Оюунлаг усны тоолуураар бодит цагт холын удирдлага хэрхэн хийх вэ?

Ухаалаг усны тоолуурыг ойлгох: Бодит цагт хяналтын үндэс

Үндсэн технологи: Хяналтын төхөөрөмжүүд, бага энергийн MCUs, ухаалаг усны тоолуурууд дахь хоёр чиглэлтэй харилцаа холбоо

Өнөөгийн оюунлаг усны тоолуурууд нь хамтдаа ажилладаг хэд хэдэн түлхүүр хэсгүүдийг нэгтгэдэг. Усны урсгалыг нарийвчлан хэмждэг дуурайх болон цахилгаан соронзон мэдрэгч, багаж дээрх бүх өгөгдлийг боловсруулах жижиг, цахилгаан хэмнэлттэй микроконтроллер, мөн NB-IoT зэрэг холбооны модуль нь мэдээллийг бодит цагт илгээдэг. Эдгээр орчин үеийн загварууд механик тоолууртай ялгаатай нь дотор нь хөдөлгөөнтэй хэсэг байхгүй гэсэн юм. Энэ нь нийт дунджаар засвар үйлчилгээний зардлыг багасгадаг бөгөөд Олон улсын усны нийгэмлэгийн өнгөрсөн жилийн судалгаагаар ойролцоогоор 40%-иар багасгадаг. Микроконтроллер нь секундын бутархай бүрт хоолойгоор урсаж буй усыг шалгаж, хоолой эсвэл хагарал зэрэг асуудлыг цаг алдалгүй илрүүлдэг. Ямар нэг зүйл доголдох үед өгөгдлийг шахан боловсруулж, ашиглалтын компанид сервер рүү илгээдэг тул инженерүүд усны системд гарсан асуудалд хурдан хариу үзүүлж чаддаг.

Дэлхийн зах зээл: Ус алдаж буйг илрүүлэх, усны хэрэглээг ил тод болгох хэрэгцээ нэмэгдэж байна

Усны хомдолт хурдацтайгаар байдал нь муудаж байгаа тул хотуудад өөрсдийн усны нөөцийн талаарх мэдээллийг илүү сайн хянах арга зам шаардлагатай болсон. 2023 оны саяхан гарсан Дэлхийн банкны өгөгдлийн дагуу, дунджаар дэлхийн хотын усны системд ойролцоогоор усны 30 хувь алга болдог бөгөөд зарим тохиолдолд инженерийн байгууламж элэгдэж хугацаа нь дууссан үед энэ хувь 50 хүртэл хүрч болно. Дунд зэргийн хэмжээний усны компаниудын хувьд ийм алдагдал жилдээ дунджаар долоон зуун дөчин мянган ам.доллартай тэнцүү болдог. Иймээс одоо ихэнх компаниуд хэрэглэгчид ямар хэмжээний ус хэрэглэж байгааг нарийвчлан харуулдаг ухаалаг метр технологийг ашиглаж эхэлсэн. Өнөөдрийн усны газрууд устай холбоотой асуудлыг сараас сар шалгах улмаар сар бүр илрүүлдэг байсан хуучин арга замаас гарч, цоорхойг зөвхөн нэг хоногийн дотор л илрүүлж чадах системийг хүсдэг болсон. Мөн эдгээр шинэ системүүд хэрэглэгчдэд онлайн самбар ашиглан цаг тутамд хэрэглэж буй усныхаа хэмжээг нарийвчлан харах боломжийг олгох бөгөөд хамтдаа усны алдагдлыг багасгахад тусалдаг.

