@AirQ - Sistema Antysmog

Misure in tempo reale con possibilità di esecuzione

iSys - Sistemi intelligenti

Prodotti Smart City

1. Introduzione.

@AirQ è un sistema integrato di controllo della qualità dell'aria e un sistema anti-smog. Funziona in tempo reale (misurazioni ogni ~ 30 sec) e fornisce misurazioni continue della qualità dell'aria 24 ore al giorno. Fa parte della Smart City "@City" sistema da iSys - Sistemi intelligenti.

Il sistema @AirQ consente il monitoraggio autonomo del livello di impurità (particelle PM2,5 / PM10). Dà la possibilità di catturare gli autori "nell'atto" e per eseguirli (imponendo sanzioni pecuniarie da parte di gruppi di intervento, ad es. Polizia Municipale, Polizia, Vigili del fuoco).

Il sistema misura inquinanti spot (in un gran numero di rilevatori e misurazioni) grazie ai quali mostra risultati reali vicini all'epicentro degli inquinanti. Gli inquinamenti sono puramente locali e possono superare le misurazioni medie di un sensore di qualità dell'aria centinaia di volte.

I dati vengono raccolti da sensori distribuiti di qualità dell'aria generale e particelle solide 2.5um, 10um.

I dispositivi @AirQ possono essere:

• stazionario (alimentato dalla rete) - per un gran numero di sensori

• stazionario - installato temporaneamente (alimentato a batteria) - per un numero medio di sensori

• mobile - installato sulle auto (alimentato a batteria) - per un numero molto ridotto di sensori

• mobile - installato sui droni

I dispositivi sono installati nell'area di proprietà pubblica (es. lampioni) o con il consenso dei residenti sui loro appezzamenti.

Nel caso della condivisione pubblica dei dati di misurazione, fa anche parte dell'educazione dei residenti e "anti-smog", pro-salute e prevenzione pro-ecologica.

Il sistema @Air è molto meno "controverso" e più efficace dei droni che:

• volano in spazi privati

• hanno telecamere Full HD integrate e il loro utilizzo può essere trattato come spyware e voyeurismo

• può essere considerato una violazione della privacy e del GDPR.

• comportano un rischio di incidenti, possono causare danni alla proprietà e alla salute

• richiedono un operatore aggiuntivo e hanno una portata molto ridotta

• funzionano per un brevissimo periodo della giornata, max 1..2 ore di autonomia (non volano al buio - quando in inverno il più delle volte brucia nei forni)

• dipendono molto dal tempo

I proprietari di terreni possono far valere efficacemente i loro diritti riguardo ai droni che volano intorno alle case.

In caso di infortunio oltre che di reclami sono previsti anche costi di contenzioso, danni, risarcimenti e risarcimenti.

Il sistema @AirQ può eseguire simultaneamente il controllo remoto e autonomo dell'illuminazione stradale, dell'illuminazione cittadina, ecc. (Sistema di illuminazione intelligente "@Leggero" ).

 I dati vengono inviati al server del sistema @City - al mini-cloud, dedicato al comune o alla regione.

Il principale tipo di comunicazione è la trasmissione GSM (In alternativa WiFi o LoRaWAN in banda aperta)

Il sistema permette la visualizzazione in tempo reale su mappa, grafici a barre e l'invio diretto di messaggi di allarme ai gruppi di intervento.

2. Caratteristiche principali del sistema @AirQ.

Caratteristiche principali del sistema @AirQ:

• possibilità di lavoro mobile (montaggio su auto o droni) o fisso

• misurazione spot delle particelle PM 2,5 e 10um mediante sensore laser intelligente (opzione A) con circolazione d'aria forzata.

• misurazione generale: qualità dell'aria, pressione, temperatura, concentrazione di gas nocivi (opzione B)

• la capacità di misurare in intervalli da circa 30 secondi a diverse ore - in tempo reale 24 ore al giorno

Trasmissione wireless di base: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (per qualsiasi operatore), LTE CAT M1 * (arancione), NB-IoT ** (T-Mobile) - richiede la scheda SIM o MIM dell'operatore selezionato e canoni di abbonamento per la trasmissione dati o tariffe di telemetria.

