هدسون وفقًا لنمذجة المعلومات وتحليل تأثير المخططات المختلفة على بيئة هدسون وتأثير الإدارة. البيانات الكبيرة, حوسبة سحابية, أجهزة استشعار إنترنت الأشياء, وغيرها من التقنيات ساعدت في إعادة تأهيل نهر هدسون بشكل فعال وتحويله مرة أخرى إلى وجهة للسياحة البيئية.

2. ما هو نظام مراقبة البيئة الذكية

لقد زادت توقعات الناس لبيئتهم الداخلية بما يتماشى مع تحسن مستوى حياتهم. يتم الحفاظ على الجو أنيقًا ومنظمًا, تم التخطيط للزينة, كما أن جودة الهواء محل تقدير كبير! لكن, بالإضافة إلى التلوث الداخلي بالفورمالدهيد, هجمات الضباب في الهواء الطلق, تركيزات ثاني أكسيد الكربون المفرطة, وعوامل أخرى, سوف يعاني جسم الإنسان حتماً من آثار ضارة. من وجهة نظر الملاحظة, أدى تطوير أنظمة المراقبة البيئية الذكية إلى حلول فعالة بشكل متزايد لمشكلة التلوث البيئي الداخلي.

يستخدم جهاز يسمى "نظام مراقبة البيئة الذكي" تقنية إنترنت الأشياء لتتبع المتغيرات البيئية مثل درجة الحرارة الداخلية, رطوبة, ضوء, مادة جسيمية (PM2.5/PM10), ثاني أكسيد الكربون, والمركبات العضوية المتطايرة (المركبات العضوية المتطايرة), الفورمالديهايد, والضوضاء. إنه يعمل بطريقة "cloud-tube-end" ويتكون بشكل أساسي من التطبيق, شبكة, وظيفة, وطبقات الإدراك. ثالثا, تم إنشاء نظام الأجهزة باستخدام تقنيات إنترنت الأشياء لتمكين تحميل البيانات والتقاطها في الوقت الفعلي. جمع البيانات اللازمة وإرسالها إلى محطة العرض ومحطة المراقبة في الوقت الحقيقي حتى يتمكن موظفو الإدارة والزوار من مراقبة البيانات البيئية على شاشة عرض الوسائط المتعددة ومحطة المراقبة.

في عصر الحياة الذكية, إن نظام المراقبة البيئية الذكي هو "الحارس" للتنفس الصحي لأنه قد يوصي بطرق لتحسين جودة الهواء استجابة لتغيرات البيانات. تتميز معدات مراقبة البيئة الداخلية Osborn بمظهر أكثر أناقة وميزات محمولة بفضل التصميم المختلف ونظام الألوان الحديث. كما يحتوي على مستشعرات كشف احترافية وقائمة على السحابة, الذكاء المدعم بإنترنت الأشياء, مما يسمح لها بالاندماج تمامًا مع أسلوب الحياة في العصر الذكي مع الحفاظ على كل نفس من الحرية.

في المكاتب, المدارس, دور, وأماكن أخرى, غالبًا ما يتم استخدام أنظمة مراقبة البيئة الذكية. يتم جمع تركيبة الهواء المحيط وحسابها تلقائيًا باستخدام تقنية الاستشعار المتكاملة المتطورة, وحدة المعالجة المركزية المدمجة, كاشف, والبرمجيات الحسابية الداخلية عززت. إنها تمكن المستخدمين من مراقبة مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية بدقة, بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون, الفورمالديهايد, درجة حرارة, رطوبة, ومستويات PM2.5 وPM10. في نفس الوقت, يمكن أن يضمن إمكانية الحصول على المعلومات المتعلقة بجودة الهواء في أي وقت وفي أي مكان من خلال حساب APP وWeChat الرسمي.

3. كيف تعمل البيئة الذكية

إجمالي, التصور, المواصلات, المعرفة, وطبقات الخدمة كلها أجزاء من "البيئية الذكية تصميم الحماية. الحصول على وعي كامل بالجوانب البيئية مثل الجودة البيئية, مصادر التلوث, علم البيئة, والإشعاع, تستخدم طبقة الإدراك أي آلية, أنظمة, أو العمليات التي يمكن الكشف عنها, يقيس, يجمع, وإرسال البيانات في أي وقت وفي كل مكان. من خلال الجمع بين تقنيات الجيل الثالث 3G والاتصالات عبر الأقمار الصناعية, تُستخدم الشبكات الخاصة وشبكات المشغلين الخاصة بحماية البيئة للتواصل ومشاركة المعلومات البيئية المخزنة في الأجهزة الإلكترونية الشخصية, المنظمات, وأنظمة المعلومات الحكومية من أجل تحقيق المزيد من الترابط الشامل. من خلال الحوسبة السحابية, الافتراضية, والحوسبة عالية الأداء, تقوم الطبقة الذكية بدمج وتحليل كميات هائلة من البيانات البيئية لتحقيق ذكاء أعمق. ويتم ذلك لتحقيق تخزين هائل, معالجة في الوقت الحقيقي, التعدين العميق, وتحليل النموذج. لتمكين خيارات أفضل مستنيرة للجودة البيئية, منع التلوث والسيطرة عليه, الحماية البيئية, إدارة الإشعاع, وغيرها من المؤسسات, ستوفر طبقة الخدمة نظام تطبيقات الأعمال الموجهة للكائنات وبوابة خدمة المعلومات.

