@AirQ - Antysmog система

Измервания в реално време с възможност за изпълнение

iSys - Интелигентни системи

Продукти на Smart City

1. Въведение.

@AirQ е интегрирана система за контрол на качеството на въздуха и система против смог. Работи в реално време (измервания на всеки ~ 30sec) и осигурява непрекъснато измерване на качеството на въздуха 24 часа в денонощието. Той е част от Умния град "@City" система от iSys - Интелигентни системи.

Системата @AirQ позволява автономно наблюдение на нивото на примесите (частици PM2.5 / PM10). Дава възможност за залавяне на извършителите "в акта" и да ги изпълни (налагане на глоби от интервенционни групи, напр. Общинска полиция, полиция, пожарна).

Системата измерва точкови замърсители (в голям брой детектори и измервания), благодарение на което показва реални резултати, близки до епицентъра на замърсителите. Замърсяванията са чисто местни и могат да надвишават средните измервания от един сензор за качество на въздуха стотици пъти.

Данните се събират от разпределени сензори с общо качество на въздуха и твърди частици 2.5um, 10um.

Устройствата @AirQ могат да бъдат:

• стационарни (захранвани от мрежата) - за голям брой сензори

• стационарно - инсталирано временно (захранвано от батерия) - за среден брой сензори

• мобилен - инсталиран на автомобили (захранван от батерии) - за много малък брой сензори

• мобилен - инсталиран на дронове

Устройствата са инсталирани в зоната на публична собственост (напр. улични лампи) или със съгласието на живущите в техните парцели.

В случай на публично споделяне на измервателни данни, това също е част от образованието на жителите и "анти-смог", про-здраве и про-екологична превенция.

Системата @Air е много по-малко "спорен" и по-ефективни от дронове, които:

• те летят в частни пространства

• те имат вградени Full HD камери и тяхното използване може да се третира като шпионски софтуер и воайорство

• може да се разглежда като нарушение на поверителността и GDPR.

• те представляват риск от инциденти, могат да причинят щети на имуществото и здравето

• изискват допълнителен оператор и имат много малък обхват

• те работят за много кратък период от деня, максимум 1..2 часа живот на батерията (не летят на тъмно - когато през зимата най-често изгарят в пещи)

• са много зависими от времето

Собствениците на парцели могат ефективно да наложат правата си по отношение на безпилотни самолети, които летят около къщите.

В случай на произшествия, както и жалби, има и разноски за съдебни спорове, щети, обезщетения и сетълменти.

Системата @AirQ може едновременно да извършва дистанционно и автономно управление на уличното осветление, градското осветление и др. (Интелигентна система за осветление "@Светлина" ).

 Данните се изпращат до сървъра на системата - до мини облака, посветен на комуната или региона.

Основният тип комуникация е GSM предаване (Алтернативно WiFi или LoRaWAN в отворената лента)

Системата позволява визуализация в реално време на карта, лентови диаграми, както и директно изпращане на алармени съобщения до интервенционни групи.

2. Основни характеристики на системата @AirQ.

Основни характеристики на системата @AirQ:

• възможност за мобилна (монтиране на автомобили или безпилотни летателни апарати) или стационарна работа

• точково измерване на частици PM 2,5 и 10um от интелигентен лазерен сензор (опция А) с принудителна циркулация на въздуха.

• общи измервания: качество на въздуха, налягане, температура, концентрация на вредни газове (опция Б)

• възможност за измерване на интервали от около 30s до няколко часа - в реално време 24 часа в денонощието

Основно GSM безжично предаване: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (за всеки оператор), LTE CAT M1 * (оранжево), NB-IoT ** (T-Mobile) - изисква SIM картата или MIM на избрания оператор и абонаментни такси за тарифи за пренос на данни или телеметрия.

• алтернативен безжичен WiFi, transmission (LoraWAN) предаване - не се изискват допълнителни абонаментни такси

• измерване на положението в реално време (дължина и ширина, надморска височина, скорост, посока)

• самостоятелно позициониране на карти с текущи резултати от измерване

• независима защита и наблюдение на измервателните уреди (срещу кражба и разруха - аларма)

• дистанционно и интелигентно управление на осветлението (включване / изключване) и затъмняване на LED лампи (опция C)

*, ** - зависи от наличността на услугата на оператора в текущото местоположение

3. @AirQ Устройство работи.

