[PPT] - Monitoring the Water Quality of Industrial Discharges using PowerPoint Presentation

SLIDE 1

Monitoring ¡the ¡Water ¡Quality ¡of ¡ Industrial ¡Discharges ¡using ¡WSN ¡

Vincent ¡Taylor ¡ University ¡of ¡the ¡West ¡Indies ¡(Mona), ¡Jamaica. ¡

SLIDE 2

In ¡the ¡beginning… ¡

Did ¡a ¡final ¡year ¡project ¡on ¡data ¡transmission ¡

using ¡SMS ¡

Project ¡was ¡called ¡the ¡‘Remote ¡Weather ¡Pod’ ¡
System ¡was ¡capable ¡of ¡supporMng ¡any ¡analog ¡

sensor ¡

Project ¡got ¡featured ¡in ¡the ¡local ¡newspaper ¡

SLIDE 3

Architecture ¡of ¡‘Remote ¡Weather ¡Pod’ ¡

Weather Pod GSM Modem Antenna Antenna GSM Modem Server at Base Station Firewall User

SLIDE 4

Environmental ¡Issues… ¡

There ¡are ¡semi-‑frequent ¡incidences ¡
f ¡fish ¡kills ¡at ¡the ¡Black ¡River ¡in ¡St. ¡

Elizabeth, ¡Jamaica ¡

Residents ¡claim ¡that ¡the ¡effluent ¡

from ¡a ¡factory ¡is ¡the ¡cause ¡

‘Dunder’ ¡is ¡usually ¡blamed ¡
Hard ¡to ¡establish ¡blame ¡since ¡water ¡

samples ¡are ¡not ¡taken ¡at ¡the ¡same ¡ Mme ¡that ¡the ¡fish ¡die ¡

SLIDE 5

Sponsoring ¡Company ¡

J. ¡Wray ¡and ¡Nephew ¡Limited ¡saw ¡

my ¡project ¡in ¡the ¡newspaper ¡and ¡ sought ¡help ¡from ¡the ¡UWI, ¡Mona ¡ to ¡idenMfy ¡the ¡source ¡of ¡the ¡ problem ¡

They ¡are ¡the ¡operators ¡of ¡the ¡

Appleton ¡Estate ¡rum ¡disMllery ¡ which ¡is ¡usually ¡blamed ¡for ¡the ¡ fish ¡kills ¡

SLIDE 6

Aims ¡of ¡the ¡Project ¡

To ¡monitor, ¡in ¡real ¡Mme, ¡all ¡water ¡and ¡effluent ¡

leaving ¡the ¡Appleton ¡Estate ¡farm ¡and ¡disMllery ¡

Monitor ¡the ¡pH, ¡dissolved ¡oxygen ¡

concentraMon, ¡conducMvity, ¡and ¡temperature ¡

f ¡the ¡effluent ¡
Store ¡all ¡data ¡on ¡a ¡remote ¡server ¡and ¡trigger ¡

email ¡and ¡SMS ¡alerts ¡in ¡case ¡any ¡parameter ¡is ¡

utside ¡of ¡threshold ¡

SLIDE 7

Architecture ¡of ¡System ¡

Cloud Internet Server Remote ¡ Field ¡Units Web ¡ Users

SLIDE 8

Data ¡CollecMon ¡Rate ¡and ¡Cost ¡

Data ¡is ¡sampled ¡and ¡transmiZed ¡every ¡minute ¡
We ¡can ¡sample ¡and ¡transmit ¡as ¡fast ¡as ¡once ¡

every ¡5 ¡seconds ¡if ¡necessary ¡

We ¡can ¡send ¡data ¡every ¡minute ¡for ¡a ¡week ¡for ¡

less ¡than ¡1€ ¡using ¡GPRS ¡

We ¡can ¡send ¡700 ¡SMS ¡alert ¡messages ¡for ¡less ¡

than ¡1€ ¡

SLIDE 9

Parts ¡Chosen ¡

Manta2 ¡water ¡

quality ¡sensor ¡

Atmega32 ¡

microcontroller ¡for ¡ logic ¡and ¡decisions ¡

ADH8066 ¡GSM ¡

module ¡for ¡GPRS ¡ communicaMon ¡

SLIDE 10

ExperMse ¡Required ¡

Programming ¡in ¡C ¡and ¡ASM ¡for ¡microcontroller ¡
Knowledge ¡of ¡AT ¡commands ¡
Knowledge ¡of ¡GPRS ¡and ¡HTTP ¡to ¡send ¡data ¡to ¡

HTTP ¡server ¡over ¡cellular ¡network ¡

Programming ¡in ¡PHP ¡for ¡web ¡interface ¡
Apache ¡web ¡server ¡configuraMon ¡
Linux ¡system ¡administraMon ¡

SLIDE 11

Circuit ¡Board ¡

Quad-‑band ¡Cellular ¡Antenna ¡ Microcontroller ¡ To ¡sensor ¡ GPRS ¡Modem ¡ SIM ¡Card ¡ Line ¡Driver ¡

