У статті представлено розробку спектроскопічної системи моніторингу водних ресурсів із використанням сучасних оптичних сенсорів та мікроконтролерів для автоматизованого моніторингу якості води в реальному часі. Основною метою є створення інтелектуальної системи оцінки стану води, що дозволяє виявляти органічні та неорганічні забруднення за допомогою спектрального аналізу. Система оснащена спектроскопічним сенсором AS7265x, який функціонує у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах, що дозволяє здійснювати високоточний спектральний аналіз. Додатково інтегровано датчик каламутності DFRobot та водонепроникний температурний давач DS18B20 для підвищення точності вимірювань. Управління та обробка даних здійснюється за допомогою мікроконтролера ESP32, який забезпечує збір інформації, її аналіз та передавання через Wi-Fi, а також збереження даних на SD-карту для подальшої обробки. Практичне застосування розробленої системи полягає в екологічному моніторингу природних та техногенних водних об’єктів, оцінку ефективності систем фільтрації, а також оперативне виявлення змін у складі води. Інтеграція спектроскопії, сенсорного аналізу та штучного інтелекту створює потужний інструмент для підвищення ефективності та доступності моніторингу водних ресурсів.
[1] WHO "Water Quality and Health," World Health Organization, 2021
[2] Smith, J., & Brown, P. "Advances in Spectroscopic Water Analysis," Journal of Environmental Science, vol. 45, no. 3, 2022. https://doi.org/10.1016/0309-1708(80)90018-4
[3] Ren, L., & Zhang, Y. "Near-infrared Spectroscopy for Water Quality Assessment," Sensors, vol. 21, no. 8, 2023.
[4] “Spectral Triad (AS7265x) Hookup Guide”, https://learn.sparkfun.com/tutorials/spectral-triad-as7265x-hookup-guide/all, AS7265x_Datasheet.pdf
[5] Gupta, S., & Kumar, A. "IoT-based Water Quality Monitoring System," IEEE Transactions on Environmental Monitoring, vol. 12, no. 2, 2022.
[6] D. A. Skoog, F. J. Holler, and S. R. Crouch, Principles of Instrumental Analysis, 7th ed. Cengage Learning, 2017.
[7] D. C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 10th ed. W. H. Freeman, 2020.
[8] H. Schlichting and K. Gersten, "Boundary-Layer Theory," 9th ed. Springer, 2016. https://doi.org/10.1007/978-3-662-52919-5
[9] F. M. White, "Fluid Mechanics," 8th ed., McGraw-Hill, 2015.
[10] C. T. Crowe, J. A. Roberson, and D. F. Elger, "Engineering Fluid Mechanics," 10th ed., Wiley, 2016.
[11] H. Schlichting and K. Gersten, "Boundary-Layer Theory," 9th ed., Springer, 2016. https://doi.org/10.1007/978-3-662-52919-5
[12] L. D. Landau and E. M. Lifshitz, "Fluid Mechanics," 2nd ed., Pergamon Press, 1987.
[13] G. K. Batchelor, "An Introduction to Fluid Dynamics," Cambridge University Press, 2000. https://doi.org/10.1017/CBO9780511800955
[14] C. Pozrikidis, "Introduction to Theoretical and Computational Fluid Dynamics," Oxford University Press, 2011.
[15] P. A. Davidson, "Turbulence: An Introduction for Scientists and Engineers," Oxford University Press, 2015. https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780198722588.001.0001
[16] Batanov S.Iu. Hidravlika ta hidravlichni mashyny. – K.: Lybid, 2010.
[17] White, F. M. Fluid Mechanics. – 9th Edition. McGraw-Hill, 2021.
[18] Munson, B. R., Young, D. F., Okiishi, T. H. Fundamentals of Fluid Mechanics. – 8th Edition. Wiley, 2018.
[19] Lisovyi V. M. Hidravlika ta hidropnevmopryvid. – Lviv: Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2011.
[20] Fox, R. W., McDonald, A. T., Pritchard, P. J. Introduction to Fluid Mechanics. – 8th Edition. Wiley, 2016.
[21] Husakov V. P. Hidrodynamika v inzhenernykh rozrakhunkakh. – Lviv: Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2019.
[22] Kundu, P. K., Cohen, I. M., Dowling, D. R. Fluid Mechanics. – 6th Edition. Academic Press, 2015.
[23] Korpyljov D., Zdobytskyi A., Marikutsa U., Tomyuk V., Panchak R. Interactive system of surface water monitoring using IoT technologies. Computer Design Systems. Theory and Practice. Vol. 4. Number 1. ISSN 2707-6784, 2022, pp. 1-8. https://doi.org/10.23939/cds2022.01.001
[24] Arduino Based Ambient Air Pollution Sensing System Lobur, M., Korpyljov, D., Jaworski, N., Iwaniec, M., Marikutsa, U. International Conference on Perspective Technologies and Methods in MEMS Design, 2020, pp. 32–35, 9109460 https://doi.org/10.1109/MEMSTECH49584.2020.9109460