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

هدف: 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 ارائه 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.روش: 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 ارتباطی۴G 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 MQ۲ برای تشخیص دود و غلظت گازهای LPG، الکل، پروپان، هیدروژن، متان و مونو اکسید کربن، حسگر MQ۱۳۵ برای سنجش کیفیت هوا و تشخیص گازهای آمونیاک و کربن دی اکسید و حسگر DHT۲۲ برای اندازه گیری رطوبت و دما و همچنین یک مودم همراه ۴G به منظور بارگذاری داده های محیطی دریافتی در سمت سرویس گیرنده استفاده شد.یافته ها: 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 ۴G LTE و wi-fi، هنگام شبیه سازی آتش سوزی مقدار داده های تشخیص داده شده در حالت اتصال wi-fi کمتر از حالت ۴G 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 جزئی، مشابه یکدیگر هستند.نتیجه گیری: 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.