@AirQ - Antysmog-System

Echtzeitmessungen mit der Möglichkeit der Ausführung

iSys - Intelligente Systeme

Smart City-Produkte

1. Einführung.

@AirQ ist ein integriertes Luftqualitätskontrollsystem und ein Anti-Smog-System. Es arbeitet in Echtzeit (Messungen alle ~ 30 Sekunden) und bietet eine kontinuierliche Messung der Luftqualität 24 Stunden am Tag. Es ist Teil der Smart City "@City" System von iSys - Intelligente Systeme.

Das @ AirQ-System ermöglicht die autonome Überwachung des Verunreinigungsgehalts (PM2,5 / PM10-Partikel). Es gibt die Möglichkeit, die Täter zu fangen "auf frischer Tat" und um sie auszuführen (Verhängung von Geldstrafen durch Interventionsgruppen, z. die Stadtpolizei, Polizei, Feuerwehr).

Das System misst punktuelle Schadstoffe (in einer Vielzahl von Detektoren und Messungen), wodurch echte Ergebnisse nahe dem Epizentrum der Schadstoffe angezeigt werden. Verschmutzungen sind rein lokal und können die durchschnittlichen Messungen eines Luftqualitätssensors hunderte Male überschreiten.

Daten werden von verteilten Sensoren mit allgemeiner Luftqualität und festen Partikeln von 2,5 um, 10 um gesammelt.

@ AirQ-Geräte können sein:

• stationär (netzbetrieben) - für eine große Anzahl von Sensoren

• stationär - vorübergehend installiert (batteriebetrieben) - für eine mittlere Anzahl von Sensoren

• mobil - in Autos installiert (batteriebetrieben) - für eine sehr kleine Anzahl von Sensoren

• mobil - auf Drohnen installiert

Die Geräte werden im Bereich des öffentlichen Eigentums installiert (z. Straßenlaternen) oder mit Zustimmung der Bewohner auf ihren Grundstücken.

Im Falle des öffentlichen Austauschs von Messdaten ist dies auch Teil der Aufklärung der Bewohner und "Anti-Smog", gesundheitsfördernde und ökologische Prävention.

Das @ Air-System ist viel weniger "umstritten" und effektiver als Drohnen, die:

• Sie fliegen in privaten Räumen

• Sie haben eingebaute Full-HD-Kameras und ihre Verwendung kann als Spyware und Voyeurismus behandelt werden

• kann als Verletzung der Privatsphäre und der DSGVO angesehen werden.

• Sie stellen ein Unfallrisiko dar und können Sach- und Gesundheitsschäden verursachen

• erfordern einen zusätzlichen Bediener und haben eine sehr kleine Reichweite

• Sie arbeiten für einen sehr kurzen Zeitraum des Tages, maximal 1..2 Stunden Batterielebensdauer (sie fliegen nicht im Dunkeln - wenn im Winter am häufigsten in Öfen brennt).

• sind sehr wetterabhängig

Grundstückseigentümer können ihre Rechte in Bezug auf Drohnen, die um die Häuser fliegen, effektiv durchsetzen.

Bei Unfällen und Beschwerden fallen auch Kosten für Rechtsstreitigkeiten, Schadensersatz, Entschädigung und Vergleich an.

Das @ AirQ-System kann gleichzeitig eine Fernsteuerung und eine autonome Steuerung der Straßenbeleuchtung, der Stadtbeleuchtung usw. durchführen. (Intelligentes Beleuchtungssystem "@Licht" ).

 Die Daten werden an den Server des @City Systems gesendet - an die Mini-Cloud, die der Gemeinde oder Region gewidmet ist.

Die Hauptkommunikationsart ist GSM Übertragung (alternativ WiFi oder LoRaWAN im offenen Band)

Das System ermöglicht die Visualisierung in Echtzeit auf einer Karte, Balkendiagrammen sowie das direkte Senden von Alarmmeldungen an Interventionsgruppen.