4. التقنيات اللاسلكية في البيئات الذكية

بلوتوث

يمكن للمحطات البث تلقائيًا, يكتسب, ومعالجة المعلومات بفضل بلوتوث. مع تطور تقنية البلوتوث, يمكن الآن التحكم في جميع أجهزة المعلومات عن بعد, وقد تقوم أجهزة معلومات Bluetooth بتبادل المعلومات المفيدة مع بعضها البعض. تستخدم وحدة نقل Bluetooth التكنولوجيا اللاسلكية, بيئة شبكة الاتصالات الخاصة بوحدة Bluetooth, ونظام التشغيل الاتصال.

الأشعة تحت الحمراء

آخر الأجهزة المنزلية الذكية خيار التحديث هو تقنية الأشعة تحت الحمراء, والذي يستخدم بشكل رئيسي أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية بالأشعة تحت الحمراء. جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي بالأشعة تحت الحمراء عبارة عن وحدة إرسال واستقبال مدمجة للأشعة تحت الحمراء يمكنها تعلم وتخزين إشارات الأشعة تحت الحمراء ويمكنها القيام بذلك لمجموعة من أجهزة الأشعة تحت الحمراء الذكية.

زيجبي

منسق زيجبي, زيجبي محطة التحكم بالأشعة تحت الحمراء, والبوابة المنزلية هي ثلاثة أمثلة لأنظمة التحكم في الأجهزة الذكية التي تستخدم غالبًا تقنية زيجبي. تحتوي شبكة ZigBee على وحدتين وظيفيتين. الأول هو منسق زيجبي, مسؤول عن إعداد وتشغيل شبكة ZigBee, بينما الثانية هي عقدة ZigBee الطرفية. يتم استخدام شبكة ZigBee ووحدة التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء التعليمية في الغالب لربط نظام التحكم. لتأسيس الاتصال بين شبكة التحكم اللاسلكية ومضيف التحكم, يستخدم منسق ZigBee المنفذ التسلسلي RS232 للتفاعل مع البوابة الرئيسية.

لاسلكي

تستخدم العديد من الأجهزة الآن الذكاء تقنيات الشبكات اللاسلكية واي فاي لتشغيل الأجهزة المنزلية بذكاء. الفكرة الأساسية هي أن يرسل المستخدم برنامج التعليمات باستخدام هاتفه المحمول. تستقبل وحدة المعالجة المقابلة البيانات وترسلها عبر شبكة Wi-Fi إلى وحدة التحكم الدقيقة. يقوم المتحكم الدقيق بعد ذلك بتنفيذ برنامج التعليمات الذي أرسله المستخدم, وفقا لأمر التحكم وغيرها من المعلومات, ويعيد البرنامج المكتمل إلى العميل.

تردد لاسلكي

هذه نسخة لاسلكية من الرمز الشريطي وليست مقاومة للماء, مضاد للمغناطيسية, مقاومة درجات الحرارة العالية, لديه عمر خدمة طويل, ويمكن القراءة من مسافة بعيدة. تتفاعل تتمتع العلامات بمزايا عديدة مقارنة بالرموز الشريطية, بما في ذلك القدرة على تخزين البيانات المشفرة على الملصق وحرية تخزين المعلومات دون الحاجة إلى لمس الكائن الذي يتم تحديده.

5. وهي الكيانات الرئيسية للبيئة الذكية?

• صمام عالي الدقة
• وحدة الاستشعار
• كاشف الغازات المتعددة المركب
• الأنف الإلكتروني (كشف الغازات المتعددة)
• مراقبة الشبكة والإنذار المبكر لجودة الهواء
• جهاز تحكم إنذار الغاز
• أجهزة مراقبة جودة الهواء
• كاشف الغاز المحمول
• مسبار الكشف عن الغازات السامة الثابتة

6. ما هي تطبيقات البيئة الذكية لإنترنت الأشياء?

