18.4 C
Skopje
четврток, октомври 1, 2020

Студенти на Машински факултет создадоа евтини и иновативни сензори за мерење бучава

Драгана Коцеска е студентка на Машинскиот факултет и е дел од тимот Smart City Concept, кој работи во рамките на Project Hub, заедно со своите колеги Кристијан Тргачевски, Марко Марковски и Игор Ристески од насоката мехатроника и Анкица Соколиќ од насоката енергетика и екологија. Тимот, предводен од асистентите на катедрата по механика м-р Маја Аначкова и м-р Симона Домазетовска, создаде мрежа од сензори за мерење на бучава и платформа преку која резултатите се веднаш достапни за јавноста. Драгана, за „Иновативност“, раскажува дека на проектот работеле цели седум месеци. Иако немале претходни познавања и не се сретнале со многу нови технологии и поими, создале своја иновација, која е плод на работа, истражување и многу учење.

Драгана Коцеска

Драгана, објаснете го уредот за мерење на бучава, што ти и твојот тим го креиравте во Project Hub.

Кога уреди или поконкретно, сензорски единици за мерење на бучавата, се имплементираат во „паметни“ градови преку формирање на сензорски мрежи за да се врши континуиран мониторинг на бучавата, наидуваме на нов концепт, кој е последица на моменталниот брз технолошки напредок. Изработката на вакви сензорски мрежи чини многу пари и токму затоа, преку нашиот проект кој се води како Smart City концепт, се обидовме да создадеме нискобуџетни безжични уреди, кои ќе даваат оптимални резултати. Навистина голем успех беше тоа што успеавме, преку точно утврдени методи за оптимизација и калибрација, од евтин сензор за мерење на звук кој има ограничени перформанси, да добиеме сензор за мерење на звук чија точност може да се споредува со професионалните букомери од прва класа.

Во рамките на овој проект развивме четири уреди, односно четири засебни сензорски единици, кои што се безжични, со самостојно напојување и поврзани на глобална интернет мрежа. Секој уред е составен од микропроцесор, микрофон, батерија и модул за пренос на информации. Тој собира информации преку микрофонот, кои се обработуваат и можат да се прикажат на екран или да се пренесат на друг уред, а за да се следат во реално време и да бидат достапни за граѓаните, се зачувуваат во екстерна меморија или облак на податоци. Во нашиот случај, уредите се поврзани на интернет мрежа, поточно на LoRa WAN (Long Range, Low Power, Wide Area Network), која овозможува поврзување со веб-платформа за визуелизација и анализа на податоците.                                     

Потребата од поставување на вакви уреди и мониторинг на бучавата во урбаните средини е голема. Која е предноста на вашиот уред?

Загадувањето од бучава (Noise pollution) е актуелен проблем во светски рамки, како резултат на пренаселеност во урбаните средини. Затоа се изготвуваат акциони планови за бучава и акустично планирање врз основа на резултатите од мониторингот на оваа појава, со цел спречување и намалување на бучавата каде што е возможно, а особено во случаите кога се надминува дозволеното ниво, бидејќи оваа појава има значително негативно влијание врз здравјето на луѓето и врз севкупниот биодиверзитет.

Целта ни беше да изнајдеме начин на замена на скапите мерни уреди со евтини сензори, кои преку специјална калибрација даваат точни резултати, со што се поедноставува процесот на мониторинг од аспект на поевтинување и замена на долгиот процес на мерење кој вклучува многу луѓе и ресурси.  

Паметните метрополи задолжително го следат нивото на бучавата. Каков тип на мониторинг применуваат, во однос на вашата иновација?

