Smart Water: Nutzung IoT für die Wasserüberwachung und -verwaltung

Wir brauchen Wasser. So selbstverständlich das auch ist, nehmen wir es manchmal als gegeben hin und vergessen, dass der Zugang zu reichlich Wasser aus dem Wasserhahn ein Luxus ist, den Millionen von Menschen weltweit nicht genießen . Ob für den menschlichen oder tierischen Konsum, die Landwirtschaft, die Freizeitgestaltung oder die Energieerzeugung – Wasser prägt unser Leben, und sein Management gewinnt für öffentliche und private Institutionen gleichermaßen zunehmend an Bedeutung.

Deshalb sind alle Bemühungen zum Schutz der Wasserressourcen von großer Bedeutung, und Technologien wie IoT leisten bereits einen wichtigen Beitrag dazu. IoT -Technologie bietet eine kostengünstige und effiziente Lösung für die Wasserüberwachung, da sie die Erfassung und Analyse von Echtzeitdaten aus der Ferne ermöglicht. In diesem Artikel untersuchen wir, wie IoT für verschiedene Arten der Wasserüberwachung eingesetzt wird und welche Vorteile es bietet.

Wasserqualitätsüberwachung

Kaum eine Kombination ist so verheerend wie die Tatsache, dass alle Lebewesen auf Wasser angewiesen sind und dieses Wasser dann massiv mit Chemikalien, Kunststoffen, Abfällen und sogar radioaktiven Stoffen verschmutzt . Diese Kombination führt zu Gesundheitsproblemen , kontaminierten Agrarprodukten , geschädigten Ökosystemen und wirtschaftlichen Verlusten.

Deshalb ist die Überwachung der Wasserqualität im Rahmen umfassenderer Strategien ein entscheidender Schritt zur Vorbeugung und Minderung dieser negativen Folgen. IoT hat sich in diesem Bereich bereits bewährt, indem es Datenerfassung, -analyse und -visualisierung in Echtzeit ermöglicht. Folgende Variablen werden im Rahmen einer Lösung zur Überwachung der Wasserqualität analysiert:

1. pH-Wert-Überwachung : Die pH-Wert-Überwachung dient der Kontrolle des Säure- oder Basengehalts von Wasser. Der pH-Wert beeinflusst die Löslichkeit von Nährstoffen und Schwermetallen und kann sich auch auf Wasserlebewesen auswirken.
2. Überwachung des gelösten Sauerstoffs : Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff ist für das Leben im Wasser von entscheidender Bedeutung. Durch seine Überwachung lassen sich Probleme wie niedrige Sauerstoffwerte aufgrund von Verschmutzung, Algenblüten oder anderen Faktoren erkennen.
3. Trübungsüberwachung : Trübung bezeichnet den Grad der Eintrübung oder Trübung von Wasser durch Schwebstoffe particle Hohe Trübungswerte können Wasser ungenießbar machen, daher ist die Überwachung der Trübung entscheidend für die Sicherstellung der Wasserqualität.
4. Temperaturüberwachung : Die Temperatur beeinflusst viele Aspekte der Wasserqualität, darunter den Gehalt an gelöstem Sauerstoff und die Verfügbarkeit von Nährstoffen.
5. Salzgehaltsüberwachung : Der Salzgehalt kann sich auf das Leben im Wasser, das Pflanzenwachstum und die Effektivität von Bewässerungssystemen auswirken.

IoT hat die Überwachung der Wasserqualität verbessert, indem es die Erfassung, Analyse und Visualisierung von Daten in Echtzeit ermöglicht. Dies liefert Analysten ein besseres Bild und ermöglicht schnellere und genauere Maßnahmen.

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Wassermanagement

Wasser dringt in unsere Infrastruktur ein, und das Problem verlagert sich von der Reinhaltung hin zur effizienten Nutzung. Wasserlecks können lange unentdeckt bleiben und die Kosten um mehrere hundert Dollar erhöhen oder sogar erhebliche Gebäudeschäden verursachen. Dies führt dazu, dass jährlich etwa jedes 60. versicherte Haus einen Schadenfall aufgrund von Wasser- oder Frostschäden meldet, wobei der durchschnittliche Sachschaden 11.650 USD .

