@AirQ - Antysmog System

Měření v reálném čase s možností provedení

iSys - inteligentní systémy

Produkty Smart City

1. Úvod.

@AirQ je integrovaný systém kontroly kvality vzduchu a anti-smogový systém. Pracuje v reálném čase (měření každých ~ 30 s) a poskytuje nepřetržité měření kvality vzduchu 24 hodin denně. Je součástí Smart City "@City" systém od iSys - Inteligentní systémy.

Systém @AirQ umožňuje autonomní monitorování úrovně nečistot (částice PM2,5 / PM10). Dává možnost dopadnout pachatele "při činu" a vykonat je (uložení pokut intervenčními skupinami, např. městská policie, policie, hasiči).

Systém měří bodové znečišťující látky (u velkého počtu detektorů a měření), díky čemuž vykazuje skutečné výsledky v blízkosti epicentra znečišťujících látek. Znečištění jsou čistě lokální a mohou stokrát překročit průměrná měření jednoho senzoru kvality vzduchu.

Data jsou shromažďována z distribuovaných senzorů obecné kvality ovzduší a pevných částic 2,5 um, 10 um.

Zařízení @AirQ mohou být:

• stacionární (napájené ze sítě) - pro velké množství senzorů

• stacionární - dočasně instalováno (napájeno z baterie) - pro střední počet senzorů

• mobilní - instalované na automobilech (napájeno z baterie) - pro velmi malý počet senzorů

• mobilní - nainstalován na dronech

Zařízení se instalují v oblasti veřejného majetku (např. pouliční lampy) nebo se souhlasem obyvatel na jejich pozemcích.

V případě veřejného sdílení naměřených údajů je to také součást vzdělávání obyvatel a "anti-smog", prozdraví a proekologická prevence.

Systém @Air je mnohem menší "kontroverzní" a efektivnější než drony, které:

• létají v soukromých prostorech

• mají vestavěné kamery Full HD a jejich použití lze považovat za spyware a voyeurismus

• lze považovat za porušení soukromí a GDPR.

• představují riziko úrazu, mohou způsobit poškození majetku a zdraví

• vyžadují dalšího operátora a mají velmi malý dosah

• pracují velmi krátkou dobu, max. výdrž baterie 1..2 hodiny (nelétají ve tmě - když v zimě nejčastěji hoří v pecích)

• jsou velmi závislé na počasí

Majitelé pozemků mohou účinně vymáhat svá práva týkající se dronů létajících po domech.

V případě nehod a stížností jsou zde také náklady na soudní spory, škody, odškodnění a vypořádání.

Systém @AirQ může současně provádět dálkové a autonomní ovládání pouličního osvětlení, osvětlení měst atd. (Smart Lighting System "@Světlo" ).

 Data se odesílají na server systému @City - do mini-cloudu určeného pro obec nebo region.

Hlavním typem komunikace je GSM přenos (alternativně WiFi nebo LoRaWAN v otevřeném pásmu)

Systém umožňuje vizualizaci v reálném čase na mapě, sloupcových grafech i přímé odesílání výstražných zpráv intervenčním skupinám.

2. Hlavní vlastnosti systému @AirQ.

Hlavní vlastnosti systému @AirQ:

• možnost mobilních (montáž na automobily nebo drony) nebo stacionárních prací

• bodové měření částic PM 2,5 a 10 μm inteligentním laserovým senzorem (možnost A) s nucenou cirkulací vzduchu.

• obecné měření: kvalita vzduchu, tlak, teplota, koncentrace škodlivých plynů (možnost B)

• schopnost měřit v intervalech od asi 30 s do několika hodin - v reálném čase 24 hodin denně

Základní GSM bezdrátový přenos: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (pro libovolného operátora), LTE CAT M1 * (oranžový), NB-IoT ** (T-Mobile) - vyžaduje SIM kartu nebo MIM vybraného operátora a poplatky za předplatné za přenos dat nebo tarify za telemetrii.

• alternativní bezdrátové WiFi, přenos RF (LoraWAN) - nejsou vyžadovány žádné další poplatky za předplatné

• měření polohy v reálném čase (zeměpisná délka a šířka, výška, rychlost, směr)

• automatické určování polohy na mapách s aktuálními výsledky měření

• nezávislá ochrana a sledování měřicích zařízení (proti krádeži a devastaci - alarm)

• dálkové a inteligentní ovládání osvětlení (zapnuto / vypnuto) a stmívací LED lampy (možnost C)

*, ** - závisí na dostupnosti služby operátora v aktuálním místě

3. @ AirQ zařízení funguje.

Zařízení měří množství pevných částic 2,5 um / 10 um s nucenou cirkulací vzduchu (možnost A).

Zařízení pracuje 24 hodin denně a minimální doba měření a přenosu je asi 30 sekund.

Pouze vícebodové měření znečištění ovzduší má smysl, protože znečištění ovzduší je přísně lokální a epicentrum může mít několik setkrát větší znečištění než průměrné hodnoty naměřené v jiných bodech. Závisí to na mnoha faktorech, jako je počasí, směr a síla větru, tlak, výška oblačnosti, vlhkost, srážky, teplota, terén, zalesňování atd.

Například 50 - 100 metrů od zdroje smogu může měření indikovat až 10krát méně (což se zobrazuje na mapě výše se skutečnými měřeními provedenými z automobilu).

Zařízení může také měřit tlak, teplotu, vlhkost, obecnou kvalitu vzduchu - hladinu škodlivých plynů (možnost B). To vám umožní detekovat anomálie počasí (rychlé změny teploty, tlaku, vlhkosti), požáry a také některé pokusy o manipulaci se zařízením (zamrznutí, zaplavení, krádež atd.) ).

Měření trvá asi 10 sekund, takže v případě mobilních senzorů poskytuje průměrnou hodnotu ujeté vzdálenosti během této doby (např. pro rychlost 50 km / h - asi 140 m)

Odesílání informací každých několik desítek sekund je také ochranou alarmu zařízení v případě:

• pokusy o demontáž

• devastace

• sabotovat

• změny umístění

• atd.

To umožňuje vyslat zásahový tým na místo incidentu a pachatele chytit "při činu".

Zařízení může být vybaveno příslušenstvím pro ovládání osvětlení LED žárovkami (možnost C). Je možné ztlumit napájení pouliční lampy nebo zapnout / vypnout LED lampy, aniž by došlo k ovlivnění světelných parametrů lamp. Díky 3 stmívačům může ovladač také ovládat dekorativní osvětlení, příležitostné osvětlení (úpravou sady barev RGB). Lze jej také použít k řízení bílé (osvětlení) teploty.

To vám umožní dálkově ovládat město, pouliční osvětlení nebo jakékoli elektrické zařízení.

4. Sdělení.

Přenos naměřených dat se provádí prostřednictvím jednoho komunikačního rozhraní *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTEM1 (CATM1), NB-IoT) - vyžaduje GSM poplatky za předplatné operátora a pokrytí vybrané služby. Maximální dosah několik kilometrů od BTSa GSM na volném prostranství.

• WiFi 2,4 GHz b / g / n - vyžaduje přístup k síti WiFi s přístupem na internet. Neobsahuje GPS a nemá automatickou geolokaci (pouze stacionární varianta s předdefinovanou polohou GPS). Může být také použit jako intervenční zařízení pro měření znečištění na místě. Maximální dosah až cca. 100 m na WiFi router pod širým nebem.

• LoRaWAN (868MHz / EU a 902..915MHz / ostatní) - rádiová komunikace na velké vzdálenosti ve veřejném pásmu. Vzhledem k otevřené a volné povaze kmitočtového pásma existuje riziko rušení a rušení zařízení jinými zařízeními. Vyžaduje instalaci minimálně jedné brány LoRaWAN / Internet - zajištění pokrytí celé oblasti (např. na vysokých komínech nebo GSM stožárech). Maximální dosah asi 10–15 km na volném prostranství.

* - v závislosti na zvoleném typu @AirQ řadiče

5. Vyhrazená @City platforma (cloud).

Platforma @City je vyhrazená "mini-cloud" systém pro jednotlivé zákazníky B2B. Platforma není sdílena mezi ostatními uživateli a pouze jeden klient má přístup k fyzickému nebo virtuálnímu serveru (VPS nebo dedikované servery). Zákazník si může vybrat jedno z několika desítek datových center v Evropě nebo na světě a několik desítek tarifních plánů - souvisejících s hardwarovými zdroji a výkonem dedikovaného hostingu.

5.1. @City Cloudový server.

Software runs běží na serverech VPS běžících na Linuxu (Virtual Private Server) nebo na dedikovaném serveru na straně internetu, v závislosti na požadovaném výkonu serveru (dále jen server). Požadovaný výkon závisí na následujících faktorech:

• soukromý / veřejný přístup

• celkový počet zařízení

• frekvence aktualizací stavu zařízení

• obnovovací frekvence dat

Existuje několik možných variant serveru (virtuální / vyhrazený VPS) v závislosti na:

• Ceny

• typ serveru: virtuální nebo dedikovaný

• geografické umístění datového centra

• virtuální / fyzický počet jader procesoru (1-8 / 8..32)

• virtuální / fyzické množství RAM (1-32 GB / 32-512 GB)

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

Platforma IoT @City je věnována jednomu příjemci (dále jen klient):

• místní úřady, úřady, obce, poviatky

• B2B (podnikatelské subjekty)

Protože server není sdílen mezi klienty, zjednodušuje to problémy s přístupem, zabezpečením a výkonem. Z tohoto důvodu je za efektivní zabezpečení, stabilitu, výkon, propustnost dat atd. Odpovědný pouze jeden zákazník.

V případě nedostatečného výkonu si zákazník může zakoupit vyšší tarif (VPS nebo dedikovaný server), optimálnější pro požadovanou funkčnost a výkon.

Ve zvláštních případech lze implementovat komunikaci typu cloud-to-cloud za účelem globalizace a centralizace dat do větších oblastí namísto cloudu mnoha klientů.

6. Online vizualizace na mapách.

Výsledky lze zobrazit na mapách společně s geolokací senzoru a dalšími parametry, např. doba měření (kastomizace). Obnovují se každou 1 minutu

Výše uvedený příklad ukazuje výsledky měření:

• Částice PM2,5 (první číslo)

• rychlost vozidla (druhé číslo)

• datum a čas měření

První dvě měření jsou barevná v závislosti na hodnotě.

7. Vizualizace výsledků v tabulce.

Výsledky lze také zobrazit v přizpůsobených tabulkách (vyhledávání, třídění, omezování výsledků). Tabulky mají také individuálně přizpůsobenou grafiku (téma). Je možné zobrazit tabulku s aktuálními daty pro všechna zařízení @AirQ nebo archivovat tabulky pro jedno zařízení.

8. Sloupcové grafy.

Sloupcové grafy zobrazují seřazené a "normalizováno" pruhy na maximální hodnotu, od nejvyšší po nejnižší.

Jsou užitečné pro rychlou kontrolu extrémních výsledků a přijetí okamžitých donucovacích opatření (vyslání provize na místo nehody, aby prozkoumala obsah kotle / krbu atd., A případně pokutu).

Když umístíte ukazatel myši nad lištu, zobrazí se další informace o zařízení (další měření a údaje o poloze)

9. Archivní mapy.

U vybraného parametru je možné zobrazit historické grafy pro dané časové období (např. Pevné látky PM2,5, teplota, vlhkost atd. ) pro jakékoli zařízení.

9.1. Sloupcový graf: (zobrazuje pouze existující data)

9.2. Kontinuální graf: (pro stejná vstupní data)

Pohybem ukazatele myši se zobrazí podrobné naměřené hodnoty a datum / čas.

V tomto příkladu (oba výkresy):

• PM2,5 (černá)

• PM10 (červená)

• tlak (zelený) {Pa}

• obecná kvalita ovzduší (modrá) {čím vyšší hodnota, tím lepší}

Tabulka je omezena na večerní hodiny 15:00 - 24:00, kdy většina lidí kouří v kamenech

10. Kompatibilita s webovým prohlížečem.

* - Firefox nepodporuje výběr data / času (textové pole musí být ručně upraveno pomocí příslušného formátu data a času).

Internet Explorer není podporován (místo toho použijte Edge)

Jiné webové prohlížeče nebyly testovány.

11. Přizpůsobení zobrazení / motivu.

Témata View vám umožňují přizpůsobit se a přizpůsobit se vašim vlastním potřebám.

Různá témata webových stránek @AirQ lze použít k vytvoření optimalizovaných šablon např. tisk, ovládání ze smartphonů, PAD. Místní počítačový vědec se základními znalostmi HTML,, CSS je schopen přizpůsobit uživatelské rozhraní.

12. Varianty vybavení.

Zařízení mohou být v mnoha variantách hardwaru, pokud jde o možnosti vybavení i pouzdra (což dává několik kombinací). Kromě toho musí být zařízení v kontaktu s proudícím vnějším vzduchem, což klade určité požadavky na konstrukci krytu.

Proto je možné rozvaděče objednat individuálně podle potřeb.

12.1. Varianty elektroniky:

• Použití snímače částic 2,5 / 10um

• Použití senzoru prostředí (teplota, vlhkost, tlak, kvalita vzduchu)

• Použití ovládacích prvků osvětlení

• Různé varianty napájení (230V, 230V + UPS, baterie, fotovoltaika)

12.2. Montáž:

• Stacionární zařízení

• mobilní zařízení (pro automobily)

• mobilní zařízení (pro drony)

12.3. Kryty:

• vyhrazené kovové stacionární / mobilní skříně - vybraná barva, grafický design, tisk / samolepky, způsob připevnění

• upravené plastové kryty

• vyhrazené plastové krabičky

• případ závisí na velikosti baterie

13. Použitelné informace.

Použitý laserový snímač znečištění vzduchu může být poškozen, pokud je koncentrace prachu, dehtu příliš vysoká, a v takovém případě je vyloučen ze záruky systému. Lze jej zakoupit samostatně jako náhradní díl.

Záruka vylučuje vandalství, sabotáž zařízení (pokusy o nalití, zamrznutí, kouření, mechanické poškození, blesk atd.) ).

14. Obchodní informace.

• Systém může vlastnit obecní, obecní, poviatská nebo městská stráž nebo policie. Fines imposed in some cases reimburse systémové náklady.

• Některá zařízení lze zpřístupnit obyvatelům, pro které záleží na kvalitě prostředí, ve kterém žijí.

• Zařízení lze také prodat obyvatelům, kteří mohou bezplatně přenášet data do systému @AirQ. Mohou to být plná zařízení (GSM) - vyžadují SIM kartu a poplatky za předplatné. Alternativně to mohou být WiFi zařízení (bez GPS) odesílající data přes WiFi síť rezidenta do @City cloudu na internetu (s předdefinovanou GPS pozicí). Tato metoda umožňuje převod většiny nákladů na vybavení na obyvatele a mnohem přesnější sledování smogu v této oblasti.

15. Proekologické, vzdělávací informace.

Je možné (legálně) zveřejnit aktuální výsledky na internetu, díky čemuž se zvyšuje ekologické povědomí obyvatel o škodlivosti smogu. Systém neporušuje GDPR.

Transparentní a veřejné výsledky přinutí ty, kteří přispívají k produkci smogu v této oblasti, aby:

• nekouřit škodlivé látky jako (odpadky, nábytkové desky, železniční pražce, pneumatiky, látky, dřevo impregnované demolicí budov, barevný papír, plast, fólie)

• s použitím ekologického a kvalitního paliva (suché dřevo / ekologický hrášek, kvalitní uhlí)

• změny vadného kotle / krbu

16. Porovnání metod měření smogu.

Provozní doba externí baterie závisí na: strength síle signálu, teplotě, velikosti baterie, frekvenci měření a odeslaných datech.

17. @AirQ Provozní parametry zařízení.

Teplotní rozsah - 40 ° C. + 65 ° C

Vlhkost 0..80% r.v. Bez kondenzace (zařízení)

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

Napájení LoRaWAN 5VDC @ 300mA (max.) ±0,15 V

@City Zařízení GSM + GPS:

Anténní vstup 50ohm

SIM nano-SIM nebo MIM (volba ve fázi výroby - MIM ukládá provozovatele sítě)

Modem Approval Orange (2G + CATM1) / T-Mobile (2G + NBIoT) / ostatní (2G)

Kapely (Evropa) Citlivost TX výstupního výkonu třídy TX

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

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

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

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

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

DCS1800,PCS1900 ( EDGE ) * E2 +26dB ±2 < -109.4dB

Při použití externí úzkopásmové antény frekvenčně přizpůsobené pro dané pásmo.

* Pouze s kombinovaným modemem: 2G, CATM1, NB-IoT

Certifikáty:

• ČERVENÁ (EU)

• GCF (AU)

• PTCRB (NA)

• FCC, IC (NA / NV)

• RoHS / REACH

GPS / GNSS:

Frekvence operací: 1559..1610MHz

Antenna input 50ohm

citlivost * -160 dB statická, -149 dB navigace, -145 studený start

TTFF 1 s (horký), 21 s (teplý), 32 s (studený)

A-GPS ano

Dynamický 2g

obnovovací frekvence 1 Hz

• uzavřená externí úzkopásmová anténa

LoRaWAN LoRaWAN 1.0.2 Devices (8ch., Tx power: + 14dBm) Europe (863-870MHz)

DR T modulace BR bit / s Rx citlivost Rx testy

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

1 2min SF11 / 125kHz 440-133,5dB

2 1min SF10 / 125kHz 980-131dB

3 50s SF9 / 125kHz 1760 -128,5 dB

4 (*) 50s SF8 / 125kHz 3125 -125,5 dB

5 (*) 50s SF7 / 125kHz 5470 -122,5 dB

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

7 FSK 50 kB 50000 -130 dB

(*) Parametry potřebné k aktualizaci firmwaru pomocí OTA

(DR) - Rychlost přenosu dat

(BR) - Přenosová rychlost

T - Minimální obnovovací frekvence [sekundy]

Čidlo částic PM2,5 / PM10:

Min. Teplota pro měření částic - 10 ° C (automaticky odpojeno)

Maximální teplota pro měření částic + 50 (automaticky odpojeno)

Vlhkost RH 0% .. 90% bez kondenzace

Doba měření 10 s

Rozsah měření 0ug / m3 ... 1000ug / m3

Metoda měření laserový senzor s nucenou cirkulací vzduchu

Životnost v optimálních pracovních podmínkách 10 000 h

Přesnost (25 ° C) ±15ug (0..100ug)

±15% (> 100ug)

Příkon 80mA @ 5V

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

EMI imunita 1 V / m (80 MHz .. 1000 MHz) pro IEC 61000-4

příval ±0.5 kV for IEC61000-4-4

imunita (kontakt) 3 V pro IEC61000-4-6

Emisní záření 40 dB 30..230 MHz

47 dB 230..1000 MHz pro CISPR14

Emisní kontakt 0,15..30 MHz podle CISPR14

Senzor prostředí:

Čas měření: 10 s

Maximální spotřeba energie: 20 mA @ 3,6 V

Průměrná spotřeba energie 1mA @ 3,6V

Teplota:

Rozsah měření -40 .. + 85 ° C

accuracy ±0.5C @ 25C, ±1C ( 0..65C)

Vlhkost vzduchu:

Rozsah měření 0..100% r.v.

Přesnost ±3% @ 20..80% r.H. S hysterezí

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

Tlak:

Rozsah měření: 300 Pa. 1100 hPa

Přesnost: ±0.6hPa ( 0 .. 65C)

±0.12hPa ( 25..40C ) @ Pa>700

Temperature Coeficient: ±1.3Pa/C

PLYN:

Teplota -40 .. + 85 ° C

Vlhkost 10..95% r.v.

VOC měřeno na pozadí dusíku

LoRaWAN praktické testy pokrytí:

Zkušební podmínky:

Kerlink Femtocell LoRaWAN Interní brána

Pasivní venkovní širokopásmová anténa umístěná venku ve výšce ~ 9 m od úrovně země.

Umístění Wygoda gm. Karczew (~ 110 m nad mořem).

LoRaWAN zařízení s vynuceným DR0 s externí širokopásmovou anténou umístěné 1,5 m nad zemí na střeše automobilu.

Venkovské oblasti (louky, pole s nízkými stromy a vzácné budovy)

Nejvzdálenějším výsledkem byl Czersk ~ 10,5 km (~ 200 m nad mořem) s RSSI rovným -136 dB (tj. při maximální citlivosti LoRaWAN modemu poskytnuté výrobcem)