@AirQ - systém Antysmog

Merania v reálnom čase s možnosťou vykonania

iSys - inteligentné systémy

Produkty Smart City

1. Úvod.

@AirQ je integrovaný systém kontroly kvality ovzdušia a systém proti smogu. Pracuje v reálnom čase (merania každých ~ 30 s) a poskytuje nepretržité meranie kvality ovzdušia 24 hodín denne. Je súčasťou Smart City "@City" systém od iSys - Inteligentné systémy.

Systém @AirQ umožňuje autonómne sledovanie úrovne nečistôt (častice PM2,5 / PM10). Poskytuje možnosť chytiť páchateľov "pri čine" a vykonať ich (ukladanie pokút intervenčnými skupinami, napr. mestská polícia, polícia, hasiči).

Systém meria bodové znečisťujúce látky (vo veľkom počte detektorov a meraní), vďaka čomu ukazuje skutočné výsledky blízko epicentra znečisťujúcich látok. Znečistenia sú iba lokálne a môžu stokrát prekročiť priemerné hodnoty namerané jedným snímačom kvality vzduchu.

Údaje sa zhromažďujú z distribuovaných senzorov všeobecnej kvality ovzdušia a pevných častíc 2,5 um, 10 um.

Zariadenia @AirQ môžu byť:

• stacionárne (napájané zo siete) - pre veľké množstvo snímačov

• stacionárne - nainštalované dočasne (napájané z batérie) - pre stredný počet snímačov

• mobilný - inštalovaný na automobiloch (napájaných z batérie) - pre veľmi malý počet senzorov

• mobilný - nainštalovaný na dronoch

Zariadenia sa inštalujú v oblasti verejného majetku (napr. pouličné lampy) alebo so súhlasom obyvateľov na ich pozemkoch.

V prípade verejného zdieľania nameraných údajov je to tiež súčasť vzdelávania obyvateľov a "anti-smog", prozdravie a proekologická prevencia.

Systém @Air je oveľa menej "kontroverzné" a efektívnejšie ako drony, ktoré:

• lietajú v súkromných priestoroch

• majú zabudované kamery Full HD a ich použitie možno považovať za spyvér a voyeurizmus

• možno považovať za porušenie súkromia a GDPR.

• predstavujú riziko nehôd, môžu spôsobiť poškodenie majetku a zdravia

• vyžadujú ďalšieho operátora a majú veľmi malý dosah

• pracujú veľmi krátko počas dňa, max. výdrž batérie 1..2 hodiny (nelietajú za tmy - keď v zime najčastejšie horia v peciach)

• sú veľmi závislé od počasia

Majitelia pozemkov môžu účinne vymáhať svoje práva týkajúce sa dronov lietajúcich po domoch.

V prípade nehôd, ako aj sťažností existujú aj náklady na súdne spory, škody, odškodnenie a vyrovnanie.

Systém @AirQ môže súčasne vykonávať diaľkové a autonómne riadenie pouličného osvetlenia, mestského osvetlenia atď. (Systém inteligentného osvetlenia "@Svetlo" ).

 Dáta sa odosielajú na server @City systému - do mini-cloudu určeného pre obec alebo región.

Hlavným typom komunikácie je GSM prenos (alternatívne WiFi alebo LoRaWAN v otvorenom pásme)

Systém umožňuje vizualizáciu v reálnom čase na mape, stĺpcových grafoch, ako aj priame zasielanie výstražných správ intervenčným skupinám.

2. Hlavné vlastnosti systému @AirQ.

Hlavné vlastnosti systému @AirQ:

• možnosť mobilných (montáž na autá alebo drony) alebo stacionárnych prác

• bodové meranie častíc PM 2,5 a 10 μm inteligentným laserovým snímačom (možnosť A) s nútenou cirkuláciou vzduchu.

• všeobecné meranie: kvalita vzduchu, tlak, teplota, koncentrácia škodlivého plynu (možnosť B)

• schopnosť merať v intervaloch od asi 30 s do niekoľkých hodín - v reálnom čase 24 hodín denne

Základný GSM bezdrôtový prenos: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (pre ľubovoľného operátora), LTE CAT M1 * (oranžový), NB-IoT ** (T-Mobile) - vyžaduje SIM kartu alebo MIM vybraného operátora a predplatné za prenos dát alebo tarify za telemetriu.

