Auto König Breitenbrunn

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Wolframite Group: Mineral Information, Data And Localities

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Industriekammer, Ceara Federal Institute of Education, Science and Technology, 2081 Treze de Maio Ave, 60040-215 Fortaleza, Brasilien

Country Lake Villa, Breitenbrunn

Graduate Program in Applied Informatics, Science and Technology Center, University of Fortaleza, 1321 Washington Soares Ave, 60811-905 Fortaleza, Brasilien

Eingegangen: 20. Dezember 2018 / Geändert: 26. Februar 2019 / Genehmigt: 27. Februar 2019 / Veröffentlicht: 7. März 2019

Die Aufrechterhaltung der Wasserverfügbarkeit durch Wassersammlung und anschließende Laboranalyse ist ein wichtiger Faktor bei der Messung der Wasserqualität. Die Hauptschwierigkeit bei der Wassersammlung und -analyse ist die Logistik des Prozesses, da die Sammlung normalerweise von Zubringerbooten in sehr abgelegenen Grundwasserleitern erfolgt, wobei manuelle und manchmal basierte Verfahren an wenigen Proben verwendet werden. In diesem Artikel wurde der Prozess der Entwicklung, des Baus und des Einsatzes eines Airboats zur Messung der Wasserqualität in einem See beschrieben. Das Airboat ist in Form eines kleinen Bootes mit Glasfaserstruktur entwickelt, das im Inneren eine Batterie, einen Raspberry Pi-Minicomputer, einen Wi-Fi-Router zur Verbindung mit einem Laptop, Tablet oder Computer enthält. Mobiltelefone und Sensoren sind mit der Arduino-Plattform verbunden . Flugzeuge wurden in zwei Lagunen in Fortaleza und in einem Stausee in der Stadt Pacatuba bestätigt. Die Ergebnisse werden gesammelt, um die Parameter jeder Lagune zu analysieren. Der Hauptbeitrag dieser Arbeit war die Entwicklung eines automatisierten Systems, das Wasserparameter von mehreren Punkten in der Lagune sammelt.

Wasserknappheit und Wasserqualität sind Themen, die in der Gesellschaft oft diskutiert werden, da sie von der anthropogenen Degradation – unkontrollierter Verschmutzung und Übernutzung weltweit – betroffen sind. Diese Probleme treten jedoch immer wieder auf, denn obwohl 71 % der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind, sind nur 2,5 % Süßwasser, wie an anderer Stelle angegeben [1]. Die Nutzung des Wassers durch den Menschen hängt von seiner Sammlung, Aufbereitung und Verteilung ab. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, nach alternativen Formen der Wassersammlung für den Verbrauch zu suchen, wie zum Beispiel Regenwasser [2]. Aber der Schutz von Lagunen und Wattenmeeren wirft viele Bedenken auf, da er nicht nur die Wasserqualität verringert, sondern auch das Leben im Wasser beeinträchtigt – eine Lebensgrundlage für viele Menschen.

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Die traditionelle Überwachung der Wasserqualität umfasst hauptsächlich zwei Schritte – die manuelle Entnahme von Wasserproben in jedem Intervall und die Laboranalyse [3].

Brasiliens Nationale Wasserbehörde (NWA) betreibt ein grundlegendes Wasserqualitätsnetzwerk mit 1.340 Standorten im ganzen Land, das grundlegende Parameter wie pH-Wert, gelösten Sauerstoff und Temperatur analysiert. Diese Parameter werden automatisch mit Multiparameter-Sonden erfasst, die in Kontakt mit Wasser gebracht werden, wodurch Probenahme, Transport und Analyse im Labor vermieden werden. Darüber hinaus wird die Überwachung der Wasserqualität in Brasilien von verschiedenen staatlichen Umwelt- und Wasserressourcen, Abwasserunternehmen und Unternehmen im Energiesektor durchgeführt [4]. Darüber hinaus gibt es laut dem National Water Quality Assessment Program (NWQP) [4] jedoch kein standardisiertes Verfahren zur Erhebung, Erhebungshäufigkeit und Analyse von Informationen, die sich auf Ergebnisse vergleichen und Erfahrungen austauschen lassen.

