تصميم واختبار نظام فعال لحماية الألواح الشمسية من السرقة باستخدام تقنية IOT

الملخص

تم في هذا البحث تصميم نظام لحماية الألواح الشمسية من السرقة بالاعتماد على تقنية إنترنت الأشياء (IOT). يتكون النظام المصمم من مكونين رئيسيين، وحدة ESP32-CAM، وهي قلب النظام ووحدة التحكم الأساسية فيه، والحساس المغناطيسي MC-38. اعتمد النظام المصمم على بروتوكول الاتصال M2M (MQTT)، من أجل ربط وحدة التحكم بالإنترنت مع منصة NODE-RED التي تدعم بروتوكول الاتصال MQTT من خلال خادم Adafruit IO، حيث توفر هذه المنصة العديد من المزايا الخاصة بإنترنت الأشياء، مما يمكننا من مراقبة النظام في الوقت الحقيقي، وبمجرد توفر الإنترنت يقوم النظام بإرسال التنبيه على شكل رسالة، بالإضافة إلى صور متتابعة للموقع، إما عبر Gmail أو تطبيق Telegram على الهاتف المحمول.

    قمنا باختبار النظام المصمم على الألواح الشمسية الموجودة على سطح كلية الهندسة التقنية، بينت النتائج أن النظام المصمم فعال، كلفته منخفضة (بلغت حوالي 24$) وذو استهلاك منخفض للطاقة 500 mWh، كما حقق حماية جيدة جداً للألواح الشمسية المركبة على سطح الكلية من السرقة لما يتمتع به من سرعة استجابة وأداء عالي حيث يقوم بإصدار عدة أنواع من التنبيهات إنذار صوتي، إرسال ايميل أو رسالة بالإضافة إلى صور متتابعة للموقع على الـ Gmail وتطبيق الـ Telegram في الوقت الحقيقي. وأيضاً حقق بروتوكول MQTT جودة كبيرة وسرعة عالية في إرسال الرسائل حيث أظهر برنامج Wireshark من خلال تحليل بيانات الشبكة بالتقاط الـ IP للحزمة المرسلة زمن تأخير ضئيل جداً لوصول الرسائل وهو 66.559 [msec]، ويعتبر متوسط التأخير هذا حسب تصنيف Tiphon "جيد جداً"، بالإضافة إلى أن فقدان الحزمة 5% وهي تعتبر قيمة وسط حسب التصنيف نفسه.