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Derzeit ist das Wassermanagement an vielen Orten und sogar in vielen Städten der Welt ein ernstes Problem. So viele Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Wasser für ihren Bedarf. Studien zeigen, dass die Hauptursachen für diese Probleme sowohl der Klimawandel als auch eine schnell wachsende Bevölkerung sind.
Es gibt jedoch noch andere Gründe für Wasserprobleme, und diese hängen mit ineffektiver Infrastruktur, Wasserverschmutzung und schlecht eingerichteten Wassermanagementsystemen zusammen. Abgesehen davon besteht auch die Notwendigkeit, die Verschwendung wasserintensiver Industrien zu reduzieren, die Wasserqualität ordnungsgemäß zu überwachen und Haushalte müssen intelligente Zähler für ein verbessertes Wassermanagement einsetzen.
Es gibt Möglichkeiten, all diese Probleme anzugehen, und eine IoT-basierte Wassermanagementlösung ist die praktikabelste. „Ob Verbraucher, Regierungsstruktur oder Agrarunternehmen – jeder Einzelne und jede Branche kann gleichermaßen davon profitieren.“ (Kostiantyn Oliynyk, 2023).
Es bedarf einer innovativen Lösung, eines Systems, das die Versorgung mit fließendem Wasser ermöglicht. Diese Lösung muss das bieten können, was das traditionelle Wassermanagementsystem nicht bieten konnte.
Sie muss außerdem alle Herausforderungen des Wassermanagementsystems effektiv und nachhaltig bewältigen können.
Was ist IoT-basiertes Wassermanagement?
IoT-basiertes Wassermanagement wird auch als Smart-Management-Lösung bezeichnet.
Smartes Wassermanagement umfasst Prozesse zur Planung, Entwicklung, Verteilung und Regulierung der Nutzung von Wasserressourcen.
Dies erfordert den Einsatz unterschiedlicher, aber relevanter IoT-Technologien, um Transparenz zu fördern und die Wasserressourcen sinnvoller und nachhaltiger zu nutzen.
IoT-basiertes Wassermanagement ist in verschiedenen Branchen/Sektoren anwendbar, darunter Landwirtschaft, Industrie, Dienstleistungen und (Smart-)Cities. Mit dieser Technologie können Verwaltung und Funktionen einfach gestaltet werden.
Zu diesen Funktionen und Verwaltungen gehören die automatische Verfolgung von Druckschwankungen entlang von Rohren und die effiziente Überwachung des Wasserverbrauchs in Haushalten.
Weitere Dinge, die IoT-fähige Wassermanagementunternehmen mit der Technologie problemlos erreichen können, sind: Überwachung des Wasserstands, Bewertung der Trinkwasserqualität und automatische Erkennung von Chemikalienlecks in Flüssen rund um Einrichtungen.
Laut WebbyLab verwenden IoT-basierte Wassermanagementsysteme „Sensoren, Controller, Messgeräte und andere Geräte, die mit Mobilgeräten, Web-Apps und Datenverarbeitungs- und -analysetools verbunden sind.“ Tatsächlich sind dies die Technologien, die eine starke Plattform für die effiziente Versorgung und Verwaltung von Wasser bilden.
Die Technologien spielen, wie WebbyLab behauptet, auch eine entscheidende Rolle bei der „Überprüfung der Süßwasserqualität, der Erkennung von Verschmutzungen und vielem mehr“. Intelligente Managementsysteme helfen bei der Bewertung der Wasserqualität in Aquarien, um Verbesserungen zu erzielen.
Wie funktioniert ein IoT-fähiges Wassermanagementsystem?
IoT-gestütztes Wassermanagement funktioniert mithilfe von IoT-Geräten und intelligenten Sensoren, die in Wasserleitungen und Pumpen eingebettet sind. Ziel ist es, Daten zu Wassertemperatur, Wasserstand und Wassergeschwindigkeit zu sammeln.