• WiFi wireless alternativo, trasmissione RF (LoraWAN) - non sono richiesti costi di abbonamento aggiuntivi

• misurazione della posizione in tempo reale (longitudine e latitudine, altitudine, velocità, direzione)

• auto-posizionamento sulle mappe con i risultati delle misurazioni correnti

• protezione e monitoraggio indipendenti dei dispositivi di misurazione (contro furto e devastazione - allarme)

• controllo remoto e intelligente dell'illuminazione (on / off) e dimmerazione delle lampade a LED (opzione C)

*, ** - dipende dalla disponibilità del servizio dell'operatore nella posizione corrente

3. @AirQ Device funziona.

Il dispositivo misura la quantità di particelle solide 2.5um / 10um con circolazione d'aria forzata (opzione A).

Il dispositivo funziona 24 ore al giorno e il periodo minimo di misurazione e trasmissione è di circa 30 secondi.

Solo la misurazione multi-punto dell'inquinamento atmosferico ha senso, perché l'inquinamento atmosferico è strettamente locale e l'epicentro può avere un inquinamento diverse centinaia di volte maggiore rispetto ai valori medi misurati in altri punti. Dipende da molti fattori come il tempo, la direzione e la forza del vento, la pressione, l'altezza delle nuvole, l'umidità, le precipitazioni, la temperatura, il terreno, il rimboschimento, ecc.

Ad esempio, a 50-100 metri dalla sorgente di smog, la misurazione può indicare fino a 10 volte meno (che è mostrato sulla mappa sopra con misurazioni reali prese dall'auto).

Il dispositivo può anche misurare pressione, temperatura, umidità, qualità generale dell'aria - livelli di gas nocivi (opzione B). Ciò consente di rilevare anomalie meteorologiche (rapidi sbalzi di temperatura, pressione, umidità), incendi nonché alcuni tentativi di manomissione del dispositivo (gelo, allagamento, furto, ecc. ).

La misura dura circa 10 secondi, quindi nel caso di sensori mobili, fornisce il valore medio della distanza percorsa durante questo tempo (es. per una velocità di 50 km / h - circa 140 m)

L'invio di informazioni ogni poche decine di secondi è anche una protezione di allarme per il dispositivo in caso di:

• tentativi di smantellamento

• devastazione

• sabotaggio

• cambiamenti di posizione

• eccetera.

Ciò consente al team di intervento di essere inviato sul luogo dell'incidente e catturato l'autore del reato "nell'atto".

Il dispositivo può essere dotato di accessori per il controllo dell'accensione di lampade a LED (Opzione C). E 'possibile dimmerare gli alimentatori dei lampioni, oppure accendere / spegnere le lampade a LED senza interferire con i parametri illuminotecnici dei lampioni. Grazie a 3 dimmer, il controller può anche controllare l'illuminazione decorativa, l'illuminazione occasionale (regolando il set di colori RGB). Può anche essere utilizzato per controllare la temperatura del bianco (illuminazione).

Ciò consente di controllare a distanza la città, l'illuminazione stradale o qualsiasi apparecchiatura elettrica.

4. Comunicazione.

La trasmissione dei dati di misura avviene attraverso una interfaccia di comunicazione *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTEM1 (CATM1), NB-IoT) - richiede GSM canoni di abbonamento dell'operatore e copertura di copertura per il servizio selezionato. Portata massima a pochi chilometri da BTSa GSM in area aperta.

• WiFi 2,4 GHz b / g / n: richiede l'accesso a una rete WiFi con accesso a Internet. Non contiene GPS e non ha la geolocalizzazione automatica (solo la variante stazionaria con una posizione GPS predefinita). Può essere utilizzato anche come apparecchiatura di intervento per la misurazione dell'inquinamento in sito. Portata massima fino a ca. 100m al router WiFi all'aperto.

• LoRaWAN (868 MHz / UE e 902..915 MHz / Altro) - comunicazione radio a lungo raggio nella banda pubblica. A causa della natura aperta e libera della banda di frequenza, vi è il rischio di interferenze e inceppamenti del dispositivo da parte di altri dispositivi. Richiede l'installazione di almeno un LoRaWAN / Internet gate - garantendo la copertura dell'intera area (es. su alte ciminiere o GSM alberi). Portata massima di circa 10-15 km in area aperta.

