16 октября в Кузбассе успешно завершились испытания прототипа системы экологического мониторинга, которую разработали студенты из Новосибирска. Проект выполнен совместно с Кемеровским филиалом Института вычислительной техники СО РАН (КФ ИВТ СО РАН). Программно-аппаратный комплекс WDAS позволяет дистанционно собирать и передавать на сервер данные заказчика о загрязнении в режиме реального времени при помощи беспроводной связи. Применение первой в мире многофункциональной беспроводной системы мониторинга возможно не только в сфере экологии, но и в строительстве, сельском хозяйстве и энергетике. Разработка выполнена с целью реализации задач Нацпроекта «Экология».

С 1 по 16 октября прототип системы прошел первые полевые испытания на угольных разрезах Кемеровской области. Их результат показал полную работоспособность программно-аппаратного комплекса WDAS: система выводит актуальные показатели концентрации мелких, средних и крупных частиц в воздухе и в режиме реального времени передает информацию в центр мониторинга. Разработчики уже предоставили первые данные исследования пылевого загрязнения при ведении взрывных горных работ (особенно при массовых взрывах).


В отличие от существующих на рынке устройств, новая система ведет сбор данных на сервер автоматически и работает автономно без подключения к электросети. Программно-аппаратный комплекс, разработанный студентами, состоит из базовой станции и устройств сбора данных. Устройства принимают данные с датчиков и передают их базовой станции по беспроводной связи LoRa. Базовая станция формирует пакет с информацией и раз в 1—2 часа отправляет его по связи GPRS на сервер заказчика.


Решение позволяет сократить зависимость от сотовой связи, осуществляя сбор данных по протоколу LoRa, тем самым, по словам авторов разработки, увеличить охват территории исследуемого объекта до 10 км и сократить постоянные финансовые расходы на операторов сотовой связи к минимуму.


«Вишенкой на торте», по словам разработчиков, станет ее многофункциональность: 80% представленных на рынке датчиков можно подключить к автоматическому беспроводному комплексу. Так, например, система способна собрать информацию с датчиков вибрации для определения устойчивости сооружения в строительстве. В сельском хозяйстве датчики уровня кислотности почвы (важный показатель для посадки растений), температуры, влажности и света позволят создать благоприятные условия для выращивания полевых культур. Датчики Холла помогут измерять величину тока в сфере энергетики.


«Перед нами стояла задача реализовать экомониторинг, но наша команда решила выйти за эти границы и сделать систему «сквозной». Мы разработали программно-аппаратный комплекс так, чтобы к нему можно было подключить не только датчик пыли, но и многие другие», — рассказал генеральный директор ООО «Vectortec Развитие», магистрант первого курса факультета бизнеса НГТУ НЭТИ Георгий Зорин. По мнению разработчика, используемая архитектура беспроводной связи и многофункциональность системы позволяет говорить об отсутствии полных аналогов в мире, так как большинство мониторинговых систем сделаны под конкретную сферу использования и имеют односложную беспроводную связь.


В экологии система может не только определять уровень концентрации мелких, средних и крупных частиц в воздухе, но и выводить другие показатели загрязнения сточных вод, почвы, атмосферы, которые встречаются не только на промышленных предприятиях и свалках, но и в городских застройках.


«Ранее сбор информации о загрязнении воздуха производился несколько раз в месяц, в связи с чем данные не были столь актуальными, а способы их передачи не позволяли автоматизировать процесс их анализа в нашем программном обеспечении. И для того, чтобы решить эту проблему, нам необходима система мониторинга, которая позволяла бы собирать информацию о загрязнении в режиме реального времени», — говорит научный сотрудник КФ ИВТ СО РАН, кандидат технических наук Иван Харлампенков.


Преимуществом разработки WDAS станут и экономические выгоды ее использования. Используемые беспроводные технологии и автономность системы позволят сократить человеческие, финансовые затраты и время. Это позволит снизить расходы на мониторинг более чем в 5 раз по сравнению с существующими технологиями.


Зарубежные системы мониторинга используют связь GPRS на каждом датчике, что увеличивает стоимость мониторинга такими системами в 10—50 раз. Система WDAS, разработанная студентами НГТУ НЭТИ, подразумевает расположение базовой станции в зоне покрытия сотовой связи, а датчиков — в любых точках объекта. Это важно для промышленных предприятий, где сотовая связь есть далеко не везде. В разрабатываемой системе такую связь использует только базовая станция.


«Для нас проект был как вызов, нас не столько интересовала финансовая составляющая, сколько техническая реализация такой непростой системы. Мы сделали всё с нуля: разработали платы, разработали корпус, находили и подбирали все необходимые части для работы системы, сами программировали и прошивали», — рассказал Георгий Зорин. Проект разработки системы мониторинга стартовал летом 2019 года. Кемеровские ученые обратились к студентам НГТУ НЭТИ с предложением совместной работы в исследованиях, связанных с негативными изменениями экологической обстановки.

На сегодняшний день в Кузбассе добыча угля открытым способом происходит более чем на 100 угольных разрезах, вокруг которых образуются облака черной пыли. За последние два года в Кузбассе прошло 25 акций против расширения угольных разрезов и увеличения объемов угледобычи. «Люди из-за взрывных работ дышат пылью, возникают проблемы экологии. Действующая система мониторинга не позволяет ответить на вопрос, кто именно виноват в загрязнении атмосферного воздуха, поэтому появился такого рода проект», — рассказал Георгий Зорин.

Следующим этапом совместного проекта Vectortec и Кемеровского филиала Института вычислительной техники СО РАН станет расширение функционала системы, подготовка к сертификации разработки и к внесению ее в государственный реестр средств измерения. Сейчас Георгий Зорин и его команда подали заявку на конкурс «Старт — цифровые технологии». В дальнейшем команда Vectortec хочет вывести разработку в серийное производство и реализовать проекты с другими крупными заказчиками.