Кога се спомнува паметен град од иднината, луѓето најчесто тоа го поврзуваат со некој сосема футуристички изглед на паметни градови како во филмовите. Меѓутоа напротив, развиените градови во светот веќе транзитираат во паметни градови, со тоа што се имплементираат технологии кои овозможуваат подобрување на животот на луѓето и зачувување животната средина. На пример, на листата на „Форбс“ за топ десет паметни градови во светот во 2019 година се најдоа Лондон, Њујорк, Амстердам, Париз, Рејкјавик, Токио, Сингапур, Копенхаген, Берлин и Виена. Во однос на бучавата, сите развиени градови имаат точно утврден закон за бучава, каде што мониторингот на бучавата, како и мапирањето на бучава е задолжителен дел, а граѓаните имаат пристап до информациите во секое време, благодарение на можностите што ги отвара платформата на IоТ (Internet of things) или кај нас позната како Интерент на нештата. Оваа платформа овозможува лесна и брза дигитализација и подобрување на квалитетот на живот и веќе има милијарди физички уреди ширум светот кои сега се поврзани на Интернет и сите собираат и споделуваат податоци.

Инаку, на самиот почеток од работата на нашиот проект, ги истражувавме веќе постоечките системи за мониторинг на бучава што се применуваат во светот, па во однос на тоа би ги издвоила Шпанија, Франција и Италија, кои што имаат имплементирано одлични планови и системи за мониторинг на бучавата.

Во Скопје има поставено пробна мрежа сензори за мерење на бучава од Netcetera како дел од проектот skopje.pulse.eco, што е навистина за пофалба.

Каков тип на информации кои се битни за граѓаните може да се добијат преку вашиот проект?

Најважниот дел од целата наша работа е визуелизација на резулататите, за што се служиме со The Things Network, мрежен сервер наменет за инфраструктурата на IoT (Internet of Things) која користи LoRaWAN како основна технологија. Штом податоците ќе бидат испратени на The Things Network тие се складираат, а за нашиот проект ние креиравме дополнителна интеграција со платформата ThingSpeak, што е платформа на Matlab за анализа на податоци, преку која резултатите од бучава претставени на графици, се достапни за секого, преку скенирање на баркодот кој води до каналот на ThingSpeak. Имено, сите сензори ги поставивме на предвидените локации и ги поврзавме на еден канал на The Things Network, како и на ThingSpeak, каде што се прикажуваат податоците.

Во рамките на проектот поставивте четири уреди за мерење на бучавата. Каде се лоцирани и какви се резултатите од мерењето на бучава?

За првичните мерења и анализи, четирите сензори ги поставивме на нашиот факултет, на места каде што сметаме дека има зголемено ниво на бучава во текот на денот. Резултатите од мерењата укажаа дека нивото на бучава драстично се зголемува во едни исти интервали секој работен ден, додека пак за време на викендите се забележува намалување на бучавата во тие интервали. Земајќи ги предвид овие податоци, понатаму може да се работи на определување на изворот на бучава, преку детална анализа на одделните фреквенции и да се дејствува кон превземање мерки за регулирање на нивото на бучава во пропишаните граници.

Какви се вашите планови за иднината на овој уред?

Првичната цел беше да се обезбеди мала мрежа од сензори со кои ќе го следиме и анализираме нивото на бучава, за доколку се појави проблем при функционирањето на сензорите да имаме полесен пристап до истите за да се изврши корекција. Работевме на развој на нискобуџетни сензори, сите изработени од компоненти од различни производители, за да би можеле да ја анализираме точноста на секој од нив и според тоа избравме референтен уред според кој би се изработувале сензорите при понатамошен развој на проектот.

Поради актуелната пандемија не бевме во можност да го претставиме уредот како што планиравме, па како алтернативно решение изработивме видео во кое ја објаснуваме нашата работа и истото е објавено на Фејсбук страната на Машинскиот факултет во Скопје. Неодамна ја финализиравме работата на проектот и сметам дека треба, доколку добиеме поддршка, во следната фаза да се прошири мрежата од сензори на повеќе единици, најмалку 15, кои ќе се постават на локации во градот каде што сметаме дека бучавата ги надминува пропишаните граници.

Сподели!
  •  
  •  

НАЈПОПУЛАРНИ

Сподели!
  •  
  •