Die gesammelten Daten werden auf einen Cloud-basierten Server übertragen, wo sie online einer erweiterten Analyse unterzogen werden. Aus den Ergebnissen der Analysen ergeben sich Erkenntnisse, die, wenn sie umgesetzt oder umgesetzt werden, dazu beitragen, dass die Geräte proaktiv gewartet werden. Die Erkenntnisse spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung einer effektiven Verwaltung der Wasserressourcen.
Vorteile einer IoT-basierten Wassermanagementlösung
IoT-basierte Wassermanagementlösung reduziert die Verschwendung in wasserintensiven Industrien:
Wasser wird in der Fertigung, der Stromerzeugung und der Landwirtschaft in großem Umfang verwendet. Landwirte verbrauchen mehr als die Hälfte des Wassers auf der Welt. Darüber hinaus verschwenden dieselben Landwirte mehr als die Hälfte des von ihnen verbrauchten Wassers.
Diese Verschwendung hat erhebliche Auswirkungen auf den Anteil der weltweiten Nahrungsmittelversorgung und -produktion.
Während Landwirte mit unvorhersehbareren Wettermustern konfrontiert sind, die zu heißeren und trockeneren Wachstumsperioden führen, haben sie auch Schwierigkeiten, den Ernteertrag zu maximieren, die Bodengesundheit zu erhalten und Wasser zu sparen.
Sie lösen diese Probleme jedoch durch die Implementierung intelligenter IoT-Bewässerungs- und Pflanzenwassermanagementsysteme. Die Innovation bietet ihnen den Luxus einer Wassermessung in Echtzeit, die sehr hilfreich bei der Minimierung von Verschwendung ist.
Durch den Einsatz von KI und maschinellem Lernen in der Landwirtschaft können Landwirte Maschinen trainieren, Behandlungsprozesse anhand von Daten zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wasserdurchfluss zu verfolgen. Alle diese Daten werden von IoT-basierten Wassermanagementlösungen erfasst.
Die IoT-basierte Wassermanagementlösung ist wichtig für die Bewertung der Auswirkungen von Behandlungsplänen. IoT-basierte Wassermanagementlösungen liefern nützliche Erkenntnisse über die Menge an Wasser und Düngemitteln, die ein Ackerland benötigt. Dies ist durch die Analyse relevanter Daten von IoT-Sensoren sehr gut möglich.
IoT-basierte Wassermanagementlösung zur Überwachung der Wasserqualität zur Bekämpfung von Verschmutzung und Krankheiten
Flüsse, Grundwasserspiegel und andere Wasserversorgungsquellen können durch die Fertigung und andere menschliche Aktivitäten verunreinigt werden.
Mit herkömmlichen Systemen, die manuelle Methoden verwenden, ist es sehr schwierig, eine solche Verschmutzung zu verhindern. IoT-basierte Wassermanagementlösungen können jedoch dazu beitragen, dies zu verhindern, indem sie intelligente Sensoren zur Echtzeitüberwachung verwenden.
Um dies zu erreichen, können IoT-Geräte eine Verbindung mit Software für künstliche Intelligenz (KI) herstellen, um gängige Parameter zur Überwachung der Wasserqualität aufzuzeichnen, wie z. B. pH-Wert, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) – einschließlich Sauerstoff –, Redoxpotential (ORP) oder Temperatur verschiedener Wasserarten.
Maschinenlernalgorithmen trainieren IoT-Systeme, die Wasserqualität vorherzusagen und die Wirksamkeit eines Desinfektionsmittels zu verfolgen. Außerdem können IoT-Systeme trainiert werden, den Wasseraufbereitungsplan automatisch zu ändern.
IoT-basierte Wassermanagementlösung zur Verbesserung der Effizienz von Wassersystemen.
Dank intelligenter Wassersysteme kann Wasser gesammelt, behandelt, verteilt und recycelt werden. Diese Systeme, die häufig unterirdisch installiert sind, können platzen, auslaufen oder einfrieren. Heutzutage werden diese Systeme in Infrastrukturen umfassend eingesetzt.
Das Internet der Dinge (IoT) kann bei Wartungsprognosen helfen und Brüchen, Leckagen und Geräteausfällen vorbeugen, indem Druck, Durchfluss, Feuchtigkeit, Temperatur, Zeitunterschied zwischen Punkten und andere Eigenschaften innerhalb der Systeme sofort überwacht werden.