* - a seconda del tipo di controller @AirQ selezionato

5. Piattaforma @City dedicata (cloud).

La piattaforma @City è dedicata "mini-cloud" sistema per singoli clienti B2B. La piattaforma non è condivisa tra altri utenti e solo un client ha accesso a un server fisico o virtuale (VPS o server dedicati). Il cliente può scegliere una delle diverse dozzine di data center in Europa o nel mondo e diverse dozzine di piani tariffari, relativi alle risorse hardware e alle prestazioni dell'hosting dedicato.

5.1. @City Cloud Server.

Il software @City viene eseguito su server VPS in esecuzione su Linux (Virtual Private Server) o un server dedicato sul lato Internet, a seconda delle prestazioni del server desiderate (di seguito denominato server). Le prestazioni richieste dipendono dai seguenti fattori:

• accesso privato / pubblico

• numero totale di dispositivi

• frequenza degli aggiornamenti dello stato del dispositivo

• frequenza di aggiornamento dei dati

Esistono diverse varianti di server possibili (VPS virtuale / dedicato) a seconda di:

• Prezzi

• tipo di server: virtuale o dedicato

• geolocalizzazione del data center

• numero virtuale / fisico di core del processore (1-8 / 8..32)

• quantità di RAM virtuale / fisica (1-32 GB / 32-512 GB)

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

La piattaforma IoT @City è dedicata ad un unico destinatario (di seguito denominato cliente):

• autorità locali, uffici, comuni, poviats

• B2B (entità aziendali)

Poiché il server non è condiviso tra i client, ciò semplifica i problemi di accesso, sicurezza e prestazioni. Per questo motivo, solo un cliente è responsabile di sicurezza, stabilità, prestazioni, throughput dei dati e così via efficaci.

In caso di prestazioni insufficienti, il cliente può acquistare un piano tariffario più elevato (VPS o server dedicato), più ottimale per le funzionalità e le prestazioni richieste.

In casi speciali, la comunicazione da cloud a cloud può essere implementata per globalizzare e centralizzare i dati in aree più grandi invece che nel cloud di molti client.

6. Visualizzazione online su mappe.

I risultati possono essere visualizzati sulle mappe insieme alla geolocalizzazione del sensore e ad altri parametri, ad es. tempo di misurazione (castomizzazione). Vengono aggiornati ogni 1 minuto

L'esempio sopra mostra i risultati delle misurazioni:

• Particelle PM2,5 (primo numero)

• velocità del veicolo (secondo numero)

• data e ora della misurazione

Le prime due misurazioni sono colorate a seconda del valore.

7. Visualizzazione dei risultati nella tabella.

I risultati possono anche essere visualizzati in tabelle personalizzate (ricerca, ordinamento, limitazione dei risultati). Le tabelle hanno anche una grafica personalizzata (Tema). È possibile visualizzare una tabella con i dati correnti per tutti i dispositivi @AirQ o archiviare le tabelle per un singolo dispositivo.

8. Grafici a barre.

I grafici a barre vengono visualizzati in ordine e "normalizzato" barre al valore massimo, dal più alto al più basso.

Sono utili per un rapido controllo dei risultati estremi e per intraprendere azioni esecutive immediate (invio di una commissione sul luogo dell'incidente per esaminare il contenuto della caldaia / caminetto, ecc., Ed eventualmente multare).

Passando il mouse sulla barra vengono visualizzate ulteriori informazioni sul dispositivo (altre misurazioni e dati sulla posizione)

9. Grafici d'archivio.

È possibile visualizzare grafici storici per un determinato periodo di tempo per un parametro selezionato (ad es. Solidi PM2,5, temperatura, umidità, ecc. ) per qualsiasi dispositivo.

9.1. Grafico a barre: (visualizza solo i dati esistenti)

9.2. Grafico continuo: (per gli stessi dati di input)

Spostando il puntatore del mouse vengono visualizzati valori di misurazione dettagliati e data / ora.

Per questo esempio (entrambi i disegni):

• PM2.5 (nero)

• PM10 (rosso)

• pressione (verde) {Pa}

• qualità dell'aria generale (blu) {maggiore è il valore, meglio è}

Il grafico è limitato alle ore serali dalle 15:00 alle 24:00, quando la maggior parte delle persone fuma nei fornelli

10. Compatibilità con il browser web.

* - Firefox non supporta la selezione di data / ora (il campo di testo deve essere modificato manualmente utilizzando il formato di data e ora appropriato).