Устройството измерва количеството твърди частици 2.5um / 10um с принудителна циркулация на въздуха (опция А).

Устройството работи 24 часа в денонощието, а минималният период на измерване и предаване е около 30 секунди.

Само многоточковото измерване на замърсяването на въздуха има смисъл, тъй като замърсяването на въздуха е строго локално и епицентърът може да има няколко стотици пъти по-голямо замърсяване от средните стойности, измерени в други точки. Това зависи от много фактори като време, посока и сила на вятъра, налягане, височина на облака, влажност, валежи, температура, терен, залесяване и др.

Например, на 50-100 метра от източника на смог, измерването може да показва до 10 пъти по-малко (което е показано на картата по-горе с реални измервания, направени от автомобила).

Устройството може също да измерва налягането, температурата, влажността, общото качество на въздуха - нивата на вредните газове (опция Б). Това ви позволява да откривате аномалии на времето (бързи промени в температурата, налягането, влажността), пожари, както и някои опити за подправяне на устройството (замръзване, наводнение, кражба и т.н. ).

Измерването отнема около 10 секунди, така че в случай на мобилни сензори, то дава средната стойност на изминатото разстояние през това време (напр. за скорост 50km / h - около 140m)

Изпращането на информация на всеки няколко десетки секунди също е алармена защита за устройството в случай на:

• опити за демонтиране

• опустошение

• саботаж

• промени в местоположението

• т.н.

Това позволява интервенционният екип да бъде изпратен до мястото на инцидента и хванат нарушителя "в акта".

Устройството може да бъде оборудвано с аксесоари за управление на осветлението на LED лампи (опция C). Възможно е да затъмните захранванията на уличните лампи или да включите / изключите LED лампите, без да нарушавате параметрите на осветление на лампите. Благодарение на 3 димера контролерът може да контролира и декоративно осветление, случайно осветление (чрез регулиране на RGB цветовия набор). Може да се използва и за управление на бялата (осветяваща) температура.

Това ви позволява да управлявате дистанционно градско, улично осветление или каквото и да е електрическо оборудване.

4. Комуникация.

Предаването на измервателни данни се извършва чрез един комуникационен интерфейс *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTEM1 (CATM1), NB-IoT) - изисква GSM абонаментни такси и покритие на оператора за избраната услуга. Максимален обхват на няколко километра от BTSa GSM на открито.

• WiFi 2.4GHz b / g / n - изисква достъп до WiFi мрежа с достъп до интернет. Той не съдържа GPS и няма автоматично геолокация (само стационарният вариант с предварително дефинирана позиция GPS). Може да се използва и като интервенционно оборудване за измерване на замърсяването на място. Максимален обхват до прибл. 100 м до WiFi рутер на открито.

• LoRaWAN (868MHz / EU и 902..915MHz / Other) - радиокомуникация на голям обхват в обществената лента. Поради отворения и свободен характер на честотната лента съществува риск от смущения и засядане на устройството от други устройства. Изисква инсталирането на минимум една LoRaWAN / Интернет порта - осигуряваща покритие на цялата зона (напр. на високи комини или GSM мачти). Максимален обхват около 10-15 км на открито.

* - в зависимост от типа на избрания контролер @AirQ

5. Специална @City платформа (облак).

Платформата a е специална "мини облак" система за индивидуални B2B клиенти. Платформата не се споделя между други потребители и само един клиент има достъп до физически или виртуален сървър (VPS или специализирани сървъри). Клиентът може да избере един от няколко десетки центрове за данни в Европа или света и няколко десетки тарифни планове - свързани с хардуерни ресурси и производителност на специален хостинг.

5.1. @City Cloud Server.