Doch nicht nur das – da Dürren in vielen Teilen der Welt immer mehr zur Realität werden (man denke nur an die jüngste Wasserkrise in Südafrika ), ist die effiziente Nutzung von Wasser nicht nur eine Frage der persönlichen Finanzen, sondern ein gesellschaftliches Thema, das vollen Einsatz und Innovation erfordert.

Deshalb profitieren bereits Tausende von Gewerbegebäuden weltweit von der Implementierung von IoT -Lösungen, die ihnen helfen, ihren Wasserverbrauch in Echtzeit zu ermitteln und zu überwachen.

Im Zentrum dieser Lösungen stehen Geräte wie Impulslogger, die Wasserzähler überwachen und den Wasserdurchfluss erfassen. Dank Verbindungstechnologien wie WLAN oder LoRaWAN können diese Geräte die gesammelten Daten an Plattformen wie Ubidots . Dort kann der Gebäudemanager die Verbrauchstrends einsehen, Benachrichtigungen bei Anomalien einrichten und sogar benutzerdefinierte Funktionen zur Analyse historischer Daten ausführen.

Weitere Bestandteile dieser Lösungen sind Wasserlecksuchgeräte, die, wie der Name schon sagt, entweder ausgetretenes Wasser auf einer überwachten Oberfläche erkennen oder Anomalien im Wasserdurchfluss und -druck detektieren. Es gibt drei Haupttypen von Geräten in dieser Kategorie:

• Wassermelder : Diese Geräte warnen den Benutzer, sobald sie mit Wasser in Berührung kommen, und können daher, wenn sie strategisch platziert werden, eine gute Methode sein, Lecks frühzeitig zu erkennen.
• Durchflussmesser : Diese Geräte werden in das Rohrleitungssystem eingebaut und erfassen Durchflussrate und Wasserdruck. Abweichungen dieser Variablen, die vom Gerät (oder der gesamten IoT Lösung) erfasst werden, werden mit hoher Genauigkeit als Leckagen erkannt.
• Ultraschall-Lecksuchgerät : Diese Geräte werden über dem Rohrleitungssystem installiert (ein Durchtrennen der Rohre ist nicht erforderlich) und verfolgen mithilfe von Ultraschalltechnologie den Wasserverbrauch, um Anomalien zu erkennen, ähnlich wie bei Durchflussmessern.

Wasserstandsüberwachung

In Form von Flüssen, Seen und Staudämmen prägt und formt Wasser unsere Städte wie ein bewegliches Wahrzeichen, das sie sowohl verschönern als auch zerstören kann. Immer häufiger auftretende Überschwemmungen (eine von vielen Folgen des Klimawandels) gefährden jedes Jahr ganze Gemeinschaften weltweit und führen zu verheerenden Verlusten an Menschenleben und Zerstörung .

Angesichts der immensen Bedeutung des Themas ist es nicht verwunderlich, dass IoT von privaten und öffentlichen Institutionen zur Minderung von Hochwasserschäden eingesetzt wird.

Peclet Technology , spezialisiert auf Smart Cities, beispielsweise Kommunen bei der Überwachung des Pegelstands von Bächen und Flüssen Ubidots gesammelten und öffentlich zugänglich gemachten Daten dienen dazu, Anwohner, Unternehmen und staatliche Katastrophenschutzbehörden über die Hochwassergefahr zu informieren.

Im kleineren Maßstab gibt es Füllstandsmessgeräte, die Tanks und Tröge überwachen und in Echtzeit Informationen über den Wasserverbrauch und den Nachfüllbedarf liefern. Diese Geräte, die sich besonders in der Landwirtschaft bewähren, sind für den Außeneinsatz konzipiert und stören die Tiere beim Trinken nicht. Durch die einfache Kombination dieser Geräte mit Ubidots lässt sich dank rechtzeitiger Warnmeldungen und intuitiver Visualisierungen das Tierwohl sicherstellen.