IoT-basierte Wassermanagementlösung zur Sensibilisierung für den Wasserverbrauch im Haushalt
Die Menschen verschwenden viel Wasser in ihren Häusern, Büros und an anderen Orten. Dabei können wir viel gewinnen, wenn sie sich bewusst darum bemühen, diese Verschwendung zu reduzieren. Aber hey, diese Menschen sind sich der potenziellen Vorteile einer Änderung ihres Verhaltens nicht bewusst.
Was können wir tun?
Wir können dies durch den Einsatz von IoT-basierten Wassermanagementlösungen mit intelligenten Zählern ändern. Intelligente Zähler werden heute von Stromversorgern häufig eingesetzt, um den Wasserverbrauch bequem und aus der Ferne zu überwachen und abzurechnen.
Darüber hinaus können Endnutzer problemlos auf die Informationen zugreifen, was ein erheblicher Anreiz ist.
Mit intelligenten Zählern können einzelne Kunden jetzt Geld sparen, indem sie ihre monatlichen Wasserrechnungen senken und ihre Wasserversorgung regelmäßig schützen.
IoT kann das Bewusstsein der Benutzer schärfen, indem es ihnen die Vorteile der Verwendung intelligenter Zähler erklärt und ihnen zeigt, wie sie ihre Wasserrechnungen senken können, wenn sie die besten Praktiken zur Wasserverschwendung einhalten.
Bereitstellung von fließendem Wasser durch innovative Lösungen auf der ganzen Welt
Wassermanagement erfordert mehr als nur eine effektive Wasserversorgung. Manchmal ist es das Ziel, alle zu erreichen.
In vielen Entwicklungsländern haben viele Menschen keinen bequemen Zugang zu fließendem Wasser. Zudem sind die Infrastrukturen der Wasserversorgungsunternehmen durch unzureichende Finanzierung, einen Mangel an öffentlichen Wasserquellen und eine inkonsistente Leistungserbringung beeinträchtigt.
An vielen Orten der Welt ist die Wasserversorgung für Menschen mit unregelmäßigem oder geringem Einkommen ein täglicher Kampf.
All dies kann sich mit IoT-basierten Wassermanagementlösungen ändern. Wenn mehr Menschen diese Technologie in ihren Häusern installiert haben und problemlos bezahlen können, werden sie versuchen, Abfall zu vermeiden, indem sie nur die Menge Wasser verbrauchen, die sie benötigen.
Mit intelligenten Zählern können sie ihre Wasserspender auch fernsteuern, sodass sie sie problemlos ausschalten können, wenn sie nicht zu Hause sind.
Mit dieser Technologie werden die Verbraucher nicht mehr das Gefühl haben, zu viel für Wasser zu bezahlen, da sie nur für das bezahlen, was sie verbrauchen.
Merkmale eines IoT-basierten Smart Meters für das Wassermanagement
End-to-End-IoT-Lösung
Eine der Eigenschaften von IoT-Wasserzählerlösungen ist, dass sie End-to-End sind. Sie bestehen auch aus Hardware, Software und Konnektivität. Sie helfen Ihnen, das zu bekommen, was Sie wollen, da sie Energie sparen und Abfall reduzieren. Sie bieten auch Daten in Echtzeit, damit Sie fundierte Entscheidungen treffen können.
All-Inclusive-Kosten
Die IoT-basierte Wassermanagementlösung – der Smart Meter – ist ein Softwareprodukt, das mehr bietet. Es bietet die Vorteile von Smart Metern in Smart-Metering-Infrastrukturen.
Die Kosten hierfür sind all-inclusive, da sie Software, einen Wasserzähler, intelligente Ventile, eine Smartphone-App, Abrechnungsdienste und die Installation umfassen.
Benutzerfreundliches Dashboard
Das Zähler-Dashboard der IoT-basierten Wassermanagementlösung ist benutzerfreundlich und einfach zu bedienen. Das bedeutet, dass die Benutzer problemlos auf verschiedene Funktionen des Zählers zugreifen können, um ihre Bedürfnisse und Anpassungen zu erfüllen.
