طراحی سامانه هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا و تحلیل داده برای پایش آلاینده های هوا ناشی از حریق

انتشار دود و آلاینده های ناشی از حریق می تواند در مدت کوتاه الگوی کیفیت هوا را در صحنه عملیات و مناطق پیرامونی تغییر دهد؛ درحالی که ایستگاه های مرجع به دلیل تعداد محدود، فاصله مکانی و تاخیر گزارش، برای نمایش ناهمگنی لحظه ای دود کافی نیستند. هدف پژوهش حاضر، طراحی سامانه ای هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا و تحلیل داده برای پایش لحظه ای ذرات معلق، گازهای شاخص و شرایط محیطی حریق و تبدیل داده خام به هشدار قابل تفسیر است. پژوهش از نوع کاربردی-توسعه ای و در سطح طراحی مفهومی با رویکرد علم طراحی انجام شد. نیازمندی ها از مرور مطالعات حسگرهای کم هزینه، تحلیل وظایف فرماندهی حادثه و اصول تضمین کیفیت داده استخراج گردید. معماری پیشنهادی شامل گره های ثابت و سیار اندازه گیری PM۱، PM۲.۵، PM۱۰، مونوکسیدکربن، دی اکسیدکربن، دی اکسیدنیتروژن، ترکیبات آلی فرار، دما، رطوبت و موقعیت؛ دروازه لبه؛ شبکه ارتباطی مقاوم؛ موتور کنترل کیفیت و کالیبراسیون؛ تحلیل مکانی-زمانی؛ و داشبورد فرماندهی است. داده ها در لبه از نظر دامنه، تغییر ناگهانی، ناسازگاری کانال ها، رطوبت، سلامت فن و قطع ارتباط بررسی و همراه با پرچم کیفیت ارسال می شوند. تحلیل مرکزی، تصحیح مبتنی بر هم مکانی، تشخیص رخداد دود، برآورد روند، درون یابی مکانی و تولید سطح هشدار را انجام می دهد. ارزیابی طراحی با ماتریس ردیابی ۳۲ معیار صورت گرفت؛ ۲۶ معیار به طور کامل، ۵ معیار به صورت جزئی و یک معیار خارج از دامنه نسخه مفهومی پوشش داده شد و امتیاز وزنی ۸۹٫۸ از ۱۰۰ به دست آمد. نقاط قوت اصلی، جداسازی اندازه گیری از تفسیر، ثبت عدم قطعیت، کار در قطع شبکه و پیوند آلاینده با مکان و زمان بود. محدودیت ها به نیاز به هم مکانی با ابزار مرجع، پاسخ متقاطع حسگرهای گازی، اشباع در غلظت بالا و نبود آزمون میدانی مربوط شد. نتایج نشان می دهد طراحی می تواند مبنای ساخت نمونه اولیه باشد، اما داده حسگر کم هزینه نباید بدون کالیبراسیون و کنترل کیفیت برای قضاوت انطباق قانونی یا تصمیم پزشکی استفاده شود.

کلیدواژه ها:

اینترنت اشیا ، آلودگی هوای ناشی از حریق ، ذرات معلق ، حسگر کم هزینه ، تحلیل داده