• alternatívne bezdrôtové WiFi, prenos RF (LoraWAN) - nie sú potrebné žiadne ďalšie poplatky za predplatné

• meranie polohy v reálnom čase (zemepisná dĺžka a šírka, nadmorská výška, rýchlosť, smer)

• samopolohovanie na mapách s aktuálnymi výsledkami merania

• nezávislá ochrana a sledovanie meracích prístrojov (proti krádeži a devastácii - alarm)

• diaľkové a inteligentné ovládanie osvetlenia (zapnutie / vypnutie) a stmievanie LED žiaroviek (možnosť C)

*, ** - závisí od dostupnosti služieb operátora v aktuálnom mieste

3. @AirQ zariadenie funguje.

Prístroj meria množstvo tuhých častíc 2,5 um / 10 um s nútenou cirkuláciou vzduchu (možnosť A).

Zariadenie pracuje 24 hodín denne a minimálna doba merania a prenosu je asi 30 sekúnd.

Iba viacbodové meranie znečistenia ovzdušia má zmysel, pretože znečistenie ovzdušia je výlučne lokálne a epicentrum môže mať niekoľkonásobne väčšie znečistenie ako priemerné hodnoty namerané v iných bodoch. Závisí to od mnohých faktorov, ako je počasie, smer a sila vetra, tlak, výška oblačnosti, vlhkosť, zrážky, teplota, terén, zalesnenie atď.

Napríklad 50 - 100 metrov od zdroja smogu môže meranie ukazovať až 10-krát menej (čo sa zobrazuje na mape vyššie pri skutočných meraniach odobratých z automobilu).

Zariadenie môže tiež merať tlak, teplotu, vlhkosť, všeobecnú kvalitu vzduchu - hladinu škodlivých plynov (možnosť B). To vám umožní zistiť anomálie počasia (rýchle zmeny teploty, tlaku, vlhkosti), požiare, ako aj niektoré pokusy o manipuláciu so zariadením (zamrznutie, záplava, krádež atď.) ).

Meranie trvá asi 10 sekúnd, takže v prípade mobilných senzorov dáva priemernú hodnotu prejdenej vzdialenosti počas tejto doby (napr. pre rýchlosť 50 km / h - asi 140 m)

Posielanie informácií každých niekoľko desiatok sekúnd je tiež ochranou alarmu pre zariadenie v prípade:

• pokusy o demontáž

• devastácia

• sabotáž

• zmeny polohy

• atď.

Takto je možné vyslať zásahový tím na miesto udalosti a chytiť páchateľa "pri čine".

Zariadenie môže byť vybavené príslušenstvom na reguláciu osvetlenia LED žiarovkami (možnosť C). Je možné stlmiť napájanie pouličných žiaroviek alebo zapnúť / vypnúť LED žiarovky bez zásahu do svetelných parametrov žiaroviek. Vďaka 3 stmievačom môže ovládač ovládať aj dekoratívne osvetlenie, príležitostné osvetlenie (úpravou farebnej sady RGB). Môže sa tiež použiť na riadenie teploty bieleho (osvetlenia).

Vďaka tomu môžete na diaľku ovládať mesto, pouličné osvetlenie alebo akékoľvek elektrické zariadenie.

4. Komunikácia.

Prenos nameraných údajov sa vykonáva cez jedno komunikačné rozhranie *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTEM1 (CATM1), NB-IoT) - vyžaduje GSM poplatky za predplatné operátora a pokrytie vybranou službou. Maximálny dosah niekoľko kilometrov od BTSa GSM na otvorenom priestranstve.

• WiFi 2,4 GHz b / g / n - vyžaduje prístup k sieti WiFi s prístupom na internet. Neobsahuje GPS a nemá automatickú geolokáciu (iba stacionárny variant s preddefinovanou pozíciou GPS). Môže sa tiež použiť ako intervenčné zariadenie na meranie znečistenia na mieste. Maximálny dosah do cca. 100 m od WiFi smerovača pod holým nebom.

• LoRaWAN (868MHz / EU a 902..915MHz / iné) - rádiová komunikácia na veľké vzdialenosti vo verejnom pásme. Z dôvodu otvorenej a voľnej povahy frekvenčného pásma existuje riziko rušenia a rušenia zariadenia inými zariadeniami. Vyžaduje inštaláciu minimálne jednej LoRaWAN / internetovej brány - zabezpečenie pokrytia celej oblasti (napr. na vysokých komínoch alebo GSM stožiaroch). Maximálny dosah asi 10 - 15 km na otvorenom priestranstve.