Софтуерът runs работи на VPS сървъри, работещи на Linux (Виртуален частен сървър) или на специален сървър от страна на интернет, в зависимост от желаната производителност на сървъра (наричан по-долу сървъра). Необходимата производителност зависи от следните фактори:

• частен / публичен достъп

• общ брой устройства

• честота на актуализации на състоянието на устройството

• скорост на опресняване на данни

Има няколко възможни варианта на сървъра (виртуален / специален VPS) в зависимост от:

• Цени

• тип сървър: виртуален или специален

• геолокация на центъра за данни

• виртуален / физически брой ядра на процесора (1-8 / 8..32)

• виртуален / физически обем RAM (1-32GB / 32-512GB)

• Размер на SSD (20GB-1TB / 100TB-400TB)

Платформата IoT @City е посветена на един получател (наричан по-долу клиент):

• местни власти, офиси, общини, окръзи

• B2B (бизнес субекти)

Тъй като сървърът не се споделя между клиенти, това опростява проблемите с достъпа, сигурността и производителността. Поради тази причина само един клиент е отговорен за ефективна сигурност, стабилност, производителност, пропускателна способност на данните и т.н.

В случай на недостатъчна производителност, клиентът може да закупи по-висок тарифен план (VPS или специален сървър), по-оптимален за необходимата функционалност и производителност.

В специални случаи комуникацията между облак и облак може да бъде приложена за глобализиране и централизиране на данните в по-големи области, вместо в облака на много клиенти.

6. Онлайн визуализация на карти.

Резултатите могат да се показват на карти заедно с геолокация на сензора и други параметри, напр. време за измерване (кастомизация). Те се обновяват на всеки 1 минута

Горният пример показва резултатите от измерванията:

• PM2.5 частици (първо число)

• скорост на превозното средство (второ число)

• дата и час на измерване

Първите две измервания са оцветени в зависимост от стойността.

7. Визуализация на резултатите в таблицата.

Резултатите могат да се показват и в персонализирани таблици (търсене, сортиране, ограничаване на резултатите). Масите имат и индивидуално персонализирана графика (Тема). Възможно е да се покаже таблица с текущи данни за всички устройства @AirQ или архивни таблици за едно устройство.

8. Бар диаграми.

Стълбовидните графики показват сортирани и "нормализиран" барове до максималната стойност, от най-високата до най-ниската.

Те са полезни за бърза проверка на екстремни резултати и предприемане на незабавни действия по принудително изпълнение (изпращане на комисия до мястото на инцидента за изследване на съдържанието на котела / камината и др. И евентуално глобяване).

Задържането на мишката над лентата показва допълнителна информация за устройството (други измервания и данни за местоположението)

9. Архивни карти.

Възможно е да се показват исторически диаграми за даден период от време за избран параметър (напр. Твърди частици PM2.5, температура, влажност и др. ) за всяко устройство.

9.1. Стълбовидна диаграма: (показва само съществуващи данни)

9.2. Непрекъсната диаграма: (за същите входни данни)

Преместването на показалеца на мишката показва подробни стойности на измерване и дата / час.

За този пример (и двете чертежи):

• PM2.5 (черен)

• PM10 (червен)

• налягане (зелено) {Pa}

• общо качество на въздуха (синьо) {колкото по-висока е стойността, толкова по-добре}

Диаграмата е ограничена до вечерните часове 15:00 - 24:00, когато повечето хора пушат в печките

10. Съвместимост с уеб браузъра.

* - Firefox не поддържа избор на дата / час (текстовото поле трябва да се редактира ръчно, като се използва подходящият формат за дата и час).

Internet Explorer не се поддържа (вместо това използвайте Edge)

Други уеб браузъри не са тествани.

11. Персонализиране на изглед / тема.

Темите на View ви позволяват да персонализирате и адаптирате към вашите собствени нужди.

Различни теми на уебсайта @AirQ могат да се използват за създаване на оптимизирани шаблони за напр. печат, работа от смартфони, PAD. Местен компютърен учен с основни познания по HTML, JavaScript, CSS може да персонализира потребителския интерфейс.

12. Варианти на оборудването.

Устройствата могат да бъдат в много хардуерни варианти по отношение на опциите за оборудване, както и корпуси (което дава няколко комбинации). Освен това устройството трябва да е в контакт с течащия външен въздух, което налага определени изисквания към конструкцията на корпуса.

