Mobilní senzory znečištění vzduchu PM2.5, PM10 a NOx

Proč jsem se pustil do vývoje produktu?

Navazujeme na předchozí vývoj zařízení detekující koncentraci prachových částic ve vzduchu. Výsledkem je komplexnější zařízení s minimálním elektrickým odběrem, které monitoruje prachové částice PM2.5 i  znečištění oxidy dusíku způsobené výfukovými plyny.

Jaké problémy svým zákazníkům řeší?

Denně je značná část populace České republiky vystavena vyšší, než povolené koncentraci pevných prachových částic - neboli polétavého prachu. Tento prach je našemu zraku skryt, neboť se jedná o velice malé částečky. A v tom je právě jejich největší nebezpečí. Čím menší, tím zákeřnější jsou pro náš organismus.

Vyvinuli jsme zařízení, které lze s úspěchem využít při operativním měření znečištění vzduchu (měřicí kampaně), a také na systematické zkoumání kvality životního prostředí (informovanost občanů).

Cílem dílčího konceptu je návrh a realizace pilotního provozu platformy, která kombinuje veřejně dostupná data (např. z Českého hydrometeorologického ústavu) a data z vlastní sítě stacionárních a mobilních senzorů znečištění vzduchu PM2.5 a NOx. Hlavními HW součástmi navrhovaného systému jsou stacionární a mobilní senzory, které s vysokým časovým rozlišením sbírají data o stavu ovzduší. Tyto informace jsou v pravidelných intervalech odesílány pomocí sítě LoRa na centrální server, kde jsou vyhodnocovány a nabízeny uživatelům. Výsledkem je komplexní systém, který bude zájemce informovat o aktuální koncentraci polétavého prachu s velkým časovým a prostorovým rozlišením, takže bude moci např. lépe plánovat sportovní aktivity.

Fáze vývoje produktu

K dispozici je hotových 6 funkčních prototypů. Vytvořili jsme z nich pilotní síť pro testovací měření, zpracováváme získaná data a učíme se je interpretovat a predikovat znečištění v čase a v závislosti na povětrnostních podmínkách a hustotě doprav. K dispozici je off-line sběr dat (na SD kartu) i on-line přenos pomocí sítě LoRaWAN.

Náhled na on-line měření najdete zde https://janzavorka.github.io/aqm-node-map/

Způsob komercializace

Hledáme licenčního partnera pro výrobu a distribuci.

Technická specifikace

Celkový koncept řešení sestává ze dvou funkčních celků a klientské aplikace.

 Měřící moduly

• Schopnost měřit koncentraci PM2.5, PM10 a NOx v určitých časových intervalech určených konfigurací
• Ukládání dat na interní datové úložiště s vysokou časovou granularitou
• Komunikace s řídicím serverem pomocí vhodné LoRa sítě; komunikace probíhá v pravidelných časových intervalech, které lze konfigurovat. 
• Odesílat lze aktuální hodnoty nebo hodnoty agregované za určitý časový interval
• Nezávislost na externím zdroji elektrické energie (energetická soběstačnost, pro pilotní projekt jsou moduly vybaveny baterií, která zajistí měsíc provozu, pak je třeba je nabít)

Řídicí server

• Sběr dat od jednotlivých bezdrátových mobilních a stacionárních modulů/senzorů
• Zpracování nasbíraných dat - vyhodnocení aktuálního stavu znečištění ovzduší
• Datová fúze s dalšími zdroji informací
• Archivace dat a průběžná aktualizace modelu pro krátkodobou predikci vývoje znečištění vzduchu
• Zprostředkování informace o znečištění vzduchu a krátkodobé predikci uživatelům klientské aplikace; jedná se o aktivní komunikaci směrem ke klientovi (metoda PUSH)
• Komunikace s podobně zaměřenými systémy