إدارة الجودة البيئية

بمساعدة أجهزة الاستشعار الصغيرة وخوارزميات البيانات الضخمة, من الممكن تحقيق الإصدار الفوري لمعلومات جودة الهواء في المناطق الحضرية واستخدام الخرائط لتقديم عرض مفهوم, الحصول في الوقت نفسه على ظروف أكثر دقة لجودة الهواء في كل منطقة تقسيم. يمكن لمديري البيئة اتخاذ الخيارات على أساس متين بفضل البيانات عالية الدقة المستندة إلى هذه التقسيمات الفرعية. زيادة درجة تطور الإدارة البيئية, تصريف المياه, صوت, إشعاع, وغيرها من المعلومات المتعلقة بالجودة البيئية قد تستفيد أيضًا من الخبرة في إدارة جودة الهواء.

إدارة دورة حياة مصدر التلوث

لتمكين مديري البيئة من إدارة الأعمال الملوثة بشكل ديناميكي واقتراح استراتيجيات مستهدفة, ومن المفيد اكتشاف بيانات الانبعاثات الشاذة أو المفرطة على الفور والتحقيق في الأسباب. باستخدام التكنولوجيا المتطورة, مثل ال انترنت الأشياء, شكلت أنظمة مراقبة مصادر التلوث عبر الإنترنت وغيرها مجموعة كاملة من شبكات المراقبة الذكية التي تجمع البيانات عن مصادر التلوث طوال دورات حياتها في الوقت الفعلي. ثم تم استخدام تكنولوجيا تحليل البيانات الضخمة لإنشاء البيانات الرقمية, عروض رسومية للاتصال من نقطة إلى نقطة بناءً على البيانات الموجودة في كل عقدة.

إدارة الطوارئ البيئية

وتشمل ثلاث مراحل في المقام الأول إدارة الطوارئ البيئية: الإدارة اليومية, الطوارئ أثناء التشغيل, ومراجعة ما بعد العملية. ويركز في المقام الأول على بناء موظفي الطوارئ البيئية لإنشاء القدرة على الجمع في الوقت الحقيقي, عملية حسابية فعالة, انتقال سريع, تصور النتائج, والتنبؤ الآلي بالمعلومات الضخمة. كما يتم استخدام تركيب معدات استشعار البيانات الضخمة وبناء القدرة التطبيقية لتكنولوجيا معالجة البيانات الضخمة ذات الصلة. قد يتم تقليل احتمالية حدوث تلوث غير متوقع, ويمكن العثور على التهديدات المخفية باستخدام الكشف في الوقت الفعلي والحكم الآلي. يمكن لنظام إدارة البيانات الضخمة الاستجابة بسرعة للأحداث البيئية, تحقيق تحليل الدمج والتقرير في الوقت الحقيقي للمعلومات الخاصة بالإدارات المختلفة, إدراك شامل لعملية التغيير لحوادث الطوارئ, وجمع معلومات المؤشرات الرئيسية المتعددة بسرعة لدعم اتخاذ القرار. يمكن استخدام البيانات الضخمة في التقييم اللاحق لتقييم الحالة والنتائج الحقيقية لرعاية الطوارئ.

7. ما هي الحلول البيئية الذكية

تشمل أدوات مراقبة بيئة الأرصاد الجوية الدقيقة كلاً من مراقبة الأرصاد الجوية والرصد البيئي عبر الإنترنت. رصد الجسيمات على الانترنت, جامع البيانات اللاسلكية, رصد الضوضاء على الانترنت, نظام امدادات الطاقة, نظام الحماية من الصواعق, مقياس الأرصاد الجوية الدقيقة المكون من خمسة عناصر, دعم ثابت, والمنصة البرمجية هي مكونات المراقبة الرئيسية التي يجب استخدامها في نظام المراقبة البيئية عبر الإنترنت. واحد منهم, رصد الجسيمات على الانترنت, يستخدم في المقام الأول تقنية الليزر لتقييم مستويات PM2.5, PM10, و ملعقة صغيرة. إنه مناسب لتخطيطات مواقع الشبكة التقليدية الكبيرة ويتميز بمزايا التكلفة الرخيصة والاستجابة السريعة. الغرض الأساسي من مراقبة الضوضاء عبر الإنترنت هو تتبع التلوث الضوضائي بالقرب من الطرق السريعة. بعد كل ذلك, إن مراقبة التلوث الضوضائي لا تقل أهمية عن مراقبة تلوث الهواء من مصادر الطاقة مثل السيارات ومواقع البناء. تقوم أداة الأرصاد الجوية الدقيقة المكونة من خمسة عناصر في المقام الأول بقياس درجة الحرارة المحيطة بالمنطقة المحيطة, الرطوبة النسبية, سرعة الرياح, اتجاه الرياح, ومعلمات الضغط الجوي, يحلل الظروف الجوية المحلية, وينقل البيانات إلى منصة البرمجيات باستخدام 4جي لاسلكي وضع الإرسال. غالبًا ما يستخدم متخصصو حماية البيئة أجهزة مراقبة بيئة الأرصاد الجوية الصغيرة بالموجات فوق الصوتية من سلسلة HCD6810 من شركة Handan Yansheng.. يتمتع الجهاز بقدرات قوية تمكنه من مراقبة الخصائص المختلفة بالإضافة إلى الخصائص النموذجية, مثل هطول الأمطار, إشعاع ضوء الشمس, PM2.5, و PM10.

