Luotettava IoT-ratkaisu ympäristömittauksiin

LoRE-projektissa parannetaan patoturvallisuutta valjastamalla valvontaan uutta radioteknologiaa ja IoT-ratkaisuja. Konseptia voidaan tulevaisuudessa hyödyntää myös prosessi- ja kaivosteollisuudessa.

^{TEKSTI | TUOMAS I. LEHTONEN KUVA | JUHA HARJU}

Kokkolan yliopistokeskus Chydenius kehittää kolmevuotisessa Long Range Environmental Monitoring Network -hankkeessa (LoRE) digitaalista monitorointiratkaisua laajan alueen monitorointiin. 

EAKR-rahoitteisessa hankkeessa uutta teknologiaa pilotoidaan Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksen valvomilla patoalueilla. Projektipäällikkö Ilkka Kivelän mukaan teknologiaa voidaan hyödyntää tulevaisuudessa laajasti, esimerkiksi prosessi- ja kaivosteollisuudessa. 

– Tutkimme uusien langattomien teknologioiden käyttöä ympäristömittauksissa. Luomme digitalisoinnin avulla konseptin laajojen ja hankalasti tavoitettavien alueiden monitorointiin. Jatkuvatoimiset mittaukset voidaan toteuttaa vaikeissakin olosuhteissa tehokkaasti, ympäristöystävällisesti ja luotettavasti.

Datan laadukkuus tärkeää

LoRE-hankkeen pilotissa Keski-Pohjanmaalla Vetelissä Patanan tekojärvellä ja Halsualla Venetjoen tekojärvellä sijaitsevien patovallien suotoveden pinnankorkeuksien ja läpivirtaamien manuaaliset mittaukset on korvattu langattomilla ja automaattisilla mittausjärjestelmillä. 

Projektissa yhdistetään kahta radioteknologiaa, LoRaWANia ja zigbeetä, ja saavutetaan näin säästöä tietoliikennekustannuksissa. Mittaustiedot välittyvät reaaliaikaisesti patorakenteiden kuntoa ja turvallisuutta valvovalle ELY-keskukselle, joka voi reagoida mahdollisiin ongelmatilanteisiin välittömästi.

– Olemme kehittäneet itse vähän virtaa tarvitsevat, paristokäyttöiset IoT-laitteet, jotka on liitetty patovallin suotovesiputkiin asennettuihin antureihin. Radiot välittävät antureiden datan Digitan ylläpitämään LoRaWAN -verkkoon ja edelleen internetiin. Mittausasetusten tekeminen ja kerättävän datan analysointi sekä vertailu onnistuvat CinetNode-alustamme avulla. Teknologialla voidaan monitoroida jopa kymmenien neliökilometrien alueita.

Etelä-Pohjanmaan ELY-keskuksen johtava vesitalousasiantuntija Tomi Mäki kertoo langattomien mittausten parantaneen patojen valvontamahdollisuuksia. Aiemmin mittaukset toteutettiin manuaalisesti kahden viikon välein, nyt kerran vuorokaudessa.

– Meille patoturvallisuuden parantaminen oli tärkein syy lähteä mukaan hankkeeseen. Saamme myös tärkeää tietoa anturiteknologian kehittymisestä. Laadukas ja aiempaa useammin saatava data on meille merkittävä etu. 

Mäki lisää, että laki edellyttää tarkastamaan padon kunnon silmämääräisesti, joten padolla käydään edelleen parin viikon välein. 

– Työskentely kohteessa on nopeutunut, koska emme enää joudu tekemään 100:aa manuaalista mittausta. Uskon, että teknologiaa voisi tulevaisuudessa hyödyntää myös ELYn tekemissä järvien vesipintojen mittauksissa ja suotovesikaivojen salaojien virtaamien mittaamisessa.

Hankkeen päättyessä vuonna 2021 uusi konsepti on yleistettävissä hyödynnettäväksi laajemmin niin Suomessa kuin globaalistikin.

Tutkimustietoa koulutuksiin

Chydeniuksen IT-yksikölle on kertynyt osaamista langattomista järjestelmistä ja IoT-teknologiaan perustuvista mittaus- ja monitorointiratkaisuista sekä LoRE-hankkeesta että useista aiemmista tutkimusprojekteista. Tätä osaamista sovelletaan yksikön tutkimus- ja kehitystoiminnassa yhteiskunnan eri osa-alueilla, esimerkiksi ympäristöalalla, terveydenhuollossa, vesihuollossa ja teollisuudessa.

Yksikkö järjestää myös aikuisopiskelijoille suunnattua, sensoriverkkoihin painottuvaa tietotekniikan maisterikoulutusta. Koulutuksessa keskitytään langattomuutta ja älykästä anturointia yhdistävien palvelukokonaisuuksien suunnitteluun. 

– Etäopiskeluna toteutettava koulutus on suunniteltu suoritettavaksi työn ohessa. Tuemme opiskelua tiiviin opinto-ohjauksen ja uusien menetelmien avulla. Hanketoimintaa toteutetaan tiiviissä yhteistyössä koulutustoiminnan kanssa. Useat hankkeissa tutkimusta tekevät henkilöt toimivat myös opetustehtävissä. Näin hankkeiden tutkimustietoa ja pilotoinneista kertyvää osaamista voidaan hyödyntää heti myös koulutuksessa, Kivelä sanoo.