Бодит нөлөө: Сингапурын PUB-ийн орлогод хамаарах бус усны хэмжээг 12%-иар бууруулсан туршлага

Сингапурын Нийтийн Ашиглалтын Зөвлөл нь улс даяар оюунлаг метрүүдийг нэвтрүүлснээс хойш гайхалтай сайжруулалтанд хүрсэн. Тэд 2023 оны жилийн тайлангаар хоёр жилийн турш бэлэн бус усны (NRW) хэмжээг 12%-иар бууруулж, өдөрт дунджаар ойролцоогоор 40 сая галлоны усыг хэмнэсэн. Систем нь ультра авиан сенсорууд болон зэс сүлжээний холболтуудыг ашиглан одоогоор өндөр байшинуудад ус цацрагч байдлыг илүү хурдан олж байна. Энэ технологийн тусламжтайгаар өмнө нь долоо хоног шаардагддаг байсан асуудлыг одоо цаг хугацааны дотор л олж чадаж байна. Ийм асуудлуудыг эрт үедээ илрүүлснээр жил бүр орлогын боломжит алдагдалд 2.8 сая долларыг хэмнэж чадсан. Гэхдээ тэдний хиймэл оюун ухааны систем нь хуурай үеийн үе шатанд хүмүүс хэр их ус шаардах боломжтойг урьдчилан тааварлахад тусалдаг тул үерийн нөхцөл байдлын үед илүү сайн бэлтгэгдэх боломжийг олгодог. Эдгээр инновацичууд нь бусад хотуудад шигтгэлтэй хүн амын нягтарсан газруудад усны нөөцийг үр дүнтэй удирдахын тулд анхаарах ёстой зүйл болож байна.

Бодит цагт өгөгдөл цуглуулах боломжийг бий болгох: AMR-ээс дэвшилтэт AMI систем рүү

Технологийн шилжилт: Ультра авиа болон цахилгаан соронзон тоолууртайгаар AMR-с AMI руу хөгжих

Автомат тоолуур унших (AMR) системээс Дэвшилтэт тоолуур бүрдүүлэх инфраструктурын (AMI) систем рүү шилжих нь усны хяналтын тогтолцоонд томоохон сайжруулалт хийх боломжийг олгоно. Хуучин AMR тогтолцоо нь ихэвчлэн зөвхөн нэг чиглэлд радио дохиогоор ашиглалтын мэдээллийг илгээдэг бол AMI нь ультра авиа болон цахилгаан соронзон хэмжилтийн технологитой хоёр чиглэлд холбогдох сүлжээг бий болгодог. Шинэ хатуу төлөвийн сенсэриуд нь янз бүрийн урсгалын нөхцөлд ойролцоогоор 1% нарийвчлалд хүрч, хөдөлгөөнтэй хэсэггүй тул удаан хугацаанд элэгдэхгүй, ууссан давснуудаас бөглөрдөггүй. Энэ нь усны компаниуд сард нэг удаа унших өгөгдлүүдэд тулгамдаж байсан хэрэгцээгээ арилгаж, тасралтгүйгээр бүхнийг хянах боломжийг олгоно. Ультра авияны тоолуурууд нь ихэвчлэн бага хурдтай урсгалтай үед ажилладаг гэр бүлийн нөхцөлд маш сайн үр дүн үзүүлдэг. Мэргэжлийн зарим томоохон компаниуд шинэ системүүд нь хуучин механик тоолууртай харьцуулахад ойролцоогоор хоёр дахин илүү хугацаа үргэлжлэхийг мэдэгдэж байна.

Өндөр давтамжтай дээжлэлт: Эгц хугацаанд тэмдэглэсэн эрдийн секундын доторх мэдээллийн тайлагналтыг хангах

Орчин үеийн ухаалаг усны тоолуурууд нь хялбархан секундын бутархай бүрт хэрэглээг дээжлэх чадварын тусламжтайгаар хэрэглэсэн усны хэмжээг маш нарийн дэлгэрэнгүй хянах боломжийг олгодог. Эдгээр тоолуурууд бүх сүлжээн даяар 100 миллисекундын дотор цагийн тэмдэглэгээгээ зохицуулбал, тус бүрд нь даралт өөрчлөгдөх үед нэгэн зэрэг олон газраас гарч буй өөрчлөлтийг ашиглан ус алдалтыг илүү сайн илрүүлэх боломжтой. Ийм системийн өгдөг дэлгэрэнгүй мэдээлэл нь шөнө ус хэрэглэхгүй байх үед л гарч байдаг жижиг гаралтай туалетны ус алдалт зэрэг өмнө нь хараагүй байсан асуудлуудыг илчилдэг. WaterRF-ийн саяхны судалгаагаар усны компаниуд 1 секундын тайлангийн систем рүү шилжих замаар ус алдалт илрүүлэхэд зарцуудаж байсан хугацаагаа дөрөвний гурвын хүртэл багасгасан байна. Энэ шилжилт нь юу нэгэн гэнэт гэмтэх хүртэл хүлээхийн оронд асуудлыг том болгохоор өмнөхөн цаг алдан залруулах боломжийг олгодог.