* - v závislosti od typu vybraného ovládača @AirQ

5. Vyhradená @City platforma (cloud).

Platforma @City je vyhradená "mini-cloud" systém pre jednotlivých B2B zákazníkov. Platforma nie je zdieľaná medzi ostatných používateľov a iba jeden klient má prístup k fyzickému alebo virtuálnemu serveru (VPS alebo dedikované servery). Zákazník si môže zvoliť jedno z niekoľkých desiatok dátových centier v Európe alebo na svete a niekoľko desiatok tarifných plánov - týkajúcich sa hardvérových zdrojov a výkonu dedikovaného hostingu.

5.1. @City Cloudový server.

Softvér runs beží na serveroch VPS so systémom Linux (Virtual Private Server) alebo na dedikovanom serveri na strane internetu, v závislosti od požadovaného výkonu servera (ďalej len server). Požadovaný výkon závisí od nasledujúcich faktorov:

• súkromný / verejný prístup

• celkový počet zariadení

• frekvencia aktualizácií stavu zariadenia

• obnovovacia frekvencia dát

Existuje niekoľko možných variantov servera (virtuálny / vyhradený VPS) v závislosti od:

• Ceny

• typ servera: virtuálny alebo dedikovaný

• geografické umiestnenie dátového centra

• virtuálny / fyzický počet jadier procesora (1-8 / 8..32)

• virtuálne / fyzické množstvo pamäte RAM (1 - 32 GB / 32 - 512 GB)

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

Platforma IoT @City je venovaná jednému príjemcovi (ďalej len klient):

• miestne úrady, úrady, obce, poviaty

• B2B (podnikateľské subjekty)

Pretože server nie je zdieľaný medzi klientmi, zjednodušuje to problémy s prístupom, zabezpečením a výkonom. Z tohto dôvodu je za efektívne zabezpečenie, stabilitu, výkon, priepustnosť dát atď. Zodpovedný iba jeden zákazník.

V prípade nedostatočného výkonu si zákazník môže kúpiť tarif s vyššou tarifou (VPS alebo dedikovaný server), optimálnejší pre požadovanú funkčnosť a výkon.

V špeciálnych prípadoch je možné implementovať komunikáciu typu cloud-to-cloud na globalizáciu a centralizáciu dát do väčších oblastí namiesto cloudu mnohých klientov.

6. Online vizualizácia na mapách.

Výsledky je možné zobraziť na mapách spolu s geolokáciou senzora a ďalšími parametrami, napr. čas merania (kastomizácia). Osviežujú sa každú 1 minútu

Vyššie uvedený príklad zobrazuje výsledky meraní:

• Častice PM2,5 (prvé číslo)

• rýchlosť vozidla (druhé číslo)

• dátum a čas merania

Prvé dve merania sú zafarbené v závislosti od hodnoty.

7. Vizualizácia výsledkov v tabuľke.

Výsledky je možné zobraziť aj v prispôsobených tabuľkách (vyhľadávanie, triedenie, obmedzenie výsledkov). Tabuľky majú tiež individuálne prispôsobenú grafiku (téma). Je možné zobraziť tabuľku s aktuálnymi údajmi pre všetky zariadenia @AirQ alebo archivovať tabuľky pre jedno zariadenie.

8. Stĺpcové grafy.

Stĺpcové grafy sa zobrazujú zoradené a "normalizované" pruhy na maximálnu hodnotu, od najvyššej po najnižšiu.

Sú užitočné na rýchlu kontrolu extrémnych výsledkov a na prijatie okamžitých vynucovacích opatrení (vyslanie provízie na miesto udalosti za preskúmanie obsahu kotla / krbu atď., Prípadne pokutovanie).

Podržaním myši nad lištou sa zobrazia ďalšie informácie o zariadení (ďalšie merania a údaje o polohe)

9. Archívne tabuľky.

Pre vybraný parameter je možné zobraziť historické grafy za dané časové obdobie (napr. Pevné látky PM2,5, teplota, vlhkosť atď. ) pre akékoľvek zariadenie.

9.1. Stĺpcový graf: (zobrazuje iba existujúce údaje)

9.2. Priebežný graf: (pre rovnaké vstupné údaje)

Pohybom kurzora myši sa zobrazia podrobné namerané hodnoty a dátum / čas.