Следователно загражденията могат да бъдат поръчани индивидуално в зависимост от нуждите.

12.1. Варианти на електроника:

• Прилагане на сензора за частици 2.5 / 10um

• Използване на екологичен сензор (температура, влажност, налягане, качество на въздуха)

• Използването на елементи за управление на осветлението

• Различни варианти на мощност (230V, 230V + UPS, батерия, фотоволтаик)

12.2. Монтаж:

• Стационарно оборудване

• мобилни устройства (за автомобили)

• мобилни устройства (за дронове)

12.3. Обхваща:

• специални метални стационарни / мобилни заграждения - избран цвят, графичен дизайн, печат / стикери, метод на закрепване

• адаптирани пластмасови корпуси

• специални пластмасови заграждения

• случаят зависи от размера на батерията

13. Използваема информация.

Използваният лазерен сензор за замърсяване на въздуха може да се повреди, ако концентрацията на прах, катран е твърде висока и в този случай той е изключен от гаранцията на системата. Може да се закупи отделно като резервна част.

Гаранцията изключва актове на вандализъм, саботаж на устройството (опити за изливане, замръзване, пушене, механични повреди, мълния и др. ).

14. Бизнес информация.

• Системата може да бъде собственост на общинска, общинска, областна или градска охрана или полиция. Fines imposed in some cases reimburse системни разходи.

• Някои устройства могат да бъдат предоставени на разположение на жителите, за които качеството на средата, в която живеят, е от значение.

• Устройствата могат да се продават и на жители, които могат да прехвърлят данни към системата @AirQ безплатно. Те могат да бъдат пълноценни устройства (GSM) - те изискват SIM карта и абонаментни такси. Като алтернатива те могат да бъдат WiFi устройства (без GPS), изпращащи данни чрез WiFi мрежата на резидента до @City облака в Интернет (с предварително дефинирана) позиция). Този метод позволява прехвърлянето на повечето разходи за оборудване към жителите и много по-точен мониторинг на смог в района.

15. Проекологична, образователна информация.

Възможно е (законно) да се публикуват актуални резултати в интернет, благодарение на което екологичното съзнание на жителите за вредността на смога се увеличава. Системата не нарушава GDPR.

Прозрачните и публични резултати ще принудят онези, които допринасят за производството на смог в района, да:

• непушене на вредни вещества като (боклук, дъски за мебели, железопътни траверси, гуми, тъкани, дърво, импрегнирано от разрушаване на сгради, цветна хартия, пластмаса, фолио)

• използване на екологично и висококачествено гориво (сухо дърво / еко-грах, висококачествени въглища)

• промени в дефектен котел / камина

16. Сравнение на методите за измерване на смог.

Времето за работа от външна батерия зависи от: strength сила на сигнала, температура, размер на батерията, честота на измерване и изпратени данни.

17. @AirQ Devices параметри на работа.

Температурен диапазон - 40C .. + 65 ° С

Влажност 0..80% r.H. Без конденз (устройство)

Захранване GSM 5VDC @ 2A (2G - макс.) ±0,15 V

Захранване LoRaWAN 5VDC @ 300mA (макс.) ±0,15 V

@City GSM + GPS устройство:

Вход за антена 50ohm

SIM нано-SIM или MIM (избор на производствения етап - MIM налага мрежов оператор)

Одобрение на модем оранжево (2G + CATM1) / T-Mobile (2G + NBIoT) / Други (2G)

Ленти (Европа) Клас TX Изходна мощност RX чувствителност

B3, B8, B20 (CATM1) ** 3 + 23dB ±2 < -107.3dB

B3,B8,B20 ( NB-IoT ) ** 3 +23dB ±2 < -113.5dB

GSM850, GSM900 (GPRS) * 4 + 33dB ±2 <-107dB

GSM850, GSM900 (EDGE) * E2 + 27dB ±2 <-107dB

DCS1800, PCS1900 (GPRS) * 4 + 30dB ±2 < -109.4dB

DCS18.00,PCS1900 ( EDGE ) * E2 +26dB ±2 < -109.4dB

Когато използвате външна теснолентова антена, съвпадаща по честота за дадена лента.

* Само с комбо модем: 2G, CATM1, NB-IoT

Сертификати:

• ЧЕРВЕН (ЕС)

• GCF (AU)

• PTCRB (NA)

• FCC, IC (NA / NV)

• RoHS / REACH

GPS / GNSS:

Честота на операциите: 1559..1610MHz

Antenna input 50ohm

чувствителност * -160dB статично, -149dB навигация, -145 студен старт

TTFF 1s (горещо), 21s (топло), 32s (студено)

A-GPS да

Динамично 2g

честота на опресняване 1Hz

• съвпадаща външна теснолентова антена

LoRaWAN LoRaWAN 1.0.2 Устройства (8ch., Tx мощност: + 14dBm) Европа (863-870MHz)

ДР Т модулация BR битове / s Rx тестове за чувствителност Rx

0 3 минути SF12 / 125kHz 250 -136dB -144dB

1 2min SF11 / 125kHz 440 -133.5dB

2 1min SF10 / 125kHz 980 -131dB

3 50s SF9 / 125kHz 1760 -128.5dB

4 (*) 50s SF8 / 125kHz 3125 -125.5dB

5 (*) 50s SF7 / 125kHz 5470 -122.5dB

6 (*) 60s SF7 / 250kHz 11000 -119dB

7 FSK 50kbs 50000 -130dB

(*) Параметри, необходими за актуализиране на фърмуера чрез OTA

(DR) - Скорост на данните

(BR) - Битрейт

T - Минимална честота на опресняване [секунди]

Сензор за частици PM2.5 / PM10:

Температура мин за измерване на частици - 10C (Автоматично изключване)

Максимална температура за измерване на частиците + 50 (Автоматично изключване)

Влажност RH 0% .. 90% без конденз

Време за измерване 10s

Обхват на измерване 0ug / m3 .... 1000ug / m3

Метод на измерване лазерен сензор с принудителна циркулация на въздуха

Време на живот в оптимални условия на работа 10000h

Точност (25C) ±15ug (0..100ug)

±15% (> 100 ug)

Консумация на енергия 80mA @ 5V

ESD ±4 kV contact, ±8 kV air per IEC 61000-4

EMI имунитет 1 V / m (80 MHz .. 1000 MHz) за IEC 61000-4

атака ±0.5 kV for IEC61000-4-4

имунитет (контакт) 3 V за IEC61000-4-6

Емисионна радиация 40 dB 30..230 MHz

47 dB 230..1000 MHz за CISPR14

Емисионен контакт 0,15..30 MHz според CISPR14

Сензор за околната среда:

Време за измерване: 10s

Максимална консумация на енергия: 20mA@3.6V

Средна консумация на енергия 1mA@3.6V

Температура:

Обхват на измерване -40 .. + 85C

accuracy ±0.5C @ 25C, ±1C ( 0..65C)

Влажност:

Обхват на измерване 0..100% r.H.

Точност ±3% @ 20..80% r.H. С хистерезис

Hysteresis ±1.5% r.H. (10% -> 90% -> 0%)

Налягане:

Обхват на измерване: 300Pa ..1100hPa

Точност: ±0.6hPa ( 0 .. 65C)

±0.12hPa ( 25..40C ) @ Pa>700

Temperature Coeficient: ±1.3Pa/C

ГАЗ:

Температура -40 .. + 85C

Влажност 10..95% r.H.

ЛОС, измерено с азотен фон

Tests практически тестове за покритие:

Тестови условия:

Kerlink Femtocell LoRaWAN Вътрешен шлюз

Пасивна външна широколентова антена, поставена отвън на височина ~ 9 м от нивото на земята.

Местоположение Wygoda gm. Karczew (~ 110 м над морското равнище).

LoRaWAN устройство с принудително DR0 с външна широколентова антена, поставена на 1,5 м над земята на покрива на автомобила.

Селски райони (ливади, полета с ниски дървета и редки сгради)

Най-далечният резултат беше Czersk ~ 10,5 км (~ 200 м над морското равнище) с RSSI, равен на -136dB (т.е. при максималната чувствителност на LoRaWAN модема, предоставена от производителя)