Sie sind auch über mobile Apps und Websites zugänglich. Kunden können die Anzeige-Dashboards sogar entsprechend ihren Projekten personalisieren.
Großflächige Abdeckung
Die IoT-basierte Wassermanagementlösung – Implementierung intelligenter Zähler – ist nicht nur für den Einsatz in kleinen Wohngebieten konzipiert, sondern kann auch in größeren Gebieten und sogar in einer ganzen Stadt eingesetzt werden. Außerdem ermöglichen IoT-Zähler mehrere Gateways für Installationen in größeren Gebieten, falls eine solche Abdeckung erforderlich ist.
Erweiterte Datenanalyse
Mit IoT-basierten Wassermanagementlösungen und intelligenten Messsystemen haben Kunden und Verbraucher Zugriff auf erweiterte Analysefunktionen.
Die Funktion ermöglicht die Identifizierung verschiedener Muster des Wasserverbrauchs und sammelt auch Daten zum Verbrauchsverlauf mit Vergleichen.
IoT-fähige Zähler ermöglichen es Ihnen, die Erkenntnisse aus den Daten zu nutzen, um zukünftige Vorhersagen zum Wasserbedarf zu treffen. Die Erkenntnisse ermöglichen auch die Optimierung von Wasserbedarf und -versorgung.
Zuverlässigkeit
IoT-basierte Wasserzählermanagementlösungen nutzen Cloud-basierte Dienste für mehr Effizienz. Dort werden auch alle Daten gespeichert und analysiert, um Erkenntnisse zu gewinnen. Im Falle einer Katastrophe oder eines Ausfalls gibt es also ein Backup, das jederzeit den Zugriff auf die Nutzungsinformationen ermöglicht.
IoT-basierte Wassermanagementlösung für Qualitätswasser
Es ist sehr wichtig, dass wir der Qualität des Wassers, das in unsere Häuser gelangt, große Aufmerksamkeit schenken. Denn neben der Möglichkeit schädlicher Chemikalien in Flüssen, Seen und Stauseen verschlechtern Urbanisierung und globales Bevölkerungswachstum die Wasserqualität.
Wir brauchen eine effiziente Überwachung, um sicherzustellen, dass unser Wasser sehr sauber und sicher ist. Oder zumindest, dass es gut genug ist, um den von uns gewünschten Zweck zu erfüllen. Bei einer solchen Überwachung kann IoT-gestütztes Wassermanagement hilfreich sein.
Die Technologie bietet verbesserte und fortschrittliche Möglichkeiten zur Überwachung der Wasserversorgung und zur Analyse relevanter Daten. Sie kann sicherstellen, dass die Wasserverteilung und die Wasserqualität in unserer sich ständig verändernden Welt den regulatorischen Kriterien entsprechen.
Warum IoT-gestütztes Wassermanagement ein hervorragendes Instrument zur Gewährleistung höchster Qualität ist
Sehen wir uns an, wie die Wasserüberwachung zur Sicherstellung einer Versorgung in Topqualität ohne den Einsatz intelligenter IoT-Lösungen für das Wassermanagement aussieht.
Ohne IoT im Wassermanagement läuft der Prozess manuell ab. Das bedeutet, dass alle Daten und Datenanalysen ebenfalls manuell durchgeführt werden. Das Problem dabei ist jedoch, dass manuelle Prozesse wie diese sehr teuer und zeitaufwändig sind.
Außerdem erfordert der Prozess große und unterschiedliche Geräte. Und zu allem Überfluss müssen Sie Unsummen hinblättern, um Ihre Belegschaft zu bezahlen.
Aber mit IoT-fähigen IoT-Lösungen für das intelligente Wassermanagement verfügen Sie über Tools wie intelligente IoT-Sensoren, die verschiedene Parameter zur Datenerfassung effizient messen. Das IoT-Gerät erfasst Daten wie Temperatur, Druck, Trübung und Pipeline-Zustand.
