De peilbuis uitlezen met LORA Melissa Zwaan, Ordina

Transcriptie

1 De peilbuis uitlezen met LORA Melissa Zwaan, Ordina

2 Waarom dit idee?

3 IoT en LoRaWAN Internet of Things (IoT) staat voor het (tijdelijk) verbinden van apparaten met internet om gegevens te kunnen uitwisselen Gateways van elk 1200 dollar nodig voor een stad als Amsterdam

4 Peilen in Stijl: in het kort hoe het werkt Ons doel is om automatisch grondwaterstandmetingen te verrichten. Waterstanden worden gemeten in peilbuizen. In onze demo meten we het luchtdrukverschil in een afgesloten extra buis in de peilbuis en de resultaten te versturen met LoRa. Uit het luchtdrukverschil wordt de grondwaterschommeling afgeleid.

5 Waarom dit idee? In heel Nederland worden peilbuizen gebruikt voor de monitoring van ons grondwaterpeil en de drinkwatervoorziening. De peilstanden worden door iedere gemeente verzameld en landelijk geregistreerd als onderdeel van de Basisregistratie Ondergrond. Het uitlezen van de peilstanden (of dataloggers op peilbuizen) gebeurt vaak nog ter plekke met de hand; omdat dit veel tijd kost, kan men maar ongeveer 1x per twee weken meten Soms meet men ook automatisch, op afstand; de apparatuur hiervoor is relatief duur. Met LoRa kunnen we automatisch, regelmatig en goedkoop peilen.

6 Technische opzet LoRA Microcontroller LoRA Transmitter Raspberry Pi2 J12 ACT PWR Made in the UK C3 C4 U3 4R7 J8 R7 Q1 R20 L2 J1 Q6 RUN J4 DISPLAY C65 4R7 C3 L1 D5 R24 R23 L3 C1 PWR IN GPIO C6 U1 C100 C163 C7 U16 R55 R56 R15 C162 U4 R52 U9 R13 C56 R54 BROADCOM R10 BCM2836RIFGB R14 C54 R5 R51 R8 Q5 C64 Q2 Raspberry Pi 2 Model B V1.1 Raspberry Pi 2014 U8 C221 C212 C228 R12 L7 L6 L5 L4 C230 C211 J6 C233 C219 C216 CAMERA R22 R21 HDMI C218 U17 C217 J3 C224 C227 R78 C235 C200 C226 C213 C222 D4 A/V C52 FB4 C220 C231 FB6 C70 C78 FB5 C55 U10 C57 C53 C106 C101 R37 C62 R19 R18 D3 U13 J7 C102 R44 R39 R34 R35 R32 R33 R62 R61 R40 R60 C58 LAN9514-JZX R50 R4 R48 R47 R41 U11 C59 R17 R16 C87 C86 C89 C88 C61 C60 R46 FB7 R36 C97 C90 U2 R6 C99 Q4 C98 USB J11 USB J10 ETHERNET Druk & Temperatuur sensor Peilen In Stijl Servers Peilbuis Website met overzicht van alle peilbuizen op kaart, grafieken, etc

7 Het demo model 1m buitenbuis 1m binnenbuis Sensor in binnenbuis

8 De peilbuis in actie Standaard checks Om de minuut (sensor controle) Controle op stijgen/dalen Per uur een statusbericht Bij een afwijking van 2 hpa / 2C: Alert bericht naar het netwerk

9 Source code van de oplossing De code voor het opzetten van de database en het simuleren van peilbuizen is te vinden in hackaton_code.zip. Interessant zijn: python script voor simulatie peilbuizen: hackaton_code\database\02_data\maak_dummy_json_meetwaard en.py SQL script voor postprocessing meetwaarden: hackaton_code\database\03_postproces\0010_lora2meetwaarde.s ql

10 Screen prints van het berichtenverkeer Ingeladen JSON berichten uit TTN

11 Screen prints van het berichtenverkeer JSON berichten omgezet naar meetwaarden

12 Screen prints van het berichtenverkeer Meetwaarden gekoppeld aan peilbuizen

13 Screen prints van het berichtenverkeer Voorbeeld van (Geo)JSON van de laatste meetwaarde voor peilbuis met id = 2: tijdstempel, meetwaarden en waterhoogte zijn eenvoudig beschikbaar.

14 Screen prints van de ontwikkelde applicatie Webapp zie URL:

15 Wat zijn de (maatschappelijke) voordelen van deze oplossing? Door de automatische metingen hoeven er geen mensen meer fysiek langs de peilbuizen om de metingen uit te voeren dit scheelt veel tijd en dus geld Metingen kunnen op vaste tijden worden uitgevoerd, waarmee de intervallen gelijk zijn resultaten zijn daarmee zuiverder Er kan vaker gemeten worden doordat het veel goedkoper is de resultaten zijn daarmee gedetailleerder Er kunnen waarschuwingen gestuurd worden als de waardes boven of onder bepaalde grenzen komen. Er kan adequater gereageerd worden op overschrijding van de grenzen. De data komt direct in de database je voorkomt hiermee invoerfouten Er is een koppeling met de webapp die de resultaten op een kaart plot de geografische spreiding van de (fluctuaties in) waarden is direct af te lezen Peilbuizen zijn hiermee mogelijk op plaatsen waar fysieke metingen lastiger zijn

16 Tot slot Door betere sensoren te gebruiken, kan de kwaliteit van de metingen nog groter worden. Er kan een toevoeging gemaakt worden die een melding geeft als de peilbuis kapot is. Bij dit model zijn nog vele uitbreidingen mogelijk, zoals het meten van zoutconcentraties (of andere stoffen) in het water of het meten van de stroomsnelheid van water. Er zijn ook toepassingen mogelijk bij gemalen en waterdammen.