Aufgrund der fehlenden Standardisierung der zu sammelnden Punktzahl kann es bei dieser Methode je nach Punktzahl zu erheblichen Abweichungen zwischen den berechneten Ergebnissen und den tatsächlichen Ergebnissen kommen. Um dieses Problem zu überwinden, ist es wichtig, die Planung von Sammelstellen durchzuführen, die die Lagune effektiv repräsentieren können, sowie den richtigen Prozess zu befolgen.

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Variablen, Probenahmearten, Probenahmehäufigkeit und Ort der Sammelstationen müssen gemäß den Zielsetzungen sorgfältig definiert werden [5]. Die Hypothese zur Lösung des Problems des Sammelns von Wasser an mehreren Stellen ist ein unabhängiges, selbstfahrendes kleines Boot, das mit einem Testsensor ausgestattet ist, um an definierten Punkten (Referenzpunkten) Analysen mit höherer Genauigkeit als bei der manuellen Sammlung durchzuführen. Das zuvor erwähnte kleine Boot ist ein autonomer mobiler Roboter. Ein Agent ist in der Lage, ohne menschliches Eingreifen durch die Umgebung zu navigieren, basierend auf seinen Sensoren [6]. Dieser Robotertyp wird benötigt, wenn er selbstständig statische oder dynamische Umgebungen erkunden möchte [7].

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Die vom Boot generierte Analyse fördert die Gesellschaft als Anwendung, um bei der Bewertung und Entscheidungsfindung über die ordnungsgemäße Nutzung und Nutzung von Wasserreserven zu helfen, das Bewusstsein zu schärfen und zu einer nachhaltigen Entwicklungsgemeinschaft beizutragen und Daten für die Forschung zu sammeln. In dieser Arbeit wurde es als Entwicklung, Bau und Einsatz eines Airboats zur Messung der Wasserqualität in einem See beschrieben.

Pandey et al. [8] stellt fest, dass die Bahnplanung und Steuerung eines solchen Roboters in einer unbekannten Umgebung eine große Herausforderung darstellt. Um dieses Problem zu lösen, ist dieses Luftschiff mit einem automatischen Navigationsmodell ausgestattet, das das Trägheitsnavigationssystem (INS) und das Global Positioning System (GPS) verwendet. In diesem Modell liefert die Inertial Motion Unit (IMU) die Trajektorie, während das GPS die Daten aktualisiert, da die IMU nur eine begrenzte Messfrequenz hat. INS- und GPS-Daten werden verarbeitet, um die Entfernungen der Koordinaten, ihre eigenen Positionen und Trajektorien mit ihren fehlerkorrigierten Schätzungen zu bestimmen. Je nach Windeinfluss muss das Boot unterschiedlich navigieren und das Ruder so positioniert werden, dass es seinen Kurs in Echtzeit anpasst. Die obige Roadmap basiert auf einer Geometriekarte, die von den Application Programming Interfaces (APIs – eine Reihe von Programmierstandards, die es ermöglichen, Anwendungen zu erstellen und zu verwenden, indem mehrere Funktionen auf einer Seite auf für den Benutzer transparente Weise verbunden werden) bereitgestellt wird GoogleMaps. Laut Marinho et al. [9] arbeiten mobile Roboter mit topologischen Karten (die Beziehungen zwischen Orten in einer Umgebung darstellen, die normalerweise grafisch dargestellt werden) oder geometrischen Karten (die Beziehungen zwischen Orten in einer Umgebung darstellen). gesamten Navigationsraum in einem Koordinatensystem).

Nachdem die Wegpunkte in der Überwachungssoftware konfiguriert wurden, muss das Boot eine Anleitung erhalten und die Wasserqualität anhand von Proben, die an verschiedenen Stellen entlang des Wassers entnommen wurden, selbst analysieren

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