Aplicația SmartAir City de la Syswin Solutions ajută firmele cu risc de afectare a calității aerului să prevină pagubele.
SmartAir City Firma Syswin Solutions, care oferă soluții de înaltă performanță IoT & M2M ce integrează diferite tehnologii, protocoale de comunicație și senzori pentru a răspunde cerințelor de conectivitate pe care companiile și sectorul public le solicită, s-a implicat puternic în domeniul SmartCity, așa cum am prezentat și în numărul precedent al revistei. De astă dată prezentăm o aplicație de monitorizare a mediului ambiant: SmartAir City este o soluție compactă, bazată pe senzori, independentă energetic, care furnizează parametrii critici în timp real, notificări și alerte despre nivelurile de poluare urbană. În acest sens, echipamentul este dotat cu mai mulți senzori pentru gaze, detectoare de particule materiale, senzor pentru zgomot. Temperatura aerului și umiditatea relativă sunt și ele monitorizate pentru obținerea unui tablou mai complet al mediului citadin. Unitatea care controlează senzorii și transmite informațiile la distanță pentru prelucrare, stocare, analiză și editare este construită în jurul unui procesor pe 32 biți de tip RISC, ARM Cortex-M0+. Microcontrolerul preferat a fost cel de la Microchip Technology datorită suportului foarte eficient primit din partea distribuitorului.
Variante de echipare Varianta de bază este dotată cu senzori pentru detectarea particulelor materiale PM1, PM2.5, PM10, măsurarea temperaturii și umidității relative a aerului și determinarea nivelului de concentrație a gazelor CO, CO2, NO, NO2. Varianta extinsă mai adaugă acestora gazele SO2, O3, NH3, precum și un senzor barometric și unul pentru determinarea nivelului de poluare fonică.
Soluția Syswin Solutions este bazată pe o arhitectură deschisă, gama de parametri măsurați putând fi extinsă prin adăugarea de senzori specifici agentului poluant dorit a fi monitorizat de client. Varianta de precizie a sistemului include senzori pentru următoarele gaze: oxigen molecular, hidrogen molecular, hidrogen sulfurat, monoxid de azot, metan, formaldehidă, alcool, fosfină, oxid de etilenă, acid cianhidric, acid clorhidric, clor, dioxid de clor și compuși organici volatili. Sistemul permite și instalarea unor senzori pentru detectarea tipului de ploaie, inclusiv a acidității ei. Alimentarea cu energie se face de la o baterie reîncărcabilă controlat de la un panou fotovoltaic de 50W. Această soluție asigură funcționarea continuă, atât pentru controlul senzorilor, cât și pentru dispozitivul gateway pentru transmisia de date. Între gazele menționate mai sus ca fiind toxice apare și dioxidul de carbon. După cum se știe, CO2 este un produs al respirației umane în organismul căruia îndeplinește funcții fiziologice importante fiind esențial pentru funcționarea hemoglobinei și este absorbit de plante pentru a-și produce glucoza. Totuși, dacă respirăm concentrații ridicate de dioxid de carbon sau re-respirăm aerul (cum ar fi într-o cameră neaerisită sau într-un cort), suntem în pericol de intoxicare sau chiar otrăvire cu dioxid de carbon. Cu toate acestea, Agenția americană pentru Protecția Mediului, US EPA, nu include dioxidul de carbon în lista celor șase poluanți obișnuiți în aer pe baza cărora se calculează Indexul Calității Aerului, AQI. Pe de altă parte, CO2 este unul din principalele gaze cu efect de seră incriminate în schimbările climatice și a cărui concentrație în atmosfera Pământului a cunoscut o creștere considerabilă, de la 280ppm în 1750, la 406ppm la începutul anului 2017. Astfel, monitorizarea concentrației de CO2 devine necesară.
Nota 1: rezoluția conform datelor de catalog: 40ppm (în gama 0 … 20.000 ppm), 100ppm (în gama 20.000 … 50.000 ppm). Nota 2: nespecificată de producător.
Monitorizare permanentă Detectarea permanentă a prezenței gazelor are câteva avantaje importante față de măsurarea periodică prin trimiterea de laboratoare mobile cu instrumentația necesară în diferite puncte din teren. Discontinuitatea observării, timpul de reacție foarte mare, imposibilitatea de a detecta momentul producerii unor evenimente critice din cauza unor avarii sau accidente, iar nu în ultimul rând, costurile mari implicate de deplasări, echipamente și manoperă sunt argumente în favoarea unei soluții de monitorizare permanentă de la distanță. Pe de altă parte, stațiile fixe de observație, care sunt nesupravegheate și care pot fi plasate în zone izolate, nu trebuie să conțină instrumentație de laborator costisitoare, care să necesite activități frecvente de mentenanță. Detecția rapidă urmată, dacă e cazul, de trimiterea unui expert pentru evaluare și măsurători de mare acuratețe, eventual pentru prelevare de probe, este o alternativă mult mai eficace. În acest context, au fost investigate ofertele pentru senzorii de gaze din perspectiva obținerii unui optim între performanță și preț. Exemplificăm aceasta prin tabelul de mai sus pentru dioxidul de carbon.
Un alt criteriu important este modul de prezentare a datelor: recepționarea informației în format digital permite conectarea senzorului direct la microcontroler fără un bloc de conversie analog/digital. În concluzie, senzorul INIR-CD5% constituie un bun compromis calitate/preț. Senzorul a fost proiectat cu cea mai recentă tehnologie folosind un microcontroler cu un nucleu ARM7TDMI. Prin proiectarea software-ului au fost implementate tehnicile necesare pentru a spori fiabilitatea dispozitivului, reducând astfel probabilitatea de defecțiuni.
Autori: Adrian Zărnescu Răzvan Ungurelu Gaudenţiu Vărzaru
Articol preluat din revista Electronica Azi : https://www.electronica-azi.ro/2019/06/07/o-solutie-de-avarie/?mag=1