طراحی و ارزیابی یک سامانه هوشمند پایش بلادرنگ کیفیت هوا با بهره گیری از هوش مصنوعی در اینترنت اشیا و انرژی سبز برای دستیابی به محیط زیست پایدار

افزایش روزافزون آلودگی هوا در سراسر جهان لزوم اتخاذ راهکارهای نوین و هوشمند را بیش از پیش آشکار ساخته است. این مقاله به طراحی و ارزیابی یک سامانه هوشمند پایش کیفیت هوا می پردازد که هوش مصنوعی و اینترنت اشیا (IoT) را با انرژی سبز تلفیق می کند تا راهکاری پایدار برای مقابله با چالش جهانی آلودگی هوا ارائه دهد. این طراحی هوشمند به پایش کیفیت هوا در چهار لایه سنجش، ارتباطات، ابری و کاربرد می پردازد. سامانه مذکور از حسگرهای اندازه گیری ذرات معلق، دما و رطوبت بهره مند است و انرژی مورد نیاز خود را از پنل خورشیدی تامین می نماید. داده های بلادرنگ جمع آوری شده به پلتفرم ابری ارسال و با الگوریتم های هوش مصنوعی تحلیل شدند. ارزیابی میدانی طی دوره ۱۴ روزه، پایداری سامانه را با نرخ آپتایم ۹۸.۵٪ و عملکرد مستقل از شبکه برق تایید کرد. تحلیل های هوش مصنوعی نه تنها الگوهای زمانی غلظت آلاینده ها را شناسایی نمود بلکه با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه نشان داد که رطوبت نسبی قوی ترین پیش بیننده غلظت ذرات معلق برای هر دو (PM۲.۵) و (PM۱۰) است. نتایج مطالعه اثبات می کند که یکپارچه سازی این سامانه با مکانیزم های هوش مصنوعی امکان شناسایی الگوهای آلودگی و انتشار هشدارهای زودهنگام را فراهم ساخته و نقش بی بدیلی در کاهش پیامدهای بهداشتی آلودگی هوا ایفا می نماید. در نتیجه می توان این راه حل را به عنوان یک زیرساخت تحول آفرین برای گذار به سمت شهرهای هوشمند و محیط زیست پایدار قلمداد نمود.

کلیدواژه ها:

اینترنت اشیا (IoT) ، پایش کیفیت هوا ، مدیریت محیط زیست ، شهر هوشمند ، Internet of Things ، Particulate Matter