Ирмэгийн оюун ухаан: Cloud серверт илгээх мэдээллийн ачааллыг багасгахын тулд төхөөрөмж дээрх хэвийн бус үзэгдлийг шүүх

Метрүүд дотоодын боловсруулалтын чадвартай үед тэдгээр нь бүх өгөгдлийн ойролцоогоор 95 хувийг шууд эх үүсвэр дээр нь боловсруулж, цаашдын сүлжээнд зогссон усны урсгал шиг маш чухал мэдээллийг л cloud руу илгээдэг. Эдгээр төхөөрөмжийн доторх ухаалаг алгоритмууд дуслага авах зэрэг ердийн үйл ажиллагааг тасарсан хоолой шиг жинхэнэ асуудлаас нь мэдээллийн үлгийн дагуу ялгаж таних чадвартай. Иймэрхүү дотоодын шүүлтүүр нь өгөгдлийн хэмжээг бууруулахад тусалдаг бөгөөд энэ нь NB-IoT-ийн батерей дээр ажилладаг системүүдэд маш чухал учраас сүлжээтэй холбогдоход нийт энерги зарцуулалтын ойролцоогоор 80 хувийг эзэлдэг. Өнгөрсөн жилийн Smart Utility Benchmarking судалгааны мэдээллээр хотууд энэхүү дотоодын шинжилгээний аргачлалыг ашигласнаар cloud дээрх санхүүгийн зардлыг 60 хувиар бууруулсан ч гэсэн 99.7 хувийн нарийвчлалтайгаар бараг бүх явдлыг илрүүлж чадсан.

Холболтыг оновчтой болгох: Ухаалаг усны метрний сүлжээний хувьд NB-IoT болон LTE-M

Сүлжээний харьцуулалт: Хот, хөдөөгийн бүс нутагт хамрах хүрээ, цахилгааны ашиглалт, хоцролт

NB-IoT болон LTE-M холболтын сонголтуудын аль нэгийг сонгох шаардлага улсын компаниудад оюунлаг усны тоолуурын сүлжээг байршуулахад хэцүү шийдвэр болж өгдөг. Хотын орчинд NB-IoT-г илүүд үздэг нь доорхи давхар, шалны доорх тоолууруудад хүрэх чадвартай гүн зуурамтгай дохионы түвшинтэй тулд. Мөн эдгээр төхөөрөмжүүд маш бага цахилгаан хэрэглэдэг тул баттерей нь ихэнх тохиолдолд 10 гаруй жил ажилладаг. Гэсэн хэдий ч хариу үйлдэл нь 1-10 секундийн хооронд хоцордог бөгөөд энэ нь яаралтай урсгалыг илрүүлэхэд хэт удаан байж болзошгүй. Эсрэгээр, LTE-M нь 100 миллисекундад хүртэл хурдан хариу үйлдэл өгдөг тул бодит цагт хяналт тавихад илүү тохиромжтой. Мөн талбайн шалгалт хийх үед эсвэл суурин туршлагаас шилжих үедээ ч гладко ажилладаг ч ойролцоогоор хоёр эсвэл гурван дахин илүү их цахилгаан хэрэглэдэг. Хүн амын нягтрал бага байдаг хөдөөгийн нутаг дэвсгэрт NB-IoT нь 164 дБ-ийн чадалтай дохионы хүрээлэлттэй тул давуу талтай байдаг. Харин LTE-M нь NB-IoT-ийн 250 кбит/с-тэй харьцуулахад ойролцоогоор 1 Мбит/с байх нь илүү их зурвасын өргөнтэй бөгөөд цахилгааны хэрэгцээг нэмэгдүүлсэн ч холын байрлалуудад програм хангамжийн шинэчлэлтийг дамжуулахад илүү тохиромжтой.