Pre tento príklad (obidva výkresy):

• PM2,5 (čierna)

• PM10 (červená)

• tlak (zelený) {Pa}

• všeobecná kvalita ovzdušia (modrá) {čím vyššia hodnota, tým lepšia}

Graf je obmedzený na večerné hodiny 15:00 - 24:00, keď väčšina ľudí fajčí v kachliach

10. Kompatibilita s webovým prehliadačom.

* - Firefox nepodporuje výber dátumu a času (textové pole musí byť ručne upravené vo vhodnom formáte dátumu a času).

Internet Explorer nie je podporovaný (použite radšej Edge)

Ostatné webové prehľadávače neboli testované.

11. Prispôsobenie pohľadu / témy.

Témy programu View vám umožňujú prispôsobiť a prispôsobiť sa vašim potrebám.

Na vytvorenie optimalizovaných šablón je možné použiť rôzne témy webových stránok @AirQ, napr. tlač, obsluha zo smartfónov, PAD. Miestny počítačový vedec so základnými znalosťami jazyka HTML, JavaScript, CSS je schopný prispôsobiť používateľské rozhranie.

12. Varianty vybavenia.

Zariadenia môžu byť v mnohých hardvérových variantoch, pokiaľ ide o možnosti vybavenia, ako aj o kryty (čo poskytuje niekoľko kombinácií). Okrem toho musí byť zariadenie v kontakte s prúdiacim vonkajším vzduchom, čo kladie určité požiadavky na konštrukciu krytu.

Preto je možné kryty objednať individuálne podľa potreby.

12.1. Varianty elektroniky:

• Aplikácia snímača častíc 2,5 / 10um

• Použitie snímača okolitého prostredia (teplota, vlhkosť, tlak, kvalita vzduchu)

• Použitie ovládacích prvkov osvetlenia

• Rôzne varianty napájania (230 V, 230 V + UPS, batéria, fotovoltaika)

12.2. Montáž:

• Stacionárne zariadenie

• mobilné zariadenia (pre automobily)

• mobilné zariadenia (pre drony)

12.3. Kryty:

• jednoúčelové kovové stacionárne / mobilné škatule - vybraná farba, grafický dizajn, tlač / samolepky, spôsob pripevnenia

• upravené plastové kryty

• vyhradené plastové kryty

• prípad závisí od veľkosti batérie

13. Použiteľné informácie.

Použitý laserový snímač znečistenia vzduchu sa môže poškodiť, ak je koncentrácia prachu, dechtu príliš vysoká, a v takom prípade je to vylúčené zo záruky systému. Je možné ho dokúpiť samostatne ako náhradný diel.

Záruka vylučuje vandalizmus, sabotáž prístroja (pokusy o nalievanie, zmrazenie, fajčenie, mechanické poškodenie, blesk atď.) ).

14. Obchodné informácie.

• Systém môžu vlastniť obecní, obecní, poviatí alebo mestskí strážcovia alebo policajti. Fines imposed in some cases reimburse systémové náklady.

• Niektoré zariadenia môžu byť sprístupnené obyvateľom, pre ktorých záleží na kvalite prostredia, v ktorom žijú.

• Zariadenia je možné predať aj obyvateľom, ktorí si môžu bezplatne preniesť údaje do systému @AirQ. Môžu to byť úplné zariadenia (GSM) - vyžadujú SIM kartu a poplatky za predplatné. Prípadne to môžu byť zariadenia WiFi (bez GPS), ktoré odosielajú údaje prostredníctvom WiFi siete rezidenta do @City cloudu na internete (s preddefinovanou GPS pozíciou). Táto metóda umožňuje prenos väčšiny nákladov na zariadenie na obyvateľov a oveľa presnejšie sledovanie smogu v tejto oblasti.

15. Proekologické, vzdelávacie informácie.

Aktuálne výsledky je možné (legálne) zverejniť na internete, vďaka čomu sa zvyšuje ekologické povedomie obyvateľov o škodlivosti smogu. Systém neporušuje GDPR.

Transparentné a verejné výsledky prinútia tých, ktorí prispievajú k výrobe smogu v tejto oblasti, aby:

• nefajčiť škodlivé látky ako (odpadky, nábytkové dosky, železničné podvaly, pneumatiky, textílie, drevo impregnované zbúraním budov, farebný papier, plasty, fólie)

• na ekologické a kvalitné palivo (suché drevo / hrach, kvalitné uhlie)

• zmeny chybného kotla / krbu

16. Porovnanie metód merania smogu.

Prevádzková doba externej batérie závisí od: strength sily signálu, teploty, veľkosti batérie, frekvencie merania a odoslaných údajov.