Internet Explorer non è supportato (usa invece Edge)

Altri browser web non sono stati testati.

11. Visualizzazione / personalizzazione del tema.

I temi di View ti consentono di personalizzare e adattare le tue esigenze.

Vari temi del sito web @AirQ possono essere utilizzati per creare modelli ottimizzati per es. stampa, funzionamento da smartphone, PAD. Un informatico locale con una conoscenza di base di HTML, JavaScript, CSS è in grado di personalizzare automaticamente l'interfaccia utente.

12. Varianti di equipaggiamento.

I dispositivi possono essere in molte varianti hardware per quanto riguarda le opzioni di equipaggiamento e gli alloggiamenti (che fornisce diverse combinazioni). Inoltre, il dispositivo deve essere a contatto con l'aria esterna che scorre, il che impone determinati requisiti al design dell'alloggiamento.

Pertanto, le custodie possono essere ordinate singolarmente a seconda delle esigenze.

12.1. Varianti di elettronica:

• Applicazione del sensore di particolato 2.5 / 10um

• Utilizzo di un sensore ambientale (temperatura, umidità, pressione, qualità dell'aria)

• L'uso di elementi di controllo dell'illuminazione

• Diverse varianti di potenza (230V, 230V + UPS, batteria, fotovoltaico)

12.2. Montaggio:

• Apparecchiature fisse

• dispositivi mobili (per auto)

• dispositivi mobili (per droni)

12.3. Copertine:

• involucri fissi / mobili in metallo dedicati - colore selezionato, design grafico, stampa / adesivi, metodo di fissaggio

• alloggiamenti in plastica adattati

• custodie in plastica dedicate

• il case dipende dalle dimensioni della batteria

13. Informazioni utilizzabili.

Il sensore laser di inquinamento atmosferico utilizzato può subire danni se la concentrazione di polvere, catrame è troppo elevata, ed in questo caso è escluso dalla garanzia del sistema. Può essere acquistato separatamente come ricambio.

Sono esclusi dalla garanzia atti vandalici, sabotaggi sul dispositivo (tentativi di versamento, congelamento, fumo, danni meccanici, fulmini, ecc. ).

14. Informazioni d'affari.

• Il sistema può essere di proprietà delle guardie municipali, comunali, poviat o cittadine o della polizia. Fines imposed in some cases reimburse costi di sistema.

• Alcuni dispositivi possono essere messi a disposizione dei residenti per i quali la qualità dell'ambiente in cui vivono è importante.

• I dispositivi possono essere venduti anche ai residenti che possono trasferire gratuitamente i dati al sistema @AirQ. Possono essere dispositivi completi (GSM): richiedono una carta SIM e costi di abbonamento. In alternativa, possono essere dispositivi WiFi (senza GPS) che inviano dati tramite la rete WiFi del residente al @City cloud su Internet (con una posizione GPS predefinita). Questo metodo consente il trasferimento della maggior parte dei costi delle apparecchiature ai residenti e un monitoraggio molto più accurato dello smog nell'area.

15. Informazioni pro-ecologiche ed educative.

È possibile (legalmente) pubblicare i risultati attuali su Internet, grazie ai quali aumenta la consapevolezza ecologica degli abitanti sulla nocività dello smog. Il sistema non viola il GDPR.

Risultati trasparenti e pubblici costringeranno coloro che contribuiscono alla produzione di smog nell'area a:

• non fumare sostanze nocive come (spazzatura, assi di mobili, traversine ferroviarie, pneumatici, tessuti, legno impregnato da demolizioni di edifici, carta colorata, plastica, fogli)

• utilizzando combustibili ecologici e di alta qualità (legna secca / eco-piselli, carbone di alta qualità)

• modifiche in una caldaia / caminetto difettoso

16. Confronto dei metodi di misurazione dello smog.

Il tempo di funzionamento di una batteria esterna dipende da: GSM intensità del segnale, temperatura, dimensioni della batteria, frequenza di misurazione e dati inviati.