Die Sensoren können auch Daten und Erkenntnisse aus globalen Proben abrufen, um die Qualitätskontrolle der Wasserreserven auch an abgelegenen Standorten durchzuführen.
Die Rolle des IoT im landwirtschaftlichen Wassermanagement
Laut Veerpal Kaur und Ramandeep Kaur werden in traditionellen Bewässerungssystemen bis zu „50 % des Wassers verschwendet“. Dies ist in den meisten Fällen auf „Überwässerung aufgrund von Ineffizienzen in den traditionellen Bewässerungsmethoden und -systemen“ zurückzuführen.
Dies ist ein ernstes landwirtschaftliches Problem, und um es zu lösen, „hilft ein intelligentes Bewässerungssystem mit IoT-Unterstützung den Landwirten, Wasserverschwendung zu vermeiden“. Die Technologie bietet auch Methoden zur Verbesserung der „Qualität der Ernten durch Bewässerung zum richtigen Zeitpunkt“.
Abgesehen davon, dass die Weltbevölkerung in den letzten Jahren dramatisch zugenommen hat, gibt es auch andere neue Entwicklungen.
Beispielsweise ist die globale Ernteproduktion aufgrund veränderter Lebensmittelkonsummuster gestiegen.
Diese Musteränderung erfordert eine intelligentere Nutzung von Wasser als knappe oder im Überfluss vorhandene Ressource, die sich bereits negativ auf die Erträge auswirkt. Schlechte Wassermanagementsysteme im Agrarsektor sind für einen großen Prozentsatz der geringen landwirtschaftlichen Erträge weltweit verantwortlich.
Die Einführung und Implementierung des IoT in der landwirtschaftlichen Wasserwirtschaft spielt eine wichtige Rolle dabei, die Wasserwirtschaft intelligenter und effizienter zu gestalten. IoT-gestützte Wasserwirtschaftslösungen verbessern landwirtschaftliche Praktiken mehr denn je.
Wie funktioniert IoT im landwirtschaftlichen Wassermanagement?
IoT zur Überwachung von Wassertanks
Diese Innovation funktioniert, wenn Sie
- den Sensor in den Wassertank einführen. Die Sensoren werden verwendet, um den Wasserstand zu prüfen (Daten zu sammeln).
- Alle Daten werden über eine mobile Online-Anwendung mit guter Internetverbindung in die Cloud übertragen.
- Die Daten zum Wasserstand (falls vorhanden) werden analysiert und dem Benutzer oder Landwirt über die mobile App zur Verfügung gestellt.
- Landwirte können den Wasserstand mit ihrem Smartphone prüfen.
- Der Motor schaltet sich automatisch ein, wenn der Wasserstand niedrig ist, und schaltet sich automatisch aus, wenn der Wasserstand hoch ist.
Beachten Sie, dass diese Technik so eingestellt werden kann, dass sie entweder automatisch oder mit Eingabe des Landwirts funktioniert.
Wie funktioniert IoT-basiertes Bewässerungsmanagement
Intelligente IoT-basierte Bewässerungsmanagementsysteme verwenden sowohl Temperatursensoren als auch Bodensensoren.
Sie werden auf dem Feld platziert und ihre Aufgabe besteht darin, automatisch Daten zu sammeln und an den Landwirt zu senden. Dies geschieht über ein Informationsgatewaysystem.
Wetterbasierte intelligente Bewässerungssteuerungen verwenden die lokalen Wetterdaten, um Bewässerungspläne zu überwachen und zu ändern.
Wenn Sie also das IoT in einem landwirtschaftlichen Wassermanagementsystem verwenden, können Sie problemlos ein intelligentes Bewässerungssystem implementieren. Dies wird Ihnen helfen, Ihre Anbauflächen zu verbessern und Ihnen die Kontrolle zu geben, die Sie brauchen, um Wasserverschwendung zu vermeiden.
Außerdem verfügt die Technologie über Sensoren, die Ihnen helfen, verschiedene Parameter zu verfolgen, darunter Bodenfeuchtigkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit.
