5 февраля 2019 г., Libelium

В последние десятилетия загрязнение воздуха было серьезной проблемой для Греции. Основными причинами ухудшения качества воздуха являлись быстрая и неорганизованная урбанизация, отсутствие инфраструктуры должного уровня и постоянное увеличение количества автомобилей в городских регионах.

Крит, Греция

В составе Греции более 1400 островов, поэтому в стране активно используется морской и воздушный транспорт. Проводившиеся на острове Санторини исследования показали, что концентрация тончайших частиц в портовых районах была в 100 раз выше средних показателей. К счастью, в последние годы ситуация изменилась благодаря использованию более современных видов топлива и новых технологий.

Оценка качества воздуха и его загрязнения традиционно выполнялась с помощью наземных средств. Сложный рельеф и физические барьеры усложняют сбор данных, повышают расходы, снижают качество и производительность.

В лаборатории по промышленным, энергетическим и природоохранным системам Технического университета Крита студенты Антониос Коутромпас и Константинос Лоукакис под руководством преподавателя Спироса Папаефтимиу создали дипломную работу по направлению «Промышленные системы» под заголовком «Использование БПЛА (беспилотных летательных аппаратов для 3D-визуализации загрязнителей воздуха в городской местности», в которой было описано использование небольшого дрона, оснащенного беспроводной платформой датчиков Libelium Waspmote для сбора данных на местности.

Дрон + откалиброванная беспроводная платформа датчиков для исследования газов

Исследование было проведено в студенческом городке Технологического университета Крита в городе Ханья. Основной целью дипломной работы стали сбор данных о загрязнителях воздуха и создание инструмента 3D-визуализации определенной области. Датчики измеряли следующие параметры:

  • температура воздуха;
  • атмосферное давление;
  • влажность;
  • содержание угарного газа (CO);
  • содержание углекислого газа (CO2);
  • содержание диоксида серы (SO2);
  • содержание озона (O3);
  • содержание диоксида азота (NO2);
  • содержание аммиака (NH3).

Дроны, оснащенные компактными датчиками, могут предоставлять данные из практически любой точки трехмерного пространства. Это свойство позволит сократить количество узлов датчиков, используемых в каждом IoT-проекте по автоматизации городов или контролю окружающей среды, соответственно уменьшая общую стоимость решения. Также решение позволяет пользователям получать локальные данные для мониторинга производства, обнаружения проблем и локального контроля климата.

Для проекта была необходима беспроводная сеть датчиков со следующими характеристиками: низкая стоимость, мобильность, возможность хранения и беспроводной передачи данных. Дополнительным требованием стало присвоение данным анализа воздуха пространственных и временных меток, что было реализовано с помощью встроенных функций платформы Waspmote и интегрированного GPS-модуля.

Тепловая карта, полученная с помощью оснащенного датчиками дрона

Разработчик выбрал беспроводную платформу датчиков Libelium в связи с «ее способностью интегрировать множество протоколов в один узел, что обеспечивает возможность реализации многосетевых WSN-архитектур при использовании независимых каналов связи в пределах одной сети».

Сенсоры прикреплены к БПЛА с использованием специальных контейнеров, напечатанных на 3D-принтере: в одном расположены платы датчиков, а в другом — батарея. В процессе полета дрона датчики снимают измерения и отправляют данные по GPRS непосредственно в базу данных, обрабатывающую их.

 

Схема проекта

Авторы дипломной работы полны оптимизма в отношении использования БПЛА для мониторинга качества воздуха в будущем благодаря широким возможностям и гибкости этих платформ. В работе описаны созданные концепции и инновационные методы визуализации загрязнения воздуха в двухмерной и трехмерной формах.

Основными целями работы стали создание трехмерной сетки исследуемой области и визуализация полученных данных на трехмерной модели с координатной привязкой для лучшего понимания распределения загрязняющих веществ. Некоторые из наиболее важных результатов, полученные благодаря широким функциям платформы — это карты выбросов углекислого газа из дымовой трубы университета и с автостоянки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трехмерные карты распределения CO и CO2

Работа стала важным шагом на пути развития технологии использования БПЛА для мониторинга воздуха, которая может принести огромную пользу для улучшения экологической ситуации в областях высокого риска — например, промышленных зонах, портах и аэропортах. Использование нескольких БПЛА позволит одновременно собирать данные в различных местоположениях и на различной высоте, что даст возможность исследовать качество воздуха в больших масштабах.

Это не первый раз, когда беспроводная платформа датчиков Libelium устанавливается на подобных системах. Недавно в России была разработана система мониторинга, использующая БПЛА и платформы Smart Water для измерения загрязнения воды в крупнейшем водохранилище в Евразии, расположенном на реке Волга.

Подробные сведения о продукции Либелиум вы можете запросить в Отделе продаж Libelium.

Подробная информация:

Ссылки:

  • Технический университет Крита www.tuc.gr
  • Экологи: «Здоровью туристов и местных жителей в Греции угрожает опасность, вызванная токсичными выбросами круизных лайнеров» (Health of tourists and locals at risk on Greek island due to toxic emissions from cruise ships, say environmentalists): www.independent.co.uk/

Найдите Наборы для контроля качества воздуха на IoT Marketplace.

Оригинал статьи доступен по ссылке. 

 

3D-моделирование качества воздуха с использованием дронов, оборудованных сенсорами Libelium