Контроль параметра TDS засобами IoT як фактор підвищення надійності та економічності обладнання
DOI:
https://doi.org/10.31861/sisiot2025.2.02005Ключові слова:
IoT, фільтрація, ThingsBoard, хмарна обробка, діагностика стануАнотація
У статті розглядається комплексне рішення Інтернету речей (Internet of Things, IoT) для моніторингу ефективності фільтраційних систем на основі аналізу загальної кількості розчинених твердих речовин (Total Dissolved Solids, TDS). TDS є ключовим показником якості води, оскільки визначає концентрацію розчинених частинок, як-от солі, мінерали та органічні речовини. Перевищення допустимих значень може свідчити про зниження ефективності фільтрації, що потребує своєчасного технічного обслуговування або заміни фільтра. Запропонована система поєднує вимірювальний пристрій, хмарну IoT-платформу ThingsBoard та алгоритми оцінки стану фільтра. Центральним елементом є модифікований давач Gravity Analog TDS, який дозволяє визначати рівень TDS до та після фільтрації. Цей давач вимірює електропровідність розчину, що корелює із загальною концентрацією розчинених речовин у воді, надаючи можливість оцінити рівень TDS у реальному часі. Зібрані дані з сенсора проходять попередню обробку та усереднюються, після чого вони передаються до IoT-платформи ThingsBoard, яка реалізує централізовану логіку аналізу та управління. ThingsBoard забезпечує інтерактивний моніторинг параметрів, виконання розрахунків залишкового ресурсу фільтра, оцінку його ефективності та автоматичне формування сповіщень для користувача. Запропонована архітектура IoT-рішення дозволяє не лише контролювати якість води, а й адаптивно реагувати на зміну умов експлуатації, що підвищує точність прогнозування деградації фільтра. Такий підхід є більш ефективним, ніж традиційні моделі обслуговування, які базуються на фіксованих інтервалах часу або обсягах споживання. Система дає змогу оптимізувати витрати, уникнути передчасних поломок та підвищити надійність роботи фільтраційного устаткування. Особливістю розробки є відмова від локальної обробки на користь централізованої логіки в хмарі, що спрощує масштабування рішення для моніторингу великої кількості пристроїв у розподіленій інфраструктурі. Такий підхід особливо актуальний для використання у торговому обладнанні, промислових системах водопідготовки та інших галузях, де важливо забезпечити стабільну якість води і своєчасну заміну фільтраційних вузлів.
Завантажити
Посилання
J. Pérez-Padillo, F. Puig, J. García Morillo, and P. Montesinos, “IoT platform for failure management in water transmission systems,” Expert Systems with Applications, vol. 199, p. 116974, 2022.
F. V. Kozak, I. M. Bohatchuk, I. B. Prunko, and M. I. Bohatchuk, “The impact of scale formation on fuel consumption in steam generator units of oil and gas technological transport,” Scientific Works of VNTU, vol. 2, 2018.
W. H. Sugiharto, H. Susanto, and A. B. Prasetijo, “Real-Time Water Quality Assessment via IoT: Monitoring pH, TDS, Temperature, and Turbidity,” Ingénierie des Systèmes d’Information, vol. 28, no. 4, pp. 823–831, 2023.
J. V. Abrajano, K. A. Botangen, J. Nabua, J. Apanay, and C. F. Peña, “IoT-Based Water Quality Monitoring System in Philippine Off-Grid Communities,” arXiv preprint arXiv:2410.14619, 2024.
J. Chai and N. Lin, “Design and development of a remote water quality testing system based on cloud platform,” in Proc. of SPIE, vol. 13222, paper 132220Z, 2024.
M. S. S. Garmaroodi, F. Farivar, M. S. Haghighi, M. A. Shoorehdeli, and A. Jolfaei, “Detection of anomalies in industrial IoT systems by data mining: Study of Christ osmotron water purification system,” IEEE Internet Things J., vol. 8, no. 13, pp. 10280–10287, Jul. 2021.
Y. Herman, H. Lastivka, and A. Samila, “Embedded Operating Systems in IoT Edge Computing,” SISIOT, vol. 2, no. 2, p. 02001, Dec. 2024, doi: 10.31861/sisiot2024.2.02001.
ThingsBoard Team, ThingsBoard: Open-source IoT platform, 2025. [Online]. Available: https://thingsboard.io/
DFRobot, “Gravity: Analog TDS Sensor/Meter for Arduino,” DFRobot Wiki, 2020.
N. Naik, “Choice of effective messaging protocols for IoT systems: MQTT, CoAP, AMQP and HTTP,” in 2017 IEEE International Systems Engineering Symposium (ISSE), Vienna, 2017, pp. 1–7.
Docker, Inc., Compose file reference, 2025. [Online]. Available: https://docs.docker.com/reference/compose-file/
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Безпека інфокомунікаційних систем та Інтернету речей
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