Damit können Sie die Wassermenge bestimmen, die Ihre Pflanzen benötigen. In den IoT-fähigen Sprinkler-Bewässerungssystemen können Sie die Sensoren mit dem Feld und den Sprinklern verbinden. Sie funktionieren, indem sie den Landwirten auch ständige Updates auf ihre Smartphones senden.
Wenn Sie Ihre IoT-Wassermanagementlösung mit KI-Technologie integrieren, können Sie sogar noch mehr tun. So können Sie beispielsweise landwirtschaftliche Aktivitäten sorgfältig und im Voraus planen.
IoT-basiertes Wassermanagement für Nutzpflanzen ermöglicht es Landwirten, die gleiche Menge Nutzpflanzen mit weniger Wasser anzubauen. Sie können außerdem weniger Dünger verwenden, weniger Energie zum Pumpen von Wasser verbrauchen und Geld und Arbeitszeit sparen.
FAQs zu IoT-basierten Wassermanagementlösungen
Welche Herausforderungen sind mit der Implementierung einer IoT-basierten Wassermanagementlösung verbunden?
Einige der Herausforderungen bei der Implementierung einer IoT-basierten Wassermanagementlösung sind:
- Kosten, Komplexität, Sicherheit, Datenmanagement
- Kosten: IoT-basierte Wassermanagementlösungen können teuer sein, insbesondere bei größeren Systemen.
- Komplexität: Das Entwerfen und Implementieren von IoT-basierten Wassermanagementlösungen kann eine komplexe Aufgabe sein.
- Sicherheit: Diese Lösungen sind anfällig für Cyberangriffe, was die Implementierung robuster Sicherheitsmaßnahmen erforderlich macht.
- Datenmanagement: IoT-basierte Wassermanagementlösungen generieren riesige Datenmengen, was das Datenmanagement und die Datenanalyse zu einer Herausforderung macht.
Was sind die wichtigsten Trends im IoT-basierten Wassermanagement?
- Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen: Nutzung von KI und ML zur Analyse von Wasserdaten und Bereitstellung von Erkenntnissen und Empfehlungen.
- Kostengünstige und energieeffiziente Sensoren: Entwicklung erschwinglicher und energieeffizienter IoT-Sensoren.
- Cloudbasierte IoT-Plattformen: Eine zunehmende Einführung cloudbasierter IoT-Plattformen.
- Integration mit Smart Cities: Zunehmende Integration von IoT-basierten Wassermanagementlösungen mit anderen Smart-City-Anwendungen.
Was sind einige der zukünftigen Anwendungen von IoT-basiertem Wassermanagement?
- Echtzeitüberwachung und -steuerung: Überwachung und Steuerung von Wasserverteilungssystemen in Echtzeit.
- Vorausschauende Wartung: Vorausschauende Wartung der Wasserinfrastruktur zur Vermeidung von Ausfällen.
- Intelligente Bewässerungssysteme: Effiziente und automatisierte Bewässerungssysteme.
- Personalisierte Empfehlungen zur Wassereinsparung: Bereitstellung personalisierter Empfehlungen zur Wassereinsparung.
- Überwachung der Wasserqualität: Verwaltung der Wasserqualität im großen Maßstab.
Wie kann ich mehr über IoT-basierte Wassermanagementlösungen erfahren?
Um mehr über IoT-basierte Wassermanagementlösungen zu erfahren, erkunden Sie diese Ressourcen:
- Branchenpublikationen und Websites
- Whitepaper und Webinare
- Fallstudien
- Messen und Konferenzen
Was sind einige Beispiele für IoT-basierte Wassermanagementlösungen?
- Intelligente Wasserzähler
- Leckerkennungssysteme
- Systeme zur Überwachung der Wasserqualität
- Automatisierungssysteme zur Bewässerung
- Optimierungssysteme für Kläranlagen
Wie viel kostet eine IoT-basierte Wassermanagementlösung?
Die Kosten IoT-basierter Wassermanagementlösungen hängen von ihrer Größe und Komplexität ab, der Nutzen überwiegt jedoch oft die Kosten.