Продвинутая система мониторинга качества воздуха в помещениях на Arduino и IoT

Компоненты и материалы

Arduino Yun Shield	1
Arduino Leonardo	1
Arduino Yun	1
Arduino MKR GSM 1400	1
Arduino MKR WAN 1300	1
Seeed Grove - Gas Sensor (MQ2)	1
Seeed Grove - Air quality sensor v1.3	1
Android-устройство	1

Приложения и онлайн-сервисы

Thinger.io Platform

О проекте

Введение

Загрязнение воздуха в помещениях последовательно ранжируется Агентством по охране окружающей среды США (EPA) и его Научным советом среди пяти главных экологических рисков для общественного здоровья. Средний человек проводит около 90% времени в помещениях, поэтому плохое качество воздуха в помещениях (IAQ) представляет существенный риск для здоровья. Плохой воздух может вызывать кратковременные проблемы — утомляемость и тошноту, — а также хронические заболевания дыхательных путей, сердечно-сосудистые заболевания и рак лёгких. Оценки годовых затрат и потерь производительности в США от «синдрома больного здания» составляют от 10 до 20 миллиардов долларов. Этот синдром описывает острые проблемы со здоровьем и дискомфорт, связанные с плохим качеством воздуха и временем пребывания в здании.

В этом проекте представлена система мониторинга качества воздуха в помещениях. Система подключена к интернету, поэтому любой может удалённо просматривать индекс качества воздуха из любой точки мира.

Продвинутая система мониторинга качества воздуха в помещениях на Arduino и IoT

Возможные области применения

Дома и офисы
Промышленность
Дистанционный мониторинг для пожарных
Наука и сельское хозяйство
Больницы и клиники
Отделения интенсивной терапии

Необходимые компоненты

Широкий спектр IoT-плат с WiFi (MKR1000, Yún Rev2) и GSM/узкополосным подключением (MKR FOX 1200, MKR WAN 1300, MKR GSM 1400). Для прототипа использован Arduino Leonardo с Yun Shield
Газовые датчики (MQ-2, MQ-3, MQ-7)
Датчик качества воздуха (MQ-135)
Android-устройство
Платформа разработки мобильных приложений
IoT-облако
Перемычки
Навыки программирования
Arduino IDE / Arduino Web IDE
Солнечная панель для «зелёного» питания

Схема подключения

Датчик качества воздуха: VCC → 5V Arduino, GND → GND, SIG → A3
MQ-2: VCC → 5V, GND → GND, SIG → A2
MQ-3: VCC → 5V, GND → GND, SIG → A1

Загрузка прошивки

Скачайте прошивку (исходный код) и загрузите её в Arduino. Перед загрузкой убедитесь, что все библиотеки подключены. О подключении Arduino Yun к интернету см. соответствующие руководства.

Git-репозиторий:

https://github.com/Mohammadsalahuddin/indoor_air_quality_monitoring.git

Подключение к облаку

Документация по подключению к thinger.io: https://docs.thinger.io/arduino

Внимание

Следуйте инструкциям по безопасности при работе с электроникой и датчиками газа.

Демонстрация

Планы на будущее

Добавить индикатор на плате для отображения индекса качества воздуха
Звуковой сигнал (зумер) при обнаружении высокого загрязнения
Push-уведомления для предупреждения пользователей об опасной ситуации

Источники

US Environmental Protection Agency (USEPA). Indoor air quality tools for schools Communications guide. https://www.epa.gov
H.S. Brightman and N. Moss. Sick building syndrome studies and the compilation of normative and comparative values. Indoor Air Quality Handbook. Editors: J. D. Spengler, J. F. McCarthy, and J. M. Samet, New York: McGraw-Hill, 2001.
J.-J. Kim, S.K. Jung, and J.T. Kim. Wireless monitoring of indoor air quality by a sensor network. Indoor and Built Environment, 19:1:145-150, 2010.
thinger.io
Arduino Yun
Arduino.cc
Grove- air quality sensor
Grove gas sensor

Код

Исходный код для Arduino YunArduino

// Air Quality monitoring
#include <YunClient.h>
#include <ThingerYun.h> // Thinger.io cloud
#define USERNAME "YOUR_USER_NAME"
#define DEVICE_ID "YOUR_DEVICE_ID"
#define DEVICE_CREDENTIAL "YOUR_CREDENTIAL"
ThingerYun thing(USERNAME, DEVICE_ID, DEVICE_CREDENTIAL);

void setup() {
  pinMode(A0, INPUT);
  pinMode(A1, INPUT);
  pinMode(A2, INPUT);
  pinMode(A3, INPUT);
  // initialize bridge
  Bridge.begin();
  // resource output example (reading sensor value)
  thing["LPG"] >> outputValue(analogRead(A0));
  thing["CO2"] >> outputValue(analogRead(A1));
  thing["CO"] >> outputValue(analogRead(A2));
  thing["AIRQ"] >> outputValue(analogRead(A3));
  // more details at https://docs.thinger.io/arduino/
}

void loop() {
  thing.handle();
}