Wasserüberwachung in der Landwirtschaft

Abseits der Städte und auf dem Land wird Wasser für alle landwirtschaftlichen Tätigkeiten unerlässlich. Alle in diesem Beitrag behandelten Probleme treten in der Landwirtschaft in anderer Form auf – und obwohl Dürren und Überschwemmungen zweifellos die verheerendsten Folgen für diesen Wirtschaftszweig haben (mit Kosten von USD im betrachteten Zeitraum) , sind Faktoren wie Wasserqualität, effiziente Nutzung und allgemeine Verfügbarkeit (abgesehen von Dürren) entscheidend für den täglichen Betrieb.

Beispielsweise kann die Wasserversorgung von Rindern oder Nutzpflanzen auf weit entfernten Feldern eine vielschichtige logistische Herausforderung darstellen, die unter anderem den Zugang zu unterirdischen Grundwasserleitern und die Einrichtung von Pumpensystemen zur Wasserentnahme umfassen kann.

In diesem Beispiel kann IoT für zwei Zwecke eingesetzt werden: die Überwachung von Wasserparametern wie dem Wasserstand und die Steuerung des Pumpensystems. Dadurch wird eine systematischere und komfortablere Verteilung des Brunnenwassers und eine optimierte Betriebsplanung möglich – was zu weniger Wasserverschwendung und letztendlich zu einer verbesserten landwirtschaftlichen Praxis führt.

IoT kann dank des Einsatzes von Feuchtigkeitsmesssystemen auch zu einer verbesserten Wassernutzung in der Landwirtschaft beitragen. Durch den Einsatz von Feuchtigkeitsmessgeräten und Mobilfunk- oder LoRaWAN-Verbindungen ist es möglich, große Landflächen zu überwachen und eine effizientere Bewässerung durchzuführen.

Die von diesen Geräten generierten Daten können anschließend in ein Ubidots dashboard eingespeist werden, wo der Bewässerungszeitpunkt und die Bewässerungsmenge stets präzise bestimmt werden können. Darüber hinaus können die Feuchtigkeitssensoren Teil eines umfassenderen IoT -Bewässerungssystems sein, das durch den Einsatz weiterer Sensoren wie dieser Tausende von Dollar an Wasserkosten einsparen kann:

• Ebene
• Druck
• Fließen
• Qualitätssensoren (zur Messung der Leitfähigkeit, des pH-Werts und anderer Variablen)
  

Überwachung der Wasserressourcen

Letztlich kann IoT durch die Kombination mehrerer der zuvor genannten Strategien auch zur Überwachung und zum Schutz von Einzugsgebieten und großen Gewässern wie Seen und Flüssen beitragen.

Die Überwachung der Wasserqualität, das Bewässerungsmanagement und die Pegelstandsüberwachung können Aufschluss über die Auswirkungen der Bewässerung und des landwirtschaftlichen/städtischen Abflusses geben und darüber, wie diese den Pegel von Oberflächen- und Grundwasser beeinflussen. So können wir den Wasserfluss im System besser verstehen, Probleme erkennen und Lösungen umsetzen.

Die Vorteile solcher großflächiger Strategien, die Einzugsgebiete und große Gewässer wie Seen oder Flüsse umfassen, können enorm sein und sich unter anderem positiv auswirken auf:

• Erholung
• Landwirtschaft
• Hochwasserschutz
• Wasserverbrauch
• Umweltverträglichkeit
• Wasserverschwendung
• Bodenerosion
• Stromerzeugung
  

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Durch die Möglichkeit der Fernüberwachung und Echtzeitanalyse zahlreicher Schlüsselvariablen hat IoT die Art und Weise, wie wir Wasserressourcen erfassen, analysieren und bewirtschaften, grundlegend verändert. Dank der Leistungsfähigkeit des IoT ist es nun möglich, verschiedene Aspekte der Wasserqualität, des Wasserstands und der Wassernutzung zu überwachen und effizient auf Anomalien oder Probleme zu reagieren.

Von intelligenten Wasserzählern und Leckageerkennungssystemen bis hin zu Wasserqualitätssensoren und Hochwasserüberwachungssystemen – IoT liefert uns bahnbrechende Erkenntnisse über unser Verhältnis zum Wasser und hilft uns, fundiertere Entscheidungen über dessen Bewirtschaftung und Erhaltung zu treffen. Angesichts der zunehmenden Herausforderungen durch Wasserknappheit und -verschmutzung wird IoT zweifellos eine entscheidende Rolle für die nachhaltige Nutzung dieser lebenswichtigen Ressource spielen.