Клауд платформууд: Өгөгдлийг үйл ажиллагаанд ашиглагдах усны менежментийн ойлголт болгон хувиргах

Үйл ажиллагааны үр ашиг: Клауд самбарууд хэрхэн түргэн урсгал, урсгалтын үед илүү хурдан хариу үзүүлэх боломжийг олгох вэ

Оюунлаг усны тоолуур нь анхдагч мэдээллээ cloud платформ руу илгээдэг бөгөөд энэ нь бүх мэдээллийг хялбархан уншиж болох самбар болгон хувиргадаг. Үйлчилгээний компаниуд хэр их хэмжээний ус ашиглаж байгааг хянах боломжтой бөгөөд даралтанд гарч буй энгийн бус өөрчлөлтийг бодит цагт нь тогтоож чаддаг. Хэрвээ гэнэт даралт буурах зэрэг юм болсон тохиолдолд, хоолой хагарсан байж магадгүй тул систем шууд имэйл эсвэл текстэнд мэдэгдэл илгээж, хариу арга хэмжээ авах хэрэгтэй ажилтнуудад мэдээлдэг. Талбайн ажилтнууд сул зүйлийг хэдхэн минутын дотор л хоолойн ямар нэгэн цэг дээр олж тогтоодог. Энэ нь хуучин арга буюу цаасан тайлангийн арга хэмжээнээс хамаагүй илүү сайн бөгөөд засварын хугацааг хамаагүй богиносгодог. Самбар нь өнгөрсөн үеийн бичилт болон одоогийн унших үзүүлэлтүүдийг мөн цуглуулдаг тул инженерүүд дахин дахин урсгалт явагдаж буй бүсийг илрүүлж чаддаг. Асуудал гарахыг хүлээхийн оронд, асуудлыг томоорхог болохоос өмнө нь засварлах ажил эхэлдэг. Иймээс ус бага хэмжээгээр алдагддаг, нөөцөд эхлээд хамгийн чухал цэгүүдийг шийдвэрлэхэд чиглэгддэг тул ердийн хэрэглэгчид үйлчилгээний сааталд илүү бага дардаг.

IoT Системийн Гүйдлийг Хамгаалах: Оюунлаг Усны Тоолуурын Системд Мэдээллийг Хамгаалах

Аюулгүй байдлын Онцгой Арга Хэмжээ: TLS 1.3, Төхөөрөмжийн Баталгаажуулалт, OTA Программ Хангамжийн Гарын Үсэг

Одоогийн үед оюунлаг усны тоолуурын сүлжээнд хүчтэй аюулгүй байдлын арга хэмжээ авах нь маш чухал юм. TLS 1.3 нь тоолуурууд болон серверийн системүүдийн хооронд явагдах бүх мэдээллийн шилжилтийг шифрлэх замаар хакеруудын мэдээллийг дунд нь татахийг саатуулдаг тул энэ нь гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Мөн төхөөрөмжийн баталгаажуулалт нь сүлжээнд холбогдох бүрт төхөөрөмж бүрийн бодит байдлыг шалгадаг бөгөөд ингэснээр хуурамч төхөөрөмжүүдийг сүлжээнд нэвтрэхээс сэргийлдэг. Программ хангамжийн шинэчлэлтийн хувьд систем нь зөвхөн итгэлтэй програм хангамжийг алсаас шинэчлэхийн тулд OTA технологийг цифрийн гарын үсгийн хамт ашигладаг. NIST-ийн (IR 8259, 2023) саяхны судалгааны мэдээгээр энэ олон давхаргат арга хэмжээ нь зөвхөн үндсэн шифрлэлтийн аргыг ашигласнаас харьцуулахад боломжит нэвтрэлтийг гуравны хоёроор бууруулдаг.