2. Hauptmerkmale des @ AirQ-Systems.

Hauptmerkmale des @ AirQ-Systems:

• Möglichkeit der mobilen (Montage an Autos oder Drohnen) oder stationären Arbeiten

• Punktmessung von PM 2,5- und 10um-Partikeln mit einem intelligenten Lasersensor (Option A) mit forcierter Luftzirkulation.

• Allgemeine Messung: Luftqualität, Druck, Temperatur, Schadgaskonzentration (Option B)

• die Fähigkeit, in Intervallen von etwa 30 Sekunden bis zu mehreren Stunden zu messen - in Echtzeit 24 Stunden am Tag

Grundlegende GSM drahtlose Übertragung: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (für jeden Betreiber), LTE CAT M1 * (orange), NB-IoT ** (T-Mobile) - erfordert die SIM-Karte oder das MIM des ausgewählten Betreibers und Abonnementgebühren für Datenübertragungs- oder Telemetrietarife.

• Alternative drahtlose WiFi, RF (LoraWAN) -Übertragung - keine zusätzlichen Abonnementgebühren erforderlich

• Echtzeit GPS Positionsmessung (Längen- und Breitengrad, Höhe, Geschwindigkeit, Richtung)

• Selbstpositionierung auf Karten mit aktuellen Messergebnissen

• unabhängiger Schutz und Überwachung von Messgeräten (gegen Diebstahl und Zerstörung - Alarm)

• Ferngesteuerte und intelligente Lichtsteuerung (Ein / Aus) und Dimmen von LED-Lampen (Option C)

*, ** - hängt von der Verfügbarkeit des Dienstes des Betreibers am aktuellen Standort ab

3. @ AirQ Gerät arbeiten.

Das Gerät misst die Menge an festen Partikeln 2,5 um / 10 um bei erzwungener Luftzirkulation (Option A).

Das Gerät arbeitet 24 Stunden am Tag und die minimale Mess- und Übertragungszeit beträgt ca. 30 Sekunden.

Nur eine Mehrpunktmessung der Luftverschmutzung ist sinnvoll, da die Luftverschmutzung streng lokal ist und das Epizentrum eine hundertfach höhere Verschmutzung aufweisen kann als die an anderen Punkten gemessenen Durchschnittswerte. Dies hängt von vielen Faktoren ab, wie Wetter, Windrichtung und -stärke, Druck, Wolkenhöhe, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag, Temperatur, Gelände, Aufforstung usw.

Beispielsweise kann die Messung 50 bis 100 Meter von der Smogquelle entfernt bis zu zehnmal weniger anzeigen (was auf der obigen Karte mit tatsächlichen Messungen aus dem Auto dargestellt ist).

Das Gerät kann auch Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, allgemeine Luftqualität und schädliche Gaswerte messen (Option B). Auf diese Weise können Sie Wetteranomalien (schnelle Änderungen von Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit), Brände sowie einige Manipulationsversuche am Gerät (Einfrieren, Überfluten, Diebstahl usw.) erkennen. ).

Die Messung dauert ungefähr 10 Sekunden, so dass im Fall von mobilen Sensoren der Durchschnittswert der während dieser Zeit zurückgelegten Strecke (z. für eine Geschwindigkeit von 50 km / h - ca. 140 m)

Das Senden von Informationen alle paar Dutzend Sekunden ist auch ein Alarmschutz für das Gerät, wenn:

• Versuche zu zerlegen

• Verwüstung

• Sabotage

• Standortänderungen

• usw.

Auf diese Weise kann das Interventionsteam an den Ort des Vorfalls geschickt und der Täter gefasst werden "auf frischer Tat".

Das Gerät kann mit Zubehör zur Steuerung der Beleuchtung von LED-Lampen ausgestattet werden (Option C). Es ist möglich, die Netzteile der Straßenlaterne zu dimmen oder die LED-Lampen ein- und auszuschalten, ohne die Beleuchtungsparameter der Lampen zu beeinträchtigen. Aufgrund von 3 Dimmern kann der Controller auch die dekorative Beleuchtung und gelegentliche Beleuchtung steuern (durch Anpassen des RGB-Farbsatzes). Es kann auch verwendet werden, um die Weißtemperatur (Beleuchtungstemperatur) zu steuern.