Erste Schritte mit Hardware für Wassermanagement

Im Bereich der Wasserüberwachung und -bewirtschaftung ist die Wahl der richtigen Hardware entscheidend für den Erfolg. Angesichts der zahlreichen verfügbaren Optionen kann die Auswahl jedoch schnell unübersichtlich werden. Um Unternehmen den Einstieg in intelligente Wasserlösungen zu erleichtern, empfehlen wir bewährte Geräte, die sich nahtlos in Ubidotsintegrieren lassen. Diese zuverlässigen Hardwareoptionen sind ein idealer Ausgangspunkt für Wassermanagementprojekte.

NCD (Nationale Kontrollgeräte):

Mit über 20 Jahren Erfahrung in der Hardwareproduktion NCD ein bewährter Gerätehersteller, der Produkte für nahezu alle Branchen und Anwendungsbereiche anbietet. Dank ihres Fokus auf Zuverlässigkeit und Robustheit eignen sich die Geräte von NCD hervorragend für viele der in diesem Artikel beschriebenen Arten der Wasserüberwachung.

Die drahtlosen Langstrecken-Unternehmenssensoren von NCD umfassen verschiedene Geräte zur Messung von Bodenfeuchtigkeit, gelöstem Sauerstoff, elektrischer Leitfähigkeit und Wasser , die unter anderem eine Sichtlinienreichweite von 2 Meilen, eine Batterielebensdauer von bis zu 10 Jahren und eine hohe Genauigkeit aufweisen.

Erfahren Sie, wie Sie die von NCD-Sensoren erzeugten Daten ganz einfach an Ubidots senden können.

Red Lion Controls:

Red Lion ist ein amerikanisches Unternehmen, das sich darauf spezialisiert hat, Industrieunternehmen dabei zu unterstützen, den Wert ihrer Daten zu erschließen. Dies geschieht durch die Entwicklung und Herstellung innovativer Produkte und Lösungen für den Zugriff auf, die Vernetzung und die Visualisierung von Daten. Die Red Lion erfüllen die Anforderungen an die Datenabfrage von alten und neuen Geräten und schützen vor Sicherheitslücken, denen die Wasser- und Abwasserwirtschaft ausgesetzt ist.

Von Panel-Messgeräten, die Ihnen Daten direkt zur Verfügung stellen, bis hin zu Plattformen, die es Ihnen ermöglichen, Daten aus verschiedenen Quellen zu integrieren – mit den Produkten von Red Lion

Erfahren Sie, wie Sie Red LionCrimson® 3.2 mithilfe des nativen Cloud-Connectors von Ubidotsverbinden.

Ubidots Wassermanagement: Reale Anwendungsfälle

Freibord: Den Eriesee intelligenter machen

Wie das bereits erwähnte Unternehmen Peclet Technology nutzen auch andere Firmen, die sich auf Wassermanagement und -überwachung spezialisiert haben, Ubidots als Teil ihrer Lösungen. So auch Freeboard Technology , ein Unternehmen, das intelligente Umweltsensornetzwerke für Seen, Flüsse, Ästuare und Feuchtgebiete entwickelt und dabei bewährte und neue Technologien kombiniert, um Umweltbedingungen zu überwachen und vorherzusagen.

Freeboard arbeitet in so großen und komplexen Gebieten wie dem Eriesee und überwacht die Auswirkungen des Klimawandels, übermäßiger Nährstoffeinträge, giftiger Algen, Sauerstoffmangel, extremer Überschwemmungen, gefährlicher Strömungen, starker Winde und Küstenerosion mithilfe von Frühwarnsystemen, Online-Nährstoffanalysatoren, Netzwerken verbundener Bojen und Beobachtungsplattformen.