17. Parametri operativi dei dispositivi @AirQ.

Intervallo di temperatura - 40 ° C. + 65C

Umidità 0..80% r.H. Nessuna condensa (dispositivo)

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

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

@City Dispositivo GSM + GPS:

Ingresso antenna 50ohm

SIM nano-SIM o MIM (scelta in fase di produzione - MIM impone un operatore di rete)

Approvazione modem Arancione (2G + CATM1) / T-Mobile (2G + NBIoT) / Altro (2G)

Bande (Europa) Sensibilità RX della potenza di uscita in classe TX

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

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

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

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

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

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

Quando si utilizza un'antenna a banda stretta esterna abbinata alla frequenza per una determinata banda.

* Solo con modem Combo: 2G, CATM1, NB-IoT

Certificati:

• ROSSO (UE)

• GCF (AU)

• PTCRB (NA)

• FCC, IC (NA / NV)

• RoHS / REACH

GPS / GNSS:

Frequenza delle operazioni: 1559..1610 MHz

Antenna input 50ohm

sensibilità * -160dB statica, -149dB di navigazione, -145 avviamento a freddo

TTFF 1s (caldo), 21s (caldo), 32s (freddo)

A-GPS sì

2g dinamico

frequenza di aggiornamento 1Hz

• antenna a banda stretta esterna abbinata

@City LoRaWAN 1.0.2 Dispositivi (8 canali, potenza Tx: + 14dBm) Europa (863-870 MHz)

DR T modulazione BR bit / s Rx Sensibilità Rx Test

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 1760-128,5 dB

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

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

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

7 FSK 50 kbs 50000-130 dB

(*) Parametri necessari per aggiornare il firmware tramite OTA

(DR) - Velocità dati

(BR) - Velocità in bit

T - Frequenza di aggiornamento minima [secondi]

Sensore di particelle PM2.5 / PM10:

Temperatura min per la misurazione delle particelle - 10 ° C (scollegato automaticamente)

Temperatura massima per la misurazione delle particelle + 50 (scollegata automaticamente)

Umidità RH 0% .. 90% senza condensa

Tempo di misurazione 10s

Campo di misura 0ug / m3 .... 1000ug / m3

Metodo di misura sensore laser con circolazione d'aria forzata

Tempo di vita in condizioni di lavoro ottimali 10000h

Precisione (25 ° C) ±15ug (0..100ug)

±15% (> 100ug)

Consumo di corrente 80mA @ 5V

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

Immunità EMI 1 V / m (80 MHz .. 1000 MHz) per IEC 61000-4

inrush ±0.5 kV for IEC61000-4-4

immunità (contatto) 3 V per IEC61000-4-6

Emissione di radiazioni 40 dB 30..230 MHz

47 dB 230..1000 MHz per CISPR14

Contatto di emissione 0,15..30 MHz secondo CISPR14

Sensore ambientale:

Tempo di misurazione: 10 secondi

Consumo energetico massimo: 20mA@3.6V

Consumo energetico medio 1mA@3.6V

Temperatura:

Campo di misura -40 .. + 85C

accuracy ±0.5C @ 25C, ±1C ( 0..65C)

Umidità:

Campo di misura 0..100% r.H.

Precisione ±3% @ 20..80% r.H. Con isteresi

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

Pressione:

Intervallo di misurazione: 300Pa ..1100hPa

Precisione: ±0.6hPa ( 0 .. 65C)

±0.12hPa ( 25..40C ) @ Pa>700

Temperature Coeficient: ±1.3Pa/C

GAS:

Temperatura -40 .. + 85C

Umidità 10..95% r.H.

VOC misurato con fondo di azoto

LoRaWAN test pratici di copertura:

Condizioni di prova:

Kerlink Femtocell LoRaWAN Gateway interno

Antenna passiva per esterni a banda larga posizionata all'esterno ad un'altezza di ~ 9 m dal livello del suolo.

Posizione Wygoda gm. Karczew (~ 110 m sul livello del mare).

LoRaWAN dispositivo con DR0 forzato con antenna a banda larga esterna posta a 1.5m da terra sul tetto dell'auto.

Aree rurali (prati, campi con alberi bassi e edifici rari)

Il risultato più lontano è stato Czersk ~ 10,5 km (~ 200 m sul livello del mare) con RSSI pari a -136dB (ad es. alla massima sensibilità del LoRaWAN modem fornita dal produttore)