【Smart City】智慧水質監控

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作者:劉慶發、游政諺、顧健平、林欣儒

創意發想

水質監控一直是一個重要的議題,大從河川到學校生態池,小像是家中的魚缸水族,水的品質以及污染的妨害,不僅影響到水中的生物,對我們的生活品質與農作物都有很大的影響,因此在參與智慧城市自造松時,我們這組就想做一套水質監控系統。我們的想法是開發一套系統,能夠進行遠端監控水質,以節省人力與時間。

水質監控系統

一、使用感測器

  • 1.土壤濕度感測器:土壤濕度感測器是一個簡易的水份感測器可用於檢測土壤的水份,當土壤缺水時,感測器輸出的模擬值將減小,反之將增大,能用來監測土壤內的水分含量,而我們也透過土壤度檢測器製作了自動澆水裝置。
  • 2.pH值感測器:可用來檢測水質的pH值,監測工廠下游的水質,判斷是否有強酸或強鹼的化學物質排入水中。
  • 3.超音波感測器:超音波感測器可透過超音波的發射與接受計算預測物質的距離,而我們透過超音波感測器來測量水位,判斷水位是否過低,此系統可應用於居家水族或是生態池,水量太低時搭配自動補水系統,使水位回到標準。

二、監控系統介紹

我們設計一套系統,能對預監測水域水質做遠端監控,每小時回報一次感測器資訊到主控台,透過 Lora or WiFi 將資料傳輸雲端資料庫。

  • 1.開發用 Arduino tian 主控版,32bit ARM 處理器能力較強, 在後續開發過程中的 Sensor 精準度和速度的提升有幫助,穩定後用 WF8266r 做量產。
  • 2.用超音波感測水位,電阻式土壤檢測土壤是否太乾,PH 值檢驗水質,之後會加自動加水,抽水。
  • 3.可以將感測器數據丟到 PC 上,並透過 WiFi 傳感測器值上 think speak,未來將使用更低功耗長距離的技術。
  • 4.將 PC 上的資料做成資料庫來分析每一段時間的環境因子,希望可以將全部的公園綠地水池流域都加以檢測控制,對環保生態做出改善成果,讓國人的環保生態永續的意識提升。

三、電路圖配置

後記

目前監控系統尚處於開發階段,但部分功能如pH值監控、濕度監控、自動灌溉系統、水位監控系統已經都能正常運作,未來希望能增加更多感測功能,並改用Sigfox等更低功耗長距離的傳輸技術,期許能為台灣的水質監控貢獻一己之力。


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