@AirQ - Antysmog-system

Realtidsmätningar med möjlighet till utförande

iSys - intelligenta system

Smart City-produkter

1. Introduktion.

@AirQ är ett integrerat system för luftkvalitetskontroll och anti-smog-system. Det fungerar i realtid (mätningar var 30: e sekund) och ger kontinuerlig mätning av luftkvaliteten 24 timmar om dygnet. Det är en del av Smart City "@City" från iSys - Intelligent Systems.

@AirQ-systemet möjliggör autonom övervakning av föroreningsnivån (PM2.5 / PM10-partiklar). Det ger möjlighet att fånga förövarna "i akten" och att avrätta dem (åläggande av böter av interventionsgrupper, t.ex. kommunpolisen, polisen, brandkåren).

Systemet mäter punktföroreningar (i ett stort antal detektorer och mätningar) tack vare vilka det visar verkliga resultat nära epicentret för föroreningar. Föroreningar är rent lokala och kan överstiga genomsnittliga mätningar av en luftkvalitetssensor hundratals gånger.

Data samlas in från distribuerade sensorer med allmän luftkvalitet och fasta partiklar 2.5um, 10um.

@AirQ-enheter kan vara:

• stationär (strömförsörjning) - för ett stort antal sensorer

• stationärt - installerat tillfälligt (batteridrivet) - för ett medelstort antal sensorer

• mobil - installerad på bilar (batteridriven) - för ett mycket litet antal sensorer

• mobil - installerad på drönare

Enheterna är installerade inom området för allmän egendom (t.ex. gatlyktor) eller med invånarnas samtycke på deras tomter.

I fallet med allmän delning av mätdata ingår det också i utbildningen för invånarna och "anti-smog", förebyggande av hälsa och för ekologi.

@Air-systemet är mycket mindre "kontroversiellt" och effektivare än drönare som:

• de flyger i privata utrymmen

• de har inbyggda Full HD-kameror och deras användning kan behandlas som spionprogram och voyeurism

• kan betraktas som ett brott mot integriteten och GDPR.

• de utgör en risk för olyckor, kan skada egendom och hälsa

• kräver en extra operatör och har ett mycket litet intervall

• de arbetar en mycket kort period på dagen, max 1..2 timmars batteritid (de flyger inte i mörkret - när de oftast brinner i ugnar)

• är väldigt beroende av vädret

Tomtägare kan effektivt genomdriva sina rättigheter när det gäller drönare som flyger runt husen.

I händelse av olyckor och klagomål finns det också kostnader för tvister, skadestånd, ersättning och förlikningar.

@AirQ-systemet kan samtidigt utföra fjärr- och autonom styrning av gatubelysning, stadsbelysning etc. (Smart Lighting System "@Ljus" ).

 Data skickas till @City systemets server - till mini-molnet, dedikerat till kommunen eller regionen.

Den huvudsakliga typen av kommunikation är GSM överföring (alternativt WiFi eller LoRaWAN i det öppna bandet)

Systemet möjliggör visualisering i realtid på en karta, stapeldiagram samt direkt sändning av larmmeddelanden till interventionsgrupper.

2. Huvudfunktioner i @AirQ System.

Huvudfunktionerna i @AirQ-systemet:

• möjlighet till mobil (montering på bilar eller drönare) eller stillastående arbete

• punktmätning av PM 2.5 och 10um partiklar med intelligent lasersensor (alternativ A) med forcerad luftcirkulation.

• allmän mätning: luftkvalitet, tryck, temperatur, skadlig gaskoncentration (alternativ B)

• förmågan att mäta i intervaller från 30 till flera timmar - i realtid 24 timmar om dygnet

Grundläggande GSM trådlös överföring: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (för alla operatörer), LTE CAT M1 * (Orange), NB-IoT ** (T-Mobile) - kräver SIM-kortet eller MIM för den valda operatören och abonnemangsavgifter för dataöverföring eller telemetritariffer.

• alternativ trådlös WiFi, RF (LoraWAN) -överföring - inga extra abonnemangsavgifter krävs

• realtids GPS positionsmätning (longitud och latitud, höjd, hastighet, riktning)

• självpositionering på kartor med aktuella mätresultat

• oberoende skydd och övervakning av mätutrustning (mot stöld och förödelse - larm)

• fjärrstyrd och intelligent belysningskontroll (på / av) och dimning av LED-lampor (alternativ C)

*, ** - beror på tillgängligheten för operatörens tjänst på den aktuella platsen

3. @AirQ Device fungerar.

Enheten mäter mängden fasta partiklar 2.5um / 10um med forcerad luftcirkulation (alternativ A).

Enheten fungerar 24 timmar om dygnet och den minsta mät- och överföringsperioden är cirka 30 sekunder.

Endast flerpunktsmätning av luftföroreningar är vettigt, eftersom luftföroreningar är strikt lokala och episentret kan ha flera hundra gånger större förorening än de genomsnittliga värdena som uppmätts vid andra punkter. Det beror på många faktorer som väder, vindriktning och styrka, tryck, molnhöjd, fuktighet, nederbörd, temperatur, terräng, skogsplantering etc.

Till exempel, 50-100 meter från smogkällan, kan mätningen indikera upp till tio gånger mindre (vilket visas på kartan ovan med verkliga mätningar från bilen).

Enheten kan också mäta tryck, temperatur, luftfuktighet, allmän luftkvalitet - skadliga gasnivåer (alternativ B). Detta gör att du kan upptäcka väderavvikelser (snabba temperaturförändringar, tryck, fuktighet), bränder samt några försök att manipulera enheten (frysning, översvämning, stöld etc.) ).

Mätningen tar ungefär 10 sekunder, så när det gäller mobila sensorer, ger det medelvärdet för det sträcka som har rest under denna tid (t.ex. för en hastighet av 50 km / h - cirka 140 m)

Att skicka information med några dussin sekunder är också ett larmskydd för enheten vid:

• försök att demontera

• förödelse

• sabotage

• platsändringar

• etc.

Detta gör att interventionsteamet kan skickas till platsen för incidenten och fångas gärningsmannen "i akten".

Enheten kan utrustas med tillbehör för att styra belysningen av LED-lampor (tillval C). Det är möjligt att dämpa strömförsörjningen för gatulampan eller slå på / av LED-lamporna utan att störa lampornas belysningsparametrar. På grund av 3 dimmare kan styrenheten också styra dekorativ belysning, enstaka belysning (genom att justera RGB-färguppsättningen). Den kan också användas för att kontrollera den vita (ljus) temperaturen.

Detta gör att du kan fjärrstyra stad, gatubelysning eller annan elektrisk utrustning.

4. Kommunikation.

Överföring av mätdata utförs via ett kommunikationsgränssnitt *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTEM1 (CATM1), NB-IoT) - kräver GSM operatörens abonnemangsavgifter och täckning för den valda tjänsten. Maximal räckvidd några kilometer från BTSa GSM i det öppna området.

• WiFi 2,4 GHz b / g / n - kräver åtkomst till ett WiFi-nätverk med internetåtkomst. Den innehåller inte GPS och har inte automatisk geolokalisering (endast den stationära varianten med en fördefinierad GPS-position). Den kan också användas som interventionsutrustning för att mäta föroreningar på plats. Maximal räckvidd upp till ca. 100 m till WiFi-router utomhus.

• LoRaWAN (868MHz / EU och 902..915MHz / Other) - långdistansradiokommunikation i det offentliga bandet. På grund av frekvensbandets öppna och fria karaktär finns det risk för störningar och störningar av enheten av andra enheter. Det kräver installation av minst en LoRaWAN / Internet-gate - vilket säkerställer täckning av hela området (t.ex. på höga skorstenar eller GSM master). Max räckvidd ca 10-15 km i det öppna området.

* - beroende på vilken typ av @AirQ-kontroller som valts

5. Dedikerad @City plattform (moln).

Plattformen @City är en dedikerad "mini-moln" system för enskilda B2B-kunder. Plattformen delas inte mellan andra användare och endast en klient har tillgång till en fysisk eller virtuell server (VPS eller dedikerade servrar). Kunden kan välja ett av flera dussin datacenter i Europa eller världen och flera dussin tariffplaner - relaterade till hårdvaruresurser och prestanda för dedikerad hosting.

5.1. @City Molnserver.

Programvaran runs körs på VPS-servrar som körs på Linux (Virtual Private Server) eller en dedikerad server på internetsidan, beroende på önskad serverprestanda (nedan kallad servern). Prestandan som krävs beror på följande faktorer:

• privat / allmän tillgång

• totalt antal enheter

• frekvens av enhetsstatusuppdateringar

• datauppdateringsfrekvens

Det finns flera möjliga servervarianter (virtuell / dedikerad VPS) beroende på:

• Priser

• servertyp: virtuell eller dedikerad

• datacentrets geografiska läge

• virtuellt / fysiskt antal processorkärnor (1-8 / 8..32)

• virtuell / fysisk mängd RAM (1-32GB / 32-512GB)

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

IoT @City-plattformen är avsedd för en enda mottagare (nedan kallad klienten):

• lokala myndigheter, kontor, kommuner, poviar

• B2B (affärsenheter)

Eftersom servern inte delas mellan klienter förenklar detta åtkomst-, säkerhets- och prestandaproblem. Av denna anledning är endast en kund ansvarig för effektiv säkerhet, stabilitet, prestanda, dataflöde etc.

I händelse av otillräcklig prestanda kan kunden köpa en högre tariffplan (VPS eller dedikerad server), mer optimalt för den funktionalitet och prestanda som krävs.

I speciella fall kan moln-till-molnkommunikation implementeras för att globalisera och centralisera data till större områden istället för molnet för många kunder.

6. Online visualisering på kartor.

Resultaten kan visas på kartor tillsammans med sensorens geolokalisering och andra parametrar, t.ex. mätningstid (castomisering). De uppdateras var 1: e minut

Ovanstående exempel visar resultaten av mätningarna:

• PM2.5 partiklar (första siffran)

• fordonshastighet (andra nummer)

• mätdatum och tid

De två första mätningarna är färgade beroende på värdet.

7. Visualisering av resultat i tabellen.

Resultaten kan också visas i anpassade tabeller (söka, sortera, begränsa resultat). Tabellerna har också individuellt anpassad grafik (Theme). Det är möjligt att visa en tabell med aktuell data för alla @ AirQ-enheter eller arkivtabeller för en enda enhet.

8. Stapeldiagram.

Stapeldiagram visas sorterade och "normaliserad" staplar till maximalt värde, från högsta till lägsta.

De är användbara för snabb kontroll av extrema resultat och omedelbara verkställighetsåtgärder (skicka en provision till incidentplatsen för att undersöka innehållet i pannan / eldstaden etc., och eventuellt böter).

Om du håller musen över fältet visas ytterligare information om enheten (andra mätningar och platsdata)

9. Arkivdiagram.

Det är möjligt att visa historiska diagram under en viss tidsperiod för en vald parameter (t.ex. PM2.5 fasta ämnen, temperatur, fuktighet etc. ) för alla enheter.

9.1. Stapeldiagram: (visar endast befintliga data)

9.2. Kontinuerligt diagram: (för samma indata)

Att flytta muspekaren visar detaljerade mätvärden och datum / tid.

För detta exempel (båda ritningarna):

• PM2.5 (svart)

• PM10 (röd)

• tryck (grön) {Pa}

• allmän luftkvalitet (blå) {ju högre värde desto bättre}

Diagrammet är begränsat till kvällstid 15:00 - 24:00 när de flesta röker i kaminerna

10. Kompatibilitet med webbläsaren.

* - Firefox stöder inte val av datum / tid (textfältet måste redigeras manuellt med lämpligt datum- och tidsformat).

Internet Explorer stöds inte (använd Edge istället)

Andra webbläsare har inte testats.

11. Visa / teman anpassning.

Views teman gör att du kan anpassa och anpassa till dina egna behov.

Olika @AirQ webbplats teman kan användas för att skapa optimerade mallar för t.ex. utskrift, drift från smartphones, PAD. En lokal datavetare med grundläggande kunskaper om HTML, JavaScript, CSS kan själv anpassa användargränssnittet.

12. Utrustningsvarianter.

Enheterna kan finnas i många hårdvaruvarianter när det gäller utrustningsalternativ samt höljen (vilket ger flera kombinationer). Dessutom måste enheten vara i kontakt med den strömmande uteluften, vilket ställer vissa krav på huskonstruktionen.

Därför kan skåp beställas individuellt beroende på behov.

12.1. Varianter av elektronik:

• Tillämpning av partikelsensorn 2,5 / 10um

• Användning av en miljösensor (temperatur, fuktighet, tryck, luftkvalitet)

• Användning av belysningselement

• Olika effektvarianter (230V, 230V + UPS, batteri, solceller)

12.2. Montering:

• Stationär utrustning

• mobila enheter (för bilar)

• mobila enheter (för drönare)

12.3. Omslag:

• dedikerade metallhöljen / mobila höljen - vald färg, grafisk design, tryckning / klistermärken, fästmetod

• anpassade plasthöljen

• dedikerade plasthöljen

• fodralet beror på batteriets storlek

13. Användbar information.

Den använda luftföroreningssensorn kan skadas om koncentrationen av damm, tjära är för hög och i detta fall undantas den från systemets garanti. Den kan köpas separat som reservdel.

Garantin omfattar inte vandalism, sabotage på enheten (försök att hälla, frysa, röka, mekaniska skador, blixtar etc. ).

14. Företagsinformation.

• Systemet kan ägas av kommun-, kommun-, poviat- eller stadsvakter eller polis. Fines imposed in some cases reimburse systemkostnader.

• Vissa enheter kan göras tillgängliga för invånare för vilka kvaliteten på den miljö de bor i spelar roll.

• Enheterna kan också säljas till boende som kan överföra data till @AirQ-systemet gratis. De kan vara fulla enheter (GSM) - de behöver ett SIM-kort och prenumerationsavgifter. Alternativt kan de vara WiFi-enheter (utan GPS) som skickar data via invånarens WiFi-nätverk till @City-molnet på Internet (med en fördefinierad GPS-position). Denna metod möjliggör överföring av de flesta utrustningskostnader till boende och mycket mer noggrann övervakning av smog i området.

15. Pro-ekologisk, pedagogisk information.

Det är möjligt (lagligt) att publicera aktuella resultat på internet, varigenom invånarnas ekologiska medvetenhet om smogens skadlighet ökar. Systemet bryter inte mot GDPR.

Transparenta och offentliga resultat kommer att tvinga dem som bidrar till smogproduktion i området till:

• röker inte skadliga ämnen som (sopor, möbelbrädor, järnvägsslipare, däck, tyger, trä impregnerat från rivning av byggnader, färgat papper, plast, folie)

• använder ekologiskt och högkvalitativt bränsle (torrt trä / ekoärtor, högkvalitativt kol)

• förändringar i en felaktig panna / öppen spis

16. Jämförelse av mätmetoder för smog.

Driftstiden från ett externt batteri beror på: GSM signalstyrka, temperatur, batteristorlek, mätfrekvens och skickade data.

17. @AirQ Devices driftsparametrar.

Temperaturområde - 40C .. + 65C

Luftfuktighet 0..80% RF Ingen kondens (enhet)

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

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

@City GSM + GPS-enhet:

Antenningång 50ohm

SIM nano-SIM eller MIM (val i produktionsfasen - MIM påtvingar en nätoperatör)

Modemgodkännande Orange (2G + CATM1) / T-Mobile (2G + NBIoT) / Övrigt (2G)

Band (Europa) Klass TX-utgångseffekt RX-känslighet

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

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

När du använder en extern smalbandsantenn frekvensmatchad för ett visst band.

* Endast med kombinationsmodem: 2G, CATM1, NB-IoT

Certifikat:

• RÖD (EU)

• GCF (AU)

• PTCRB (NA)

• FCC, IC (NA / NV)

• RoHS / REACH

GPS / GNSS:

Driftfrekvens: 1559..1610MHz

Antenna input 50ohm

känslighet * -160dB statisk, -149dB navigering, -145 kallstart

TTFF 1s (varm), 21s (varm), 32s (kall)

A-GPS ja

Dynamisk 2g

uppdateringsfrekvens 1Hz

• matchad extern smalbandantenn

@City LoRaWAN 1.0.2 Enheter (8ch., Tx-effekt: + 14dBm) Europa (863-870MHz)

DR T modulation BR bit / s Rx Sensitivity Rx Tester

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

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

2 1min SF10 / 125kHz 980 -131dB

3 50-talet SF9 / 125kHz 1760 -128.5dB

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

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

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

7 FSK 50 kbs 50000 -130dB

(*) Parametrar som krävs för att uppdatera firmware via OTA

(DR) - Datahastighet

(BR) - Bithastighet

T - Minsta uppdateringsfrekvens [sekunder]

Partikelsensor PM2.5 / PM10:

Temperatur min för partikelmätning - 10C (automatiskt frånkopplad)

Temperatur max för partikelmätning + 50 (automatiskt frånkopplad)

Luftfuktighet RH 0% .. 90% ingen kondens

Måttid 10s

Mätområde 0ug / m3 .... 1000ug / m3

Mätmetod lasersensor med tvingad luftcirkulation

Livstid under optimala arbetsförhållanden 10000h

Noggrannhet (25C) ±15ug (0..100ug)

±15% (> 100ug)

Strömförbrukning 80mA @ 5V

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

EMI-immunitet 1 V / m (80 MHz .. 1000 MHz) för IEC 61000-4

starta ±0.5 kV for IEC61000-4-4

immunitet (kontakt) 3 V för IEC61000-4-6

Utsläppsstrålning 40 dB 30..230 MHz

47 dB 230..1000 MHz för CISPR14

Utsläppskontakt 0,15..30 MHz enligt CISPR14

Miljösensor:

Mätningstid: 10s

Max strömförbrukning: 20mA@3.6V

Genomsnittlig strömförbrukning 1mA@3.6V

Temperatur:

Mätområde -40 .. + 85C

accuracy ±0.5C @ 25C, ±1C ( 0..65C)

Fuktighet:

Mätområde 0..100% RF.

Noggrannhet ±3% @ 20..80% r.H. Med hysteres

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

Tryck:

Mätområde: 300Pa.1100hPa

Noggrannhet: ±0.6hPa ( 0 .. 65C)

±0.12hPa ( 25..40C ) @ Pa>700

Temperature Coeficient: ±1.3Pa/C

GAS:

Temperatur -40 .. + 85C

Luftfuktighet 10..95% RF

VOC mätt med kvävebakgrund

LoRaWAN praktiska täckningstest:

Testvillkor:

Kerlink Femtocell LoRaWAN Intern gateway

Passiv utomhus bredbandsantenn placerad ute på en höjd av ~ 9m från marknivå.

Plats Wygoda gm. Karczew (~ 110 m över havet).

LoRaWAN Enhet med tvingad DR0 med en extern bredbandsantenn placerad 1,5 m över marken på biltaket.

Landsbygdsområden (ängar, fält med låga träd och sällsynta byggnader)

Det längsta resultatet var Czersk ~ 10,5 km (~ 200 m över havet) med RSSI lika med -136dB (dvs. vid maximal känslighet för LoRaWAN-modemet som tillhandahålls av tillverkaren)