Ed Verhamme Mitbegründer von Freeboard , „wird Freeboard die Entwicklung, Herstellung und den Einsatz von Netzwerken neuer Sensoren und Infrastrukturen beeinflussen und lenken, die zur Überwachung und zum Schutz der Gewässer unseres Landes benötigt werden.“

Peak HydroMet: Salzgehaltsüberwachung entlang des Fraser River

Peak HydroMet Solutions , ein kanadisches Unternehmen, das sich auf umfassende Umweltüberwachung spezialisiert hat, ist ein weiteres Beispiel dafür, wie IoT und Ubidots in verschiedenen Bereichen der Wasserüberwachung eingesetzt werden können. Einige ihrer Projekte konzentrieren sich auf die großflächige Überwachung von Flüssen und Einzugsgebieten, um die Auswirkungen der Bewässerungsentnahme auf den Wasserstand sowie die Durchführbarkeit der Bewässerung in bestimmten, von Versalzung betroffenen Gebieten zu untersuchen.

Eines dieser Projekte konzentriert sich auf den Fraser River in Delta, British Columbia. Ziel ist es, Sensordaten zu erfassen und darzustellen, die mithilfe lokaler Landwirte zur Überwachung der Bewässerungswasserqualität genutzt werden können. Das Projekt umfasst die Gewinnung von Informationen zu Salzgehalt, Tiefe, Temperatur, Gezeiten, Durchfluss und Wetter aus verschiedenen Quellen und deren Bereitstellung für alle Beteiligten.

Quantify Environmental: Energiekosten drastisch senken

Ein weiteres Unternehmen, das sich eingehender mit dem Thema Wasser auseinandersetzt, ist Quantify Environmental , ein innovatives Beratungsunternehmen für Nachhaltigkeit, das eine Vorreiterrolle bei der Nutzung der Möglichkeiten der Hardware des industriellen Internets der Dinge (IoT IoT für ökologische und industrielle Effizienz einnimmt.

Das in Ontario, Kanada, ansässige Unternehmen Quantify Environmental unterstützt Firmen dabei, Trends im Wasserverbrauch zu erkennen und Projekte zu entwickeln, die zu einer Reduzierung der jährlichen Wasserrechnungen um bis zu 20 % führen.

Sehen Sie sich eine vollständige Fallstudie zur Quantify Environmental mithilfe von Ubidots an.

Häufig gestellte Fragen

Was versteht man unter Wasserqualitätsüberwachung?

Dies bezieht sich auf den Einsatz von Technologie zur Überwachung von Variablen (pH-Wert, gelöster Sauerstoff, Trübung, Temperatur, Salzgehalt), die die Wasserqualität und damit den jeweiligen Verwendungszweck des Wassers (menschlicher/tierischer Konsum, Landwirtschaft, Erholung usw.) beeinflussen.

Was ist Wassermanagement?

Unentdeckte Lecks und ein ungewöhnlich hoher Wasserverbrauch können erhebliche finanzielle Verluste verursachen, sei es durch höhere Wasserrechnungen oder Gebäudeschäden. Deshalb profitieren weltweit bereits Tausende von Gewerbegebäuden von IoT Lösungen, die ihnen helfen, ihren Wasserverbrauch in Echtzeit zu erfassen und zu überwachen.

Was ist Wasserstandsüberwachung?

Durch den Einsatz von Technologien wie IoT , um den Wasserstand in verschiedenen Arten von Bächen zu überwachen, ist es möglich, diese natürliche Ressource effizienter zu nutzen und sogar schneller vor Überschwemmungen zu warnen.

Was versteht man unter Wassermonitoring in der Landwirtschaft?

Im Kontext der Landwirtschaft können verschiedene mit Wasser zusammenhängende Variablen überwacht werden, um eine effizientere und präzisere Bewässerung von Nutzpflanzen oder sichereres/besseres Wasser für Tiere wie Kühe oder Fische zu erreichen.

Was versteht man unter Wasserressourcenmonitoring?

Durch die Kombination verschiedener Überwachungsmethoden lassen sich ganze Einzugsgebiete oder große Gewässer wie Seen und Flüsse im Blick behalten. Indem Wasserqualität, Wasserstand und Wassernutzung großflächig erfasst werden, können weitreichende und bedeutende Auswirkungen auf verschiedene Bereiche wie Landwirtschaft, Erholung, Hochwasserschutz, Wasserverbrauch und vieles mehr erzielt werden.