基于物联网拓扑开发硬件，以跟踪和确定城市空气质量

环境监测是一件大事，对每个人的健康和生活的世界的完整性至关重要。为了优化空气质量断言，需要更好的分辨率（部署更多的监测单元）和更好的传感器。为了帮助解决问题，传感器必须在可穿戴设备的空间中征服更多，同时也是居住生活的地方的一部分，包括城市。该项目将记录一个实验装置，以跟踪污染，最终转向基于IOT拓扑结构的可在城市中使用的设备。

该项目是一个监测城市空气质量参数的解决方案，符合计算空气质量指数的国际要求。硬件是IOT设备，配备有用于颗粒物PM2.5和PM10的激光散射传感器，以及4个用于一氧化碳，二氧化氮，二氧化硫和臭氧的电化学传感器。这6个参数被认为对多个国家具有重大的健康影响，并且是我们日常活动中围绕我们的过程的一部分。连接通过Wifi和LoraWAN实现，具有两个独立的PCB版本。连接适合城市部署中的多种使用场景。

问题

空气污染是欧洲城市过早死亡的最大环境原因，交通是主要来源。目前正在审查的2008年空气质量指令要求成员国根据2010年的水平，到2020年平均减少20％的细颗粒物暴露。

国家排放上限指令涵盖了国家层面的一些排放物，包括颗粒物（PM）和二氧化氮（NOx）。该指令的修订版本截至2016年由部长理事会和欧洲议会审议。2013年，在欧盟范围内，主要由交通产生的二氧化氮（NO2）导致68,000人过早死亡。Dieselgate丑闻揭露了大众汽车如何进行二氧化氮排放测试。

臭氧（O3）造成16,000人死亡，小颗粒物（PM2.5）在同一年造成436,000人死亡。PM2.5颗粒，由化石燃料燃烧引起的尘埃和烟尘微观斑点，可以进入肺部和血液。

health_effects_banner_a3空气污染有不同的颗粒物（PM）成分——烟雾，污垢和灰尘形成称为PM10的粗颗粒和金属以及冶炼，汽车尾气，发电厂和垃圾燃烧产生的有毒废气，形成称为PM2.5的细颗粒。

CITY AIR QUALITY项目

经过几次迭代，设计了一种产品，其中包含4种用于4种气体的电化学传感器（4系列），以及用于细颗粒的激光散射传感器。所有传感器均在测试实验室中单独校准，并且只有一个唯一的序列号。校准数据插入系统中，并在显示数据结果之前使用。电化学传感器的使用寿命为2年，因此设计了带有插座的PCB，这些传感器无需焊接即可安装，因此可以轻松维修。

LoraWAN连接

该RF标准工作在868MHz（EU）/ 915MHz（美国/以色列/澳大利亚），以低功率成本提供低带宽长距离数据链路。因为对Microchip的RN2483 / RN2903有一些经验，所以选择了这些。虽然规格表明在露天场地15公里，但在某些情况下可以达到高达30公里的范围。低带宽足以用于IOT应用，在这种情况下通过无线链路发送6个空气质量参数。

后端

根据测试实验室校准集，数据被送到服务器，在服务器中根据校准参数对其进行修改，存储在每个传感器的数据库中。因此，在寿命结束时维修传感器需要更换PCB并在专用仪表板中更改校准编号。这让事情变得非常简单。

服务器存储所有数据并通过RESTful API接口提供。通过这种方式绘制图表，执行统计数据或构建城市仪表板变得容易。

最终产品

这是最终产品，包括设计的铝制外壳，PCB和安装在插座中的传感器：

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