SLIDE 12

THE ¡PROTOTYPE ¡

Prototype ¡enclosure ¡ Manta2 ¡Sensor ¡Module ¡ Me ¡ Stefan ¡Watson ¡

SLIDE 13

Problems ¡with ¡Prototype ¡

PVC ¡enclosure, ¡although ¡waterproof, ¡was ¡also ¡

a ¡heat ¡insulator ¡

Power ¡supply ¡regulators ¡could ¡not ¡cool ¡

passively ¡

There ¡was ¡not ¡any ¡appreciable ¡heat ¡

conducMvity ¡to ¡outside ¡the ¡container ¡

Cylindrical ¡shape ¡made ¡it ¡harder ¡to ¡mount ¡
Time ¡to ¡get ¡a ¡water-‑proof ¡metal ¡box! ¡

SLIDE 14

THE ¡PROTOTYPE ¡RELOADED ¡

Final ¡Enclosure ¡

SLIDE 15

INSIDE ¡A ¡NODE ¡

Regulators ¡nice ¡and ¡cool ¡ Pigtail ¡

SLIDE 16

Aluminium ¡Enclosures ¡are ¡professional! ¡

SLIDE 17

A ¡Closer ¡Look ¡at ¡Complete ¡Node ¡

SLIDE 18

Deployment ¡

Four ¡sensor ¡modules ¡were ¡ordered ¡for ¡the ¡

pilot ¡phase ¡

Went ¡to ¡Appleton ¡Estate ¡on ¡2 ¡separate ¡
ccassions ¡and ¡deployed ¡2 ¡of ¡4 ¡sensor ¡nodes ¡
One ¡at ¡factory ¡drain ¡and ¡one ¡at ¡seZling ¡pond ¡

#4 ¡

Security ¡of ¡equipment ¡is ¡a ¡problem ¡as ¡nodes ¡

are ¡to ¡be ¡placed ¡in ¡sugar-‑cane ¡plantataions ¡ which ¡don’t ¡have ¡fences ¡

SLIDE 19

Site ¡at ¡SeZling ¡Pond ¡#4 ¡

MounMng ¡Stand ¡ for ¡node ¡ River ¡ Output ¡of ¡previous ¡pond ¡ Aerator ¡

SLIDE 20

SITE ¡AT ¡FACTORY ¡DRAIN ¡

Leonardo ¡Clarke, ¡ Lecturer ¡and ¡Supervisor ¡

MounMng ¡ Stand ¡ Exit ¡Drain ¡

SLIDE 21

Device ¡is ¡mounted ¡in ¡Exit ¡Drain ¡

Node ¡and ¡BaZery ¡ Sensor ¡is ¡housed ¡in ¡ (perforated) ¡metal ¡ pipe ¡so ¡depth ¡can ¡ be ¡adjusted ¡

SLIDE 22

Web ¡Interface ¡

Provides ¡graphical ¡representaMon ¡of ¡the ¡data ¡
Generates ¡email ¡and ¡SMS ¡alerts ¡when ¡

parameter ¡is ¡ouside ¡of ¡threshold ¡

IdenMfy ¡when ¡a ¡node ¡is ¡down ¡due ¡to ¡baZery, ¡

network, ¡etc. ¡

Runs ¡on ¡a ¡typical ¡LAMP ¡stack ¡

SLIDE 23

Website ¡Dashboard ¡

Current ¡ Readings ¡ Map ¡of ¡ Plant ¡

SLIDE 24

Website ¡Graph ¡Example ¡

ConducMvity ¡briefly ¡outside ¡

f ¡threshold ¡

SLIDE 25

Maintenance ¡

BaZery ¡needs ¡to ¡be ¡recharged ¡weekly ¡
Sensor ¡needs ¡to ¡be ¡cleaned ¡every ¡2 ¡months ¡
Sensors ¡are ¡calibrated ¡during ¡cleaning ¡

SLIDE 26

Amer ¡3 ¡Months ¡in ¡OperaMon ¡

Enclosure ¡is ¡resilient ¡ and ¡has ¡only ¡minor ¡

scarring. ¡There ¡is ¡

daily ¡rainfall ¡at ¡ Appleton ¡(the ¡sugar-‑ cane ¡loves ¡it)! ¡

SLIDE 27

And ¡the ¡mounMng ¡pipe… ¡

Full ¡of ¡muck ¡ and ¡algae ¡and ¡ perforaMons ¡ are ¡mostly ¡ clogged ¡

(I ¡was ¡surprised ¡since ¡it ¡ was ¡in ¡flowing ¡water) ¡

SLIDE 28

What ¡about ¡the ¡Sensor ¡itself… ¡

Very ¡dirty. ¡At ¡this ¡point ¡all ¡the ¡readings ¡were ¡wrong ¡

SLIDE 29

It’s ¡a ¡dirty ¡job, ¡but ¡somebody’s ¡go@a ¡do ¡it… ¡

SLIDE 30

Where ¡we ¡go ¡from ¡here ¡

J. ¡Wray ¡and ¡Nephew ¡has ¡indicated ¡that ¡they ¡

think ¡the ¡pilot ¡phase ¡is ¡a ¡success ¡

We ¡are ¡currently ¡negoMaMng ¡phase ¡2 ¡of ¡the ¡

project ¡

We ¡will ¡be ¡using ¡solar ¡energy ¡to ¡improve ¡the ¡

maintenance ¡cycle ¡from ¡once ¡a ¡week, ¡to ¡once ¡ every ¡2 ¡months ¡

System ¡can ¡be ¡easily ¡adapted ¡and ¡other ¡

companies ¡are ¡showing ¡interest ¡

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