मॉस्को वायु गुणवत्