Хууль эрх зүйн нийцлийн талаар: GDPR, NIST IR 8259 болон салбарын дүрэм журмуудад нийцэх

Олон улсын стандартын дагуу ажиллах нь хүнд хорогдол үүсгэх эрсдэлийг бууруулахад тусалж, мөн үйлчлүүлэгчдийн итгэлийг эзэмшихэд нэмэр болдог. Жишээ нь GDPR нь компаниудад гурав дахь өдөр дотор мэдээллийн нууцлалын зөрчлийг албан ёсоор мэдэгдэх, мөн өгөгдлийг нэр төрөлгүй болгон цуглуулах шаардлагыг тавьдаг. Үүнээс гадна NIST IR 8259 нь IoT төхөөрөмжүүдийн хувьд хамгийн бага аюулгүй байдлын түвшинг тогтоодог бөгөөд үүнд сул талуудын талаар автоматаар шинэчлэлт хийх, шинэ төхөөрөмжүүд эхний өдрөөсөө аюулгүй холбогдох зэрэг шаардлагууд орно. Тусгайлан ус цэвэрлэх төвүүдийн хувьд тоног төхөөрөмжийн бүрхүүлд гэмтээхэд тэсвэртэй байх, системүүдийн хооронд сүлжээний хамгаалалтыг нэмэгдүүлэх зэрэг шинж чанаруудыг ашиглан онцгой эрсдэлийг шийдвэрлэх зөвлөмжүүд байдаг. Мэргэжлийн тайлангуудын мэдээлснээр, эдгээр шиг стандартуудыг баримтладаг компаниуд жил бүр аюулгүй байдлын асуудалд 30-35% хүртэл бууралт үзэж байна.

Ихэнх асуултууд

Оюунлаг усны тоолуурт ямар технологиуд голлон ашигладаг вэ?

Оюунлаг усны тоолуур нь дуурайн болон цахилгаан соронзон датчикууд, бага чадалтай микро контроллерүүд, бодит цагт мэдээлэл харилцах хоёр чиглэлийн модуль зэрэг технологийг ашигладаг.

Дэлхий дахинд оюунлаг усны тоолуурт яагаад эрэлт ихтэй байна вэ?

Усны бага хангамж нэмэгдэж, ус алдаж буй цэгийг илрүүлэх, усны хэрэглээг ил тод болгох шаардлага өсөж байгаа нь эрэлтийг нэмэгдүүлж байна.

Усны тоолуурт AMR ба AMI системүүдийн ямар ялгаа байдаг вэ?

AMR (Автоматаар тоолуур унших) нь мэдээлэл цуглуулах зориулалттай нэг чиглэлийн харилцааг хангасан бол AMI (Дэвшилтэт тоолуурин бүрдүүлэлт) нь хоёр чиглэлийн харилцааг дэмждэг бөгөөд бодит цагт мэдээллийг шинжлэх, тайлан гаргах боломжийг олгодог.

Оюунлаг усны тоолуур мэдээлэл цуглуулахыг хэрхэн сайжруулах вэ?

Тэд секундын хуваарьтай, хугацаа нь синхрончлогдсон мэдээллийг өндөр давтамжтайгаар цуглуулж, усны хэрэглээ, боломжит ус алдалтын талаар нарийвчлан мэдээллийг хангана.

Оюунлаг усны тоолуурын сүлжээнд холболтын ямар боломжууд байна вэ?

Үндсэн сонголтууд бол цахилгаан хүчийг илүү их хэмнэх, хамрах хүрээ өргөн NB-IoT болон бодит цагт хяналт тавихад тохиромжтой илүү хурдан хариу үзүүлэх LTE-M юм.

Системд суурилсан усны боолтуудаас гарч ирсэн мэдээллийг веб платформууд яаж хувиргадаг вэ?

Веб платформууд цэвэр боолтын өгөгдлийг самбарын тусламжтайгаар шийдвэр гаргахад ашиглагдах мэдээллэ болгон хувиргаж, усны компаниуд урсгал, эсвэл будагдлын зэрэг онцгой үзэгдлүүдэд хурдан хариу үзүүлэх боломжийг олгодог.

Оюунлаг усны боолтуудын сүлжээнд ямар аюулгүй байдлын арга хэмжээ авдаг вэ?

Аюулгүй байдлын арга хэмжээний жишээ нь TLS 1.3 кодлох, төхөөрөмжийн баталгаажуулалт, дахин програмчлах үед гарын үсгийг шалгах зэрэг нь мэдээллийг хамгаалах, зөвшөөрөлгүй нэвтрэлтийг саатуулахад чиглэгддэг.