8. مزايا المراقبة البيئية لإنترنت الأشياء

نظام ذكي لمراقبة البيئة. تم تنفيذ مراقبة البيئة المنزلية القائمة على شبكة الاستشعار اللاسلكية بنجاح. انخفاض استهلاك الطاقة, موثوقية ممتازة, حجم صغير, والتركيب البسيط هو بعض من فوائده الرئيسية. من الممكن بناء نظام تحكم ذكي للمنزل بأكمله من خلال دمج نظام المراقبة البيئية مع المعدات الذكية للأسر الأخرى. كما جرت العادة, غالبًا ما يتم فتح فتحات الهواء النقي في المنزل. لكن, يوجد الآن نظام يمكنه مراقبة البيئة و, إذا تم تجاوز معايير جودة الهواء, قم بتوصيل فتحات الهواء النقي بمكيف الهواء في المنزل لتحسين الراحة والأمان.

9. تحديات الرصد البيئي في إنترنت الأشياء

وتفتقر موارد المعلومات البيئية إلى التطوير والنشر المناسبين. لقد جمعت أعمال الإدارة البيئية كمية كبيرة من البيانات الأساسية على مر السنين. ما زال, التجمع, الانتقال, يعالج, تخزين, وتطبيق هذه البيانات متفرق, يفتقر إلى الإدارة الموحدة, ولا يزال قادرًا فقط على إجراء الاستعلامات والإحصائيات الأساسية. نتيجة ل, ولم يتم بعد تحويل البيانات البيئية بشكل كامل وفعال إلى موارد يمكن استخدامها للوصول إلى المعلومات. مع ذلك, العديد من البلديات والوحدات لا تفهم بشكل كامل الحاجة إلى تكنولوجيا المعلومات البيئية. إن نمو تطبيقات النظام "المدخنة" و "جزيرة البيانات" بسبب ظواهر العزل والحجب أصبح بمثابة عنق الزجاجة الكبير في إنشاء المعلومات البيئية.

لا يمكن تلبية متطلبات نقل المعلومات وتقاسم الموارد بشكل كامل من خلال قدرات تغطية الشبكة. مع تزايد الطلب على تطبيقات الإدارة البيئية, بناء شبكة المعلومات البيئية على نطاق معين. ما زال, إن نطاق الرصد البيئي وتبادل المعلومات محدود. بالتالي, قدرة المناطق المتنوعة على تنسيق المعلومات محدودة, والقدرة على تنسيق الأعمال, مساعدة شاملة, والخدمة العامة سيئة.

حماية البيئة. من الضروري زيادة النشاط الرئيسي لإنشاء معلومات الإدارة البيئية. ظاهرة التأكيد على الأجهزة, البرمجيات الخفيفة, البناء الثقيل, والتطبيق الخفيف هو سمة من سمات بناء المعلومات البيئية. يتأثر تأثير حماية البيئة لأن إنترنت الأشياء لم يحقق إمكاناته بالكامل فيما يتعلق بالمراقبة البيئية, الحد من التلوث بشكل عام, وغيرها من المجالات.

10. ماذا عن سوق مراقبة البيئة الذكية

من أجل تحقيق في الوقت المناسب, تفاعلية, وإدراك المعلومات المتكاملة, الانتقال, ومعالجة مصادر التلوث, البيئة المائية, بيئة الهواء, والبيئة الايكولوجية, تشير الحماية البيئية الذكية إلى بناء بيئة أساسية أعلى لحماية البيئة من خلال تقنيات المعلومات والاتصالات مثل إنترنت الأشياء والحوسبة السحابية. تحقيق التكامل بين المجتمع البشري ومنظومة الأعمال البيئية, وكذلك إدراك حكمة الإدارة البيئية وصنع القرار بطريقة أكثر تطوراً وديناميكية, مفاهيم حماية البيئة المتقدمة بهدف تعزيز الحد من التلوث, الوقاية من المخاطر البيئية, بناء الحضارة البيئية, والتطوير العلمي لحماية البيئة ضرورية.

تشير الإحصائيات إلى وجود 10 الشركات في الصين و 26 في الولايات المتحدة بعائدات سنوية تتجاوز مليار يوان. في الولايات المتحدة والصين, على التوالى, هناك 49.6% و 7.8% من شركات CR3 في قطاع النفايات الصلبة. في الولايات المتحدة, تتكون شركات CR3 في قطاع معالجة المياه 17.2 في المئة من المجموع, مقارنة فقط 8.1 بالمائة في الصين.