Команда разработчиков компании Vectortec состоит из семи инженеров, программистов и математиков. Среди них четыре выпускника факультета радиотехники и электроники НГТУ НЭТИ, один студент факультета бизнеса НГТУ НЭТИ, один выпускник механико-математического факультета НГУ и один программист-самоучка. Команда стартаперов, которая разработала автономную многофункциональную систему мониторинга и «умные ценники», — резиденты сетевого межвузовского бизнес-инкубатора «Гараж».

Напоминаем, что в конце мая «умные ценники», которые разработала команда Vectortec, начали работать в магазине «Фасоль». «Умные ценники» меняют цены на товар автоматически в зависимости от спроса, остатков на складе и других показателей ценообразования без участия дополнительного персонала. Программа позволяет проводить глубинную аналитику, отслеживать поведение потребителей и способна заменить маркетинговые отделы небольших сетей магазинов.

Справка

По данным аналитического центра при Правительстве РФ совокупный объем выбросов в России, загрязняющих атмосферу, в 2018 году составил 32,3 млн. Кемеровская область входит в список областей, где происходит больше всего выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников. В 2018 году количество выбросов в области составило 515,6 кг на человека.

В июле 2019 года было принято распоряжение Правительства РФ, согласно которому утвержденные в нем объекты к 2022 году должны обеспечить передачу информации Роскомнадзору о выбросах загрязняющих веществ в окружающую среду.

Источники

Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли
Новосибирский государственный технический университет (nstu.ru), 22/10/2019
Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли
Пульс кадровой индустрии (hrpuls.ru), 22/10/2019
Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли
Портал машиностроения (mashportal.ru), 22/10/2019
Разработка студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли
Infopro54.ru, 22/10/2019
Новосибирские студенты нашли способ избавить Россию от угольной пыли
Сиб.фм (sib.fm), 22/10/2019
Кузбасс от угольной пыли избавит система экологического мониторинга, созданная студентами из Новосибирска
Поиск (poisknews.ru), 22/10/2019
Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли
Energyland.info, 23/10/2019
Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли
Seldon.News (news.myseldon.com), 23/10/2019
Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли
Новости России (news-life.ru), 23/10/2019

Похожие новости

  • 07/12/2018

    Новосибирские ученые вырастили уникальный нелинейный кристалл

    ​В рамках широкого взгляда на современную медицину научной проблемой является отсутствие диагностики, способной надежно диагностировать большой круг заболеваний на их ранней предсимптомной стадии. Оптические методы (создание широкозонных спектрометров) являются перспективным, активно развивающимся малоинвазивным направлением.
    921
  • 29/05/2019

    На территории клиники Мешалкина появится диагностический центр Ростеха

    ​На территории клиники Мешалкина появится диагностический центр Ростеха. Инициатором строительства выступает АО «Швабе». В рамках реализации нацпроекта «Медицина» холдинг «Швабе» (входит в госкорпорацию «Ростех») намерен реализовать в Советском районе Новосибирска новый медицинский проект — диагностический центр.
    577
  • 12/08/2019

    В Новосибирске разработали автономную систему сбора данных по экомониторингу

    ​Новосибирские разработчики создали автономную систему сбора данных с датчиков экологического мониторинга, которая отличается от применяемых систем тем, что не требует ручного сбора информации с приборов, а также способна отслеживать точное местоположение датчиков и время показаний, кроме того, систему можно применять в энергетике и других отраслях.
    343
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    2926
  • 17/10/2016

    Новосибирские учёные исследуют искусственные наночастицы

    ​Группа специалистов из лаборатории радиоуглеродных методов анализа Новосибирского государственного университета и ряда институтов СО РАН провела исследование с помощью ускорительной масс-спектрометрии, результаты которого убедительно показали — искусственные наночастицы, которых в окружающей атмосфере становится всё больше, очень плохо выводятся из организмов млекопитающих.
    2531
  • 10/01/2019

    Топ-20 разработок сибирских ученых в 2018 году

    На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-20 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2018 года, размещенных на нашем портале.
    1737
  • 19/09/2019

    НГУ и ИЯФ СО РАН представили на форуме «Технопром» инновационную методику лечения рака

    ​​C 18 сентября в рамках VII Международного форума технологического развития «Технопром» Новосибирский государственный университет и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера представят стенд, посвященный совместной работе центра бор-нейрозахватной терапии онкологических заболеваний.
    483
  • 12/07/2017

    Сибирские и немецкие ученые разработали новый метод анализа данных в биоинформатике

    ​​Лаборатория компьютерной транскриптомики и эволюционной биоинформатики ФЕН НГУ совместно с коллегами из Института цитологии и генетики СО РАН и Галле-Виттенбергского университета им.
    1359
  • 06/04/2017

    Новосибирские инженеры создали платформу для корректировки траектории бурения скважин

    Проект программной платформы для комплексного геофизического сопровождения добычи полезных ископаемых Geoleum стал одним из резидентов новосибирского Технопарка (Академпарка) по итогам бизнес- ускорителя "А: СТАРТ".
    1438
  • 19/01/2017

    Самые громкие и важные исследования ученых СО РАН за 2016 год по версии НГС

    Хомяки-математики, яд для лечения сердца, спасение от энцефалита и таяние льдов Гренландии — НГС.НОВОСТИ изучили самые громкие и важные исследования ученых СО РАН за последний год.  Новосибирцы гордятся Академгородком и славой научного центра Сибири, которую город получил благодаря институтам СО РАН и работающим в них ученым.
    2683