17. Prevádzkové parametre zariadenia @AirQ.

Teplotný rozsah - 40 ° C. + 65 ° C

Vlhkosť 0..80% r.v. Žiadna kondenzácia (zariadenie)

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

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

@City Zariadenie GSM + GPS:

Anténny vstup 50ohm

SIM nano-SIM alebo MIM (výber vo fáze výroby - MIM ukladá sieťového operátora)

Schválenie modemu Orange (2G + CATM1) / T-Mobile (2G + NBIoT) / Ostatné (2G)

Skupiny (Európa) Citlivosť TX výstupného výkonu triedy 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

Pri použití externej úzkopásmovej antény frekvenčne prispôsobenej pre dané pásmo.

* Iba s kombinovaným modemom: 2G, CATM1, NB-IoT

Certifikáty:

• ČERVENÁ (EÚ)

• GCF (AU)

• PTCRB (NA)

• FCC, IC (NA / NV)

• RoHS / REACH

GPS / GNSS:

Frekvencia operácií: 1559..1610MHz

Antenna input 50ohm

citlivosť * -160 dB statická, -149 dB navigácia, -145 studený štart

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

A-GPS áno

Dynamický 2g

obnovovacia frekvencia 1 Hz

• spárovaná externá úzkopásmová anténa

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

DR T modulácia BR bit / s Rx testy citlivosti Rx

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

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

2 1 minúta SF10 / 125kHz 980 - 131 dB

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

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

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

6 (*) 60 s SF7 / 250 kHz 11 000 - 119 dB

7 FSK 50 kB, 50000 - 130 dB

(*) Parametre potrebné na aktualizáciu firmvéru pomocou OTA

(DR) - Rýchlosť prenosu dát

(BR) - Bitová rýchlosť

T - Minimálna obnovovacia frekvencia [sekundy]

Senzor častíc PM2,5 / PM10:

Min. Teplota na meranie častíc - 10 ° C (automaticky odpojené)

Max. Teplota pre meranie častíc + 50 (automaticky odpojené)

Vlhkosť 0% .. 90% bez kondenzácie

Čas merania 10 s

Rozsah merania 0ug / m3 .... 1000ug / m3

Metóda merania laserového snímača s nútenou cirkuláciou vzduchu

Životnosť v optimálnych pracovných podmienkach 10 000 hodín

Presnosť (25 ° C) ±15ug (0..100ug)

±15% (> 100ug)

Príkon 80mA @ 5V

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

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

nápor ±0.5 kV for IEC61000-4-4

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

Emisné žiarenie 40 dB 30..230 MHz

47 dB 230..1000 MHz pre CISPR14

Emisný kontakt 0,15..30 MHz podľa CISPR14

Senzor prostredia:

Čas merania: 10 s

Maximálna spotreba energie: 20mA @ 3,6V

Priemerná spotreba energie 1mA@3,6V

Teplota:

Rozsah merania -40 .. + 85C

accuracy ±0.5C @ 25C, ±1C ( 0..65C)

Vlhkosť:

Rozsah merania 0..100% r.v.

Presnosť ±3% @ 20..80% r.H. S hysteréziou

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

Tlak:

Rozsah merania: 300 Pa. 1100 hPa

Presnosť: ±0.6hPa ( 0 .. 65C)

±0.12hPa ( 25..40C ) @ Pa>700

Temperature Coeficient: ±1.3Pa/C

PLYN:

Teplota -40 .. + 85C

Vlhkosť 10..95% r.v.

VOC merané na pozadí dusíka

LoRaWAN praktické testy pokrytia:

Testovacie podmienky:

Kerlink Femtocell LoRaWAN Interná brána

Pasívna vonkajšia širokopásmová anténa umiestnená vonku vo výške ~ 9 m od úrovne terénu.

Umiestnenie Wygoda gm. Karczew (~ 110 m n. M.).

LoRaWAN zariadenie s núteným DR0 s externou širokopásmovou anténou umiestnené 1,5 m nad zemou na streche automobilu.

Vidiecke oblasti (lúky, polia s nízkymi stromami a vzácne budovy)

Najďalej bol výsledok Czersk ~ 10,5 km (~ 200 m n. M.) S RSSI rovným -136 dB (t.j. pri maximálnej citlivosti LoRaWAN modemu poskytnutej výrobcom)