Auf diese Weise können Sie die Stadt-, Straßenbeleuchtung oder elektrische Geräte fernsteuern.

4. Kommunikation.

Die Übertragung der Messdaten erfolgt über eine Kommunikationsschnittstelle *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTEM1 (CATM1), NB-IoT) - erfordert GSM Betreiberabonnementgebühren und Deckungsschutz für den ausgewählten Dienst. Maximale Reichweite wenige Kilometer von BTSa GSM im offenen Bereich.

• WiFi 2.4GHz b / g / n - erfordert Zugang zu einem WiFi-Netzwerk mit Internetzugang. Es enthält kein GPS und verfügt nicht über eine automatische Geolokalisierung (nur die stationäre Variante mit einer vordefinierten GPS-Position). Es kann auch als Interventionsgerät zur Messung der Verschmutzung vor Ort verwendet werden. Maximale Reichweite bis ca. 100m zum WLAN-Router im Freien.

• LoRaWAN (868 MHz / EU und 902..915 MHz / Andere) - Fernfunkkommunikation im öffentlichen Band. Aufgrund der offenen und freien Natur des Frequenzbandes besteht die Gefahr von Interferenzen und Störungen des Geräts durch andere Geräte. Es erfordert die Installation von mindestens einem LoRaWAN / Internet-Gate, um die Abdeckung des gesamten Bereichs (z. auf hohen Kaminen oder asts Masten). Maximale Reichweite ca. 10-15 km im offenen Bereich.

* - abhängig vom Typ des ausgewählten @ AirQ-Controllers

5. Dedizierte Plattform (Cloud).

Die @City-Plattform ist eine dedizierte "Mini-Cloud" System für einzelne B2B-Kunden. Die Plattform wird nicht von anderen Benutzern gemeinsam genutzt und nur ein Client hat Zugriff auf einen physischen oder virtuellen Server (VPS oder dedizierte Server). Der Kunde kann zwischen mehreren Dutzend Rechenzentren in Europa oder der Welt und mehreren Dutzend Tarifplänen wählen - in Bezug auf Hardwareressourcen und die Leistung von dediziertem Hosting.

5.1. @City Cloud Server.

Die @City-Software wird auf VPS-Servern ausgeführt, die unter Linux (Virtual Private Server) oder einem dedizierten Server auf der Internetseite ausgeführt werden, abhängig von der gewünschten Serverleistung (im Folgenden als Server bezeichnet). Die erforderliche Leistung hängt von folgenden Faktoren ab:

• privater / öffentlicher Zugang

• Gesamtzahl der Geräte

• Häufigkeit von Gerätestatusaktualisierungen

• Datenaktualisierungsrate

Es gibt verschiedene mögliche Servervarianten (virtuelles / dediziertes VPS), abhängig von:

• Preise

• Servertyp: virtuell oder dediziert

• Geo-Standort des Rechenzentrums

• virtuelle / physische Anzahl von Prozessorkernen (1-8 / 8..32)

• virtuelle / physische RAM-Größe (1-32 GB / 32-512 GB)

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

Die IoT @City -Plattform ist einem einzelnen Empfänger zugeordnet (im Folgenden als Client bezeichnet):

• Kommunen, Büros, Gemeinden, Poviats

• B2B (Geschäftseinheiten)

Da der Server nicht von Clients gemeinsam genutzt wird, vereinfacht dies Zugriffs-, Sicherheits- und Leistungsprobleme. Aus diesem Grund ist nur ein Kunde für effektive Sicherheit, Stabilität, Leistung, Datendurchsatz usw. verantwortlich.

Bei unzureichender Leistung kann der Kunde einen höheren Tarif (VPS oder dedizierter Server) erwerben, der für die erforderliche Funktionalität und Leistung optimaler ist.

In besonderen Fällen kann die Cloud-zu-Cloud-Kommunikation implementiert werden, um Daten in größeren Bereichen zu globalisieren und zu zentralisieren, anstatt in der Cloud vieler Clients.

