Mobilne pomiary smogu

W całej Polsce montowane są kolejne czujniki smogu monitorujące jakość powietrza. Wiadomo jednak, że poziom zapylenia może się różnić w miejscach odległych od siebie o kilkadziesiąt metrów. Może mieć na to wpływ obecność kopcącego komina lub lepsze przewietrzanie w konkretnym miejscu, w którym dokonujemy pomiaru. Aplikacje monitorujące poziom smogu najczęściej automatycznie prezentują dane czujnika zlokalizowanego najbliżej nas. Nie znaczy to jednak, że oddychamy powietrzem o właśnie takiej jakości. Najwyższy czas zapewnić pomiar smogu na całej zamieszkanej powierzchni miejscowości, a nie tylko w wybranych jej punktach.

Drony w walce ze smogiem testuje się głównie w wykonywaniu badań dymu – bezpośrednio nad kominami (czytaj drony kontra smog). Innym zastosowaniem drona może być pomiar parametrów powietrza na określonym obszarze, w przeciwieństwie do powszechnych czujników smogu dokonujących pomiarów lokalnie.

Urządzenie dokonujące pomiarów konstruujemy w oparciu o moduł WiFi z układem ESP8266 i czujnik zapylenia PMS7003, pozwalający mierzyć stężenia pyłów PM1, PM2.5 i PM10. Ponadto wyposażymy je w czujnik temperatury i wilgotności (DHT22), zintegrowany lokalizator, pracujący w systemach GPS i GLONASS, rejestrujący precyzyjnie pozycję.

Dla tak zmontowanego urządzenia przygotujemy oprogramowanie, które zrealizuje następujące cele:

• połączenie z Internetem, co sygnalizowane jest diodą w kolorze czerwonym,
• lokalizacja poprzez odbiór sygnałów GPS/GLONASS, co sygnalizowane jest diodą w kolorze niebieskim
• pomiar poziomów pyłów PM1, PM2.5 i PM10, a także wilgotności i temperatury i przesłanie wraz z danymi o lokalizacji i czasie pomiaru na serwer,
• wbudowany ekran LCD prezentujący wartości zapylenia PM1, PM2.5, PM10, temperaturę, wilgotność, datę i godzinę pomiaru, a także informacje o liczbie dokonanych pomiarów w czasie pojedynczej sesji czy lotu oraz odległość od miejsca, w którym dokonano ostatniego pomiaru; prezentacja dostępność do sieci WiFi (W) i sygnału GPS (G),
• kolejny pomiar po upływie określonego czasu lub w przypadku przemieszczenia urządzenia o określoną odległość.

Całość znajduje się w hermetycznej obudowie, a powietrze niezbędne do wykonania pomiarów zapylenia, temperatury i wilgotności jest nawiewane wentylatorem poprzez rurki zabezpieczające. Umożliwia to przenoszenie urządzenia za pomocą drona lub pojazdu.

Zbierane na serwerze dane mogą służyć sporządzeniu bardziej precyzyjnej mapy jakości powietrza na terenie konkretnej miejscowości.

Przykład: Śródmieście Warszawy, 16 grudnia 2018, godz. 18.10-18.25
Wjazd do śródmieścia i ulica Towarowa mogą się cieszyć dobrym Indeksem Jakości Powietrza. Bliżej ścisłego centrum jakość powietrza się pogarsza. W Alejach Jerozolimskich przy Pałacu Kultury i Nauki jakość powietrza jest już zaledwie dostateczna, a przy Rondzie Dmowskiego zła. Zobacz pomiary smogu w śródmieściu Warszawy na mapie.

Przykład: Michałowice, pow. pruszkowski, 17 grudnia 2018, godz. 19.20-19.40
Ulice podwarszawskiej miejscowości z bardzo złym Indeksem Jakości Powietrza. Obecność wielohektarowego pola wzdłuż Aleji Topolowej ma nieznaczny wpływ na jakość powietrza. Stacjonarne czujniki smogu w Michałowicach rejestrują wartości lokalne, zobacz wyniki na większym obszarze miejscowości.

Podczas pojedynczego lotu drona, możliwe jest dokonanie pomiarów na stosunkowo dużym obszarze. W miastach z komunikacją miejską, aby zapewnić ciągły pomiar jakości powietrza w czasie rzeczywistym, opisane wyżej urządzenia można zamontować w kilku autobusach komunikacji miejskiej. Ich obecność w miejscach odpowiadających siatce tras, umożliwiłaby dostęp do dokładniejszych i uaktualnianych regularnie pomiarów jakości powietrza.