Jak realizovat sledování hladiny na více místech?

Sledování výšky hladin nádrží, potoků, řek nebo jakýchkoliv jiných vodních ploch je dnes možné poměrně snadno realizovat pomocí různých sestav tvořených senzory napojenými přes IoT jednotky a cloudový portál / server, kde je možné průběh stavu sledovat i automatizovat různé režimy varování příliš vysoké nebo i příliš nízké hladiny. Podél řeky je možné instalovat větší množství čidel a lze tak včas získat detailní informace o jednotlivých úsecích toku a tím efektivně predikovat hrozby povodňové situace.

Jednou takovou celkovou platformu obsahující jak měřící a komunikační hardware, tak i cloudové služby (SaaS) například nabízí česká firma SECTRON, která vystavuje i na probíhajícím veletrhu AMPER 2022 (17.-20.5.2022). Její povodňový senzor hlídá hladinu a služba SECTRON CLOUD může včas informovat např. o stoupající hladině řeky, obec získá informace o blížící se povodni v dostatečném časovém předstihu a tak zajistí opatření, která pomohou zabránit materiálním a jiným škodám.

Hladinové čidlo

Hladinové čidlo je snímač, který dokáže hlídat nastavenou úroveň hladin, například ve studních, nádržích, řekách a jiných vodních tocích. Jedná se buď o samostatně prodejný výrobek, nebo celý systém pro koncová řešení.

Hladinové nebo také záplavové čidlo je konkrétně určeno pro monitoring výšky vodní hladiny od umístěného čidla. Měření probíhá s přesností 0,5 cm, v nastavených intervalech změří výšku hladiny a přes SECTRON převodník zasílá data do SECTRON Cloud. V případě, že dojde k překročení nastavených limitních hodnot, může systém odeslat varovné zprávy formou mailu, SMS či strojovou zprávu do externího systému například napojením NB-IoT digitálního převodníku, ze kterého je pak čidlo i bateriově napájeno.

Uvedený NB-IoT převodník konkrétně převádí digitální signály z čidel/senzorů, které jsou přivedeny na jeho vstup, na digitální signál zpracovatelný cloudovou platformou. Účelem zařízení je tedy sběr dat ze senzoru pomocí standardizovaných rozhraní. Poté tato data dále zpracovává a odesílá do služby SECTRON Cloud za pomoci UDP protokolu (CoAP) a NB-IoT sítě. Převodník je napájen 3 bateriemi AAA a vzdáleně monitoruje stav digitálních vstupů. V případě, kdy dojde ke změně nastavených limitních hodnot, ihned odešle informace o alarmu na cloudovou platformu.

Základní parametry hladinového senzoru:

• Rozlišení vzdálenosti: až 0,5 cm.
• Rychlost čtení: 7,5 Hz.
• Provozní napětí: 2,7 V až 5,5 V DC.
• Krytí: vodotěsný kryt PCBA nebo IP67.
• Provozní teplota: -40 °C až + 65 °C.

SECTRON Cloud

SECTRON Cloud je SaaS platforma pro sběr, zpracování, vizualizaci a správu zařízení v IoT, která umožňuje připojení zařízení prostřednictvím standardních protokolů IoT - MQTT, CoAP a HTTP a podporuje nasazení v cloudu i on-premise (na IT hardwaru uživatele a v rámci jeho vnitřní komunikační sítě).

SECTRON Cloud využívá předplatné na 1 měsíc na zařízení a kombinuje škálovatelnost, zobrazení v textové i v grafické podobě. Všechna data jsou uložena na serveru, přes který má uživatel vzdálený přístup k souborům online z jakéhokoli zařízení, které je připojeno k internetu / cloudu. Cloud umožňuje také sdílení dat pomocí REST-API a vizualizujte historická data a data v reálném čase ze zařízení pomocí dynamických řídicích panelů (Dashboardů). Lze vytvářet i základní automatizace pomoci dílčích skriptů v jazyce JavaScript. Uživatel cloudu v rámci služby SaaS neplatí za nákup hardwaru a softwaru, ale cloudovou službu si jen pronajímá.

Služba SECTRON Cloud se dodává včetně SIM karet pro objednaná čidla. V závislosti na množství spotřebovaných dat je pak nutné vybrat vhodný tarif, tedy i v závislosti na výběru čidla a požadavku na frekvenci zasílání dat do Cloud služby.

SECTRON povodňový portál

SECTRON povodňový portál je specializovaná součást SECTRON Cloudu, který provádí grafickou vizualizaci hladiny řek v jednoduchém a přehledném designu. Povodňový portál umožňuje monitorování více čidel, které si přidáte do mapy a nastavíte parametry měřených úseků. Každý senzor lze pojmenovat a přiřadit varovnou a kritickou hladinu, podle které se řeka zbarví do odpovídající barvy. Tak lze rychle a efektivně sledovat stavy všech řek v okolí a podle naměřených hodnot rozhodnout o řešení situace. U přehledu hladin je k dispozici graf, který pomocí přehledné křivky zobrazuje jak průběh hladiny, tak časovou osu, díky které můžete zpětně vidět aktuální hodnoty všech řek na mapě ve vybraném čase. Stavy řek za daný měřený úsek je také možné vyexportovat v .csv formátu a poté podle dat vykreslit v Excelu graf pro každou řeku.

Na limitní stavy lze napojit řetězce událostí SECTRON Cloud a využít tak všech vlastností této služby. To znamená, že v případě změny hladiny na definovanou kritickou hranici cloud, se může SMS bránou odeslat SMS zprávu s informací o této změně všem nadefinovaným kontaktům. Případně osoba, která obdržela SMS zprávu může odeslat e-mail nebo sepnout napojená zařízení.

Závěr

SECTRON povodňový portál je velmi zajímavá cloudová aplikace a realizace sledování stavů řek a potoků, ale případně lze využít i pro sledování dalších vodních ploch, jako například rybníků a nádrží, které také přelitím přes své hráze mohou způsobit rychlé zatopení i velké oblasti.

Odkazy:

• Webové stránky společnosti SECTRON: https://www.sectron.cz/cs/
• Oficiální stránky veletrhu AMPER: www.amper.cz