6. Online-Visualisierung auf Karten.

Die Ergebnisse können zusammen mit der Geolokalisierung des Sensors und anderen Parametern, z. Messzeit (Castomisierung). Sie werden alle 1 Minute aktualisiert

Das obige Beispiel zeigt die Ergebnisse der Messungen:

• PM2.5 Partikel (erste Nummer)

• Fahrzeuggeschwindigkeit (zweite Nummer)

• Datum und Uhrzeit der Messung

Die ersten beiden Messungen sind je nach Wert farbig.

7. Visualisierung der Ergebnisse in der Tabelle.

Die Ergebnisse können auch in benutzerdefinierten Tabellen angezeigt werden (Suchen, Sortieren, Einschränken der Ergebnisse). Die Tabellen haben auch individuell angepasste Grafiken (Thema). Es ist möglich, eine Tabelle mit aktuellen Daten für alle @ AirQ-Geräte oder Archivtabellen für ein einzelnes Gerät anzuzeigen.

8. Balkendiagramme.

Balkendiagramme werden sortiert und angezeigt "normalisiert" Balken auf den Maximalwert, vom höchsten zum niedrigsten.

Sie sind nützlich, um extreme Ergebnisse schnell zu überprüfen und sofortige Durchsetzungsmaßnahmen zu ergreifen (Senden einer Kommission an den Ort des Vorfalls, um den Inhalt des Kessels / Kamins usw. zu untersuchen und möglicherweise Geldstrafen zu verhängen).

Wenn Sie mit der Maus über die Leiste fahren, werden zusätzliche Informationen zum Gerät angezeigt (andere Messungen und Standortdaten).

9. Archivkarten.

Es ist möglich, historische Diagramme für einen bestimmten Zeitraum für einen ausgewählten Parameter (z. PM2.5 Feststoffe, Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw. ) für jedes Gerät.

9.1. Balkendiagramm: (zeigt nur vorhandene Daten an)

9.2. Kontinuierliches Diagramm: (für dieselben Eingabedaten)

Durch Bewegen des Mauszeigers werden detaillierte Messwerte sowie Datum und Uhrzeit angezeigt.

Für dieses Beispiel (beide Zeichnungen):

• PM2.5 (schwarz)

• PM10 (rot)

• Druck (grün) {Pa}

• allgemeine Luftqualität (blau) {je höher der Wert, desto besser}

Die Karte ist auf die Abendstunden von 15:00 bis 24:00 Uhr beschränkt, in denen die meisten Menschen in den Öfen rauchen

10. Kompatibilität mit dem Webbrowser.

* - Firefox unterstützt keine Datums- / Uhrzeitauswahl (das Textfeld muss manuell mit dem entsprechenden Datums- und Uhrzeitformat bearbeitet werden).

Internet Explorer wird nicht unterstützt (verwenden Sie stattdessen Edge)

Andere Webbrowser wurden nicht getestet.

11. Ansichts- / Themenanpassung.

Mit den Themen von View können Sie Ihre eigenen Anforderungen anpassen.

Verschiedene @ AirQ-Website-Themen können verwendet werden, um optimierte Vorlagen für z. Drucken, Bedienen von Smartphones, PADs. Ein lokaler Informatiker mit Grundkenntnissen in HTML, JavaScript, CSS kann die Benutzeroberfläche selbst anpassen.

12. Ausstattungsvarianten.

Die Geräte können in vielen Hardwarevarianten in Bezug auf Ausstattungsoptionen sowie Gehäuse (die mehrere Kombinationen ergeben) vorliegen. Darüber hinaus muss das Gerät Kontakt mit der strömenden Außenluft haben, was bestimmte Anforderungen an die Gehäusekonstruktion stellt.

Daher können die Gehäuse je nach Bedarf individuell bestellt werden.

12.1. Varianten der Elektronik:

• Anwendung des Partikelsensors 2,5 / 10um

• Verwendung eines Umgebungssensors (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck, Luftqualität)

• Die Verwendung von Lichtsteuerelementen

• Verschiedene Leistungsvarianten (230V, 230V + USV, Batterie, Photovoltaik)

12.2. Montage:

• Stationäre Ausrüstung

• mobile Geräte (für Autos)

• mobile Geräte (für Drohnen)

12.3. Umfasst:

• dedizierte stationäre / mobile Metallgehäuse - ausgewählte Farbe, Grafikdesign, Druck / Aufkleber, Befestigungsmethode

• angepasste Kunststoffgehäuse

• dedizierte Kunststoffgehäuse

• Der Fall hängt von der Größe der Batterie ab

13. Verwendbare Informationen.

Der verwendete Laser-Luftverschmutzungssensor kann beschädigt werden, wenn die Staub- und Teerkonzentration zu hoch ist. In diesem Fall ist er von der Garantie des Systems ausgeschlossen. Es kann separat als Ersatzteil erworben werden.

Die Garantie schließt Vandalismus, Sabotage am Gerät (Versuche zu gießen, einzufrieren, zu rauchen, mechanische Schäden, Blitze usw.) aus. ).

14. Geschäftsinformationen.

• Das System kann im Besitz von Stadt-, Gemeinde-, Poviat- oder Stadtwachen oder der Polizei sein. Fines imposed in some cases reimburse Systemkosten.

• Einige Geräte können Bewohnern zur Verfügung gestellt werden, für die die Qualität der Umgebung, in der sie leben, von Bedeutung ist.

• Die Geräte können auch an Anwohner verkauft werden, die kostenlos Daten an das @ AirQ-System übertragen können. Sie können vollständige Geräte sein (GSM) - sie erfordern eine SIM-Karte und Abonnementgebühren. Alternativ können es sich um WiFi-Geräte (ohne GPS) handeln, die Daten über das WiFi-Netzwerk des Bewohners an die @City Cloud im Internet senden (mit einer vordefinierten GPS Position). Diese Methode ermöglicht die Übertragung der meisten Ausrüstungskosten an die Bewohner und eine viel genauere Überwachung des Smogs in der Region.

fünfzehn. Pro-ökologische, pädagogische Informationen.

Es ist (legal) möglich, aktuelle Ergebnisse im Internet zu veröffentlichen, wodurch das ökologische Bewusstsein der Bewohner für die Schädlichkeit von Smog zunimmt. Das System verstößt nicht gegen die DSGVO.

Transparente und öffentliche Ergebnisse werden diejenigen, die zur Smogproduktion in der Region beitragen, dazu zwingen:

• Nichtraucher schädlicher Substanzen wie (Müll, Möbelbretter, Eisenbahnschwellen, Reifen, Stoffe, Holz, das durch den Abriss von Gebäuden imprägniert wurde, farbiges Papier, Kunststoff, Folie)

• mit ökologischen und hochwertigen Brennstoffen (trockenes Holz / Öko-Erbsen, hochwertige Kohle)

• Änderungen in einem defekten Kessel / Kamin

16. Vergleich der Smog-Messmethoden.

Die Betriebszeit einer externen Batterie hängt ab von: GSM Signalstärke, Temperatur, Batteriegröße, Messfrequenz und gesendeten Daten.

17. @AirQ Devices Betriebsparameter.

Temperaturbereich - 40C .. + 65C

Luftfeuchtigkeit 0..80% r.H. Keine Kondensation (Gerät)

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

Stromversorgung LoRaWAN 5VDC bei 300mA (max.) ±0,15 V.

@City GSM + GPS-Gerät:

Antenneneingang 50 Ohm

SIM Nano-SIM oder MIM (Auswahl in der Produktionsphase - MIM legt einen Netzbetreiber fest)

Modemgenehmigung Orange (2G + CATM1) / T-Mobile (2G + NBIoT) / Andere (2G)

Bands (Europa) Klasse TX Ausgangsleistung RX Empfindlichkeit

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

Bei Verwendung einer externen Schmalbandantenne, die für ein bestimmtes Band frequenzangepasst ist.

* Nur mit Combo-Modem: 2G, CATM1, NB-IoT

Zertifikate:

• ROT (EU)

• GCF (AU)

• PTCRB (NA)

• FCC, IC (NA / NV)

• RoHS / REACH

GPS / GNSS:

Betriebsfrequenz: 1559..1610MHz

Antenna input 50ohm

Empfindlichkeit * -160 dB statisch, -149 dB Navigation, -145 Kaltstart

TTFF 1s (heiß), 21s (warm), 32s (kalt)

A-GPS ja

Dynamisch 2g

Bildwiederholfrequenz 1Hz

• passende externe Schmalbandantenne

0. LoRaWAN 1.0.2 Geräte (8 Kanal, Sendeleistung: + 14 dBm) Europa (863-870 MHz)

DR T. Modulation BR-Bit / s Rx-Empfindlichkeit Rx-Tests

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

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

2 1 min SF10 / 125 kHz 980-131 dB

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 50 kbs 50000 -130 dB

(*) Parameter, die zum Aktualisieren der Firmware über OTA erforderlich sind

(DR) - Datenrate

(BR) - Bitrate

T - Minimale Bildwiederholfrequenz [Sekunden]

Partikelsensor PM2.5 / PM10:

Temperatur min für Partikelmessung - 10C (automatisch getrennt)

Temperatur max für Partikelmessung + 50 (automatisch getrennt)

Luftfeuchtigkeit RH 0% .. 90% keine Kondensation

Messzeit 10s

Messbereich 0ug / m3 .... 1000ug / m3

Messmethode Lasersensor mit forcierter Luftzirkulation

Lebensdauer bei optimalen Arbeitsbedingungen 10000h

Genauigkeit (25C) ±15ug (0..100ug)

±15% (> 100ug)

Leistungsaufnahme 80mA bei 5V

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

EMI-Immunität 1 V / m (80 MHz). 1000 MHz) für IEC 61000-4

Ansturm ±0.5 kV for IEC61000-4-4

Immunität (Kontakt) 3 V für IEC61000-4-6

Emissionsstrahlung 40 dB 30..230 MHz

47 dB 230..1000 MHz für CISPR14

Emissionskontakt 0,15,30 MHz gemäß CISPR14

Umgebungssensor:

Messzeit: 10s

Maximaler Stromverbrauch: 20mA@3.6V

Durchschnittlicher Stromverbrauch 1mA@3.6V

Temperatur:

Messbereich -40 .. + 85C

accuracy ±0.5C @ 25C, ±1C ( 0..65C)

Feuchtigkeit:

Messbereich 0..100% r.H.

Richtigkeit ±3% @ 20..80% r.H. Mit Hysterese

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

Druck:

Messbereich: 300Pa ..1100hPa

Richtigkeit: ±0.6hPa ( 0 .. 65C)

±0.12hPa ( 25..40C ) @ Pa>700

Temperature Coeficient: ±1.3Pa/C

GAS:

Temperatur -40 .. + 85C

Luftfeuchtigkeit 10,95% r.H.

VOC gemessen mit Stickstoffhintergrund

LoRaWAN praktische Abdeckungstests:

Test-Bedingungen:

Kerlink Femtocell LoRaWAN Internes Gateway

Passive Breitbandantenne für den Außenbereich in einer Höhe von ca. 9 m über dem Boden.

Lage Wygoda gm. Karczew (~ 110 m über dem Meeresspiegel).

LoRaWAN Gerät mit erzwungenem DR0 mit einer externen Breitbandantenne, die 1,5 m über dem Boden auf dem Autodach platziert ist.

Ländliche Gebiete (Wiesen, Felder mit niedrigen Bäumen und seltene Gebäude)

Das am weitesten entfernte Ergebnis war Czersk ~ 10,5 km (~ 200 m über dem Meeresspiegel) mit einem RSSI von -136 dB (d. H. bei maximaler Empfindlichkeit des vom Hersteller bereitgestellten LoRaWAN-Modems)