Water metering system

کنتور آب هوشمند شهری

پیشرفت‌های اخیر در تولید کنتورهای هوشمند آب همچون تکنولوژی اندازه گیری، شبکه های ارتباطی، امکان وجود شیرهای برقی قطع کن همگی به ایجاد شبکه‌های هوشمند شهری کمک شایانی می‌کنند، بطوریکه کنتورهای آب هوشمند به همراه شیرهای برقی می تواند برای مدیریت شبکه توزیع مؤثرتر از هر سرویس سنتی عمل کند.

استقرار شبکه های هوشمند آب مزایای بسیاری را نیز برای مصرف کنندگان نهایی (مشتریان شرکت های آب) ارائه می دهد، داده‌های مصرف برخط (آنلاین) جمع‌آوری‌شده در مورد مصرف آب و نمایش داده های استخراج‌ شده، می تواند برای مدیریت مصرف روزانه، هفتگی و ماهیانه هر یک از مصرف کنندگان مفید می باشد.

چرایی استفاده از شبکه هوشمند اندازه گیری

در واقع کنتورهای هوشمند آب برمبنای تقاضا امکان تبادل اطلاعات مستمر دو طرفه را بین کنتورهای آب و سرورهای مرکزی در یک بافت شهر هوشمند فراهم می‌کنند.

اندازه گیری دقیق مقدار مصرف آب (خطای اندازه گیری پایین)
ارسال روزانه داده های اندازه گیری شده هر یک از کنتورها به مرکز
امکان مانیتورینگ روزانه مصارف بازای شهر، منطقه، بخش و ...
مدیریت توزیع شبکه آب رسانی بر اساس تقاضا خصوصاً در شرایط بحرانی
کاهش هزینه های جاری شامل هزینه های قرائت، سرویس و نگهداری و ...
مدیریت مصرف کنندگان به خصوص در پیک مصرف (قطع مسیر آب بصورت خودکار در صورت تجاوز از مصرف استاندارد)

معرفی کنتور التراسونیک

نحوه کارکرد به زبان ساده

سیستم میترینگ (Metering) یا شبکه هوشمند کنتورهای آب شهری از چند بخش مختلف تشکیل می شود:

1) کنتورهای اندازه گیری

مرسوم ترین کنتورهای مورد استفاده در دنیا برای شبکه های توزیع آب شهری یا از نوع مکانیکی و یا از نوع التراسونیک هستند.

کنتورهای توربینی به خودی خود فاقد خوانش گر و تجهیزات شبکه ارتباطی هستند به همین منظور ابتدا با استفاده از حسگرهایی همچون پالس شمار و برد محاسبه گر بازای هر بار چرخش شمارش گر مکانیکی کنتور، یک پالس توسط برد محاسبه گر دریافت و مقدار آن ذخیره می شود، و در انتهای روز تعداد پالس های شمارش شده توسط شبکه ارتباطی برای سرور مرکزی ارسال می شود.

ضمن آنکه به دلیل عملکرد حسگر پالس شمار بواسطه مگنت، هر گونه میدان مغناطیسی از جمله آهن ربا، کابل برق و … می تواند عملکرد شمارش را دچار اختلال نماید.

اما این مورد برای کنتورهای التراسونیک کاملاً متفاوت است. از آنجاییکه اندازه گیری مصرف آب از همان ابتدا توسط حسگرهای التراسونیک و برد الکترونیک صورت می گیرد لذا نیازی به شمارش پالس در این سیستم وجود ندارد، همین موضوع باعث می شود تا شرایط خوانش داده، تنوع داده های اندازه گیری شده و … بسیار بیشتر و متنوع تر باشد.

که از آن جمله می توان به اندازه گیری و نمایش دبی، حجم کل، جهت جریان آب، تشخیص نشت آب و ترکیدگی لوله و … اشاره کرد.

2) انواع روش های خوانش داده

روش های بسیار مختلف و متنوعی در خوانش داده کنتورها وجود دارد، که در دو دسته آفلاین و آنلاین قرار می گیرند.

هر یک از این روش ها دارای محاسن و معایبی هستند که در این مطلب سعی می کنیم به بخشی از آن ها اشاراتی داشته باشیم

2-1) خوانش آفلاین:

در این روش هر کنتور مجهز به یک شبکه بی سیم مانند بلوتوث یا وای فای و یا RF(Radio Frequency) با برد کوتاه است که کاربر پس از عبور از نزدیکی هر کنتور به صورت پیاده و یا سوار بر خودرو به واسطه یک دستگاه دریافت کننده، اطلاعات را به صورت خودکار از کنتورهای محدوده عبور خود دریافت و در پایان روز با اتصال دستگاه خوانش گر به سرور مرکزی این اطلاعات را به نرم‌افزار و Data base در مرکز منتقل می کند.

مزایای خوانش آفلاین:

معایب خوانش آفلاین:

نیاز به نیروی انسانی جهت خوانش اطلاعات به صورت دوره ای
نصب تعداد بالای GateWay محلی و افزایش قابل توجه هزینه شبکه
عدم دسترسی به داده های روزانه و لحظه ای کنتورها
عدم اطلاع از وضعیت عملکرد کنتور ها و خطاهای احتمالی کنتور تا زمان قرائت بعدی
اطلاع از ایرادات پس از جمع‌آوری داده‌های کنتورها که به طور معمول هر یک ماه یکبار صورت می گیرد

2-2) خوانش آنلاین:

در این روش هر یک از کنتور ها مجهز به شبکه های بی سیم (RF) با برد بالا و یا امکان اتصال به سیم کارت می باشند که می‌توانند اطلاعات مصرف و وضعیت عملکرد کنترل ها را به صورت روزانه برای سرور مرکزی ارسال نمایند.

مزایای خوانش آنلاین:

خوانش روزانه اطلاعات مصرفی
مانیتورینگ مصرف روزانه مشترکین در سطح کلان شهر و مدیریت تخصیص منابع آبی جهت جلوگیری از بروز مشکلات احتمالی
امکان بررسی وضعیت عملکرد هریک از کنتور ها و اطلاع از ایرادات احتمالی هر کنتور و ارائه خدمات پشتیبانی در کوتاهترین زمان ممکن
اندازه گیری حجم آب ورودی به شبکه توزیع و نیز مصرف در انتهای مسیر و تشخیص وجود و مقدار حدودی نشت در شبکه توزیع در هر بخش از شبکه

معایب خوانش آنلاین:

2-2-1) خوانش آنلاین از طریق سیم کارت gprs

مزایای خوانش آنلاین از طریق سیم کارت:

معایب خوانش آنلاین از طریق سیم کارت:

مصرف انرژی بسیار بالاتر نسبت به شبکه های RF
آنتن دهی ضعیف تر در زیر زمین در مقایسه با شبکه های بی سیم
امنیت کمتر در شبکه ارتباطی
استفاده از ماژول های 2G به دلیل قیمت بالای 3G-4G که در آینده نزدیک شاهد توقف تولید این ماژول و جمع آوری زیرساخت خواهیم بود
وابستگی به شبکه مخابراتی که در صورت بروز هرگونه مشکل در این شبکه سیستم انتقال داده نیز دچار مشکل خواهد شد

2-2-2) خوانش آنلاین از طریق شبکه LoraWan

امروزه استفاده از زیرساخت هایی که مرتبط با شبکه IOT (internet of things) هستند در دنیا بسیار مرسوم است چرا که در آینده نه چندان دور تجهیز تمام اشیا و لوازم پیرامون ما به این زیرساخت به وقوع خواهد پیوست.

از جمله شبکه‌هایی که در این زیرساخت مورد استفاده قرار می گیرند شبکه موبایلی 5G و شبکه ارتباطی Lorawan می باشد.

مزایای خوانش آنلاین از طریق شبکه LoraWan

مصرف بسیار پایین انرژی شبکه و کنتورها
عدم وابستگی به زیرساخت شبکه تلفن همراه
نفوذ پذیری بالاتر امواج رادیویی نسبت به شبکه تلفن همراه به دلیل طول موج پایین تر
امنیت بالاتر شبکه ارتباطی به دلیل اختصاصی بودن این شبکه