سیستم یکپارچه مدیریت هوشمند مصرف آب در مراکز آموزشی: متمرکز بر اینترنت اشیاء و زیست فناوری

بحران کم آبی در ایران ضرورت گذر از مدیریت سنتی به سمت راهکارهای هوشمند و پایدار را تشدید کرده است. پژوهش حاضر با هدف طراحی یک سیستم یکپارچه مدیریت و بازچرخانی آب در مراکز آموزشی تلفیقی از اینترنت اشیاء (IoT) و زیست فناوری را ارائه می دهد. در این سیستم آب خاکستری از طریق بیوفیلترهای چند لایه تصفیه شده و برای آبیاری هوشمند فضای سبز به کار می رود. هسته فنی پایش سیستم الگوریتم تشخیص نشتی است که اختلاف حجم آب ورودی و خروجی را توسط فلومترهای پالسی پایش می کند. این الگوریتم با مدلسازی عدم قطعیت ترکیبی ناشی از خطای ذاتی سنسور و نوسانات (طبیعی) و تعیین آستانه پویای ۳ سیگما بر اساس نمودار کنترل شوهارت، نشتی های واقعی را از فازهای گذرای هیدرولیکی و نوسانات عادی تفکیک می نماید. تامین انرژی سیستم نیز از طریق پنل های خورشیدی استقلال از شبکه برق شهری را تضمین می نماید. نتایج شبیه سازی نرم افزاری و ارزیابی ماکت آزمایشگاهی با استناد به مطالعات پیشین پتانسیل کاهش مصرف آب در بازه ۳۰ تا ۴۵ درصد و صرفه جویی سالانه ۲۸۵ تا ۲۹۰ متر مکعب به ازای هر واحد آموزشی را نشان می دهد. این سیستم با معماری ماژولار امکان اجرای فازبندی شده را فراهم ساخته و الگویی عملی برای توسعه مراکز آموزشی پایدار ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

اینترنت اشیاء ، تشخیص نشت ، آب ، مدیریت مصرف آب ، انرژی خورشیدی ، مراکز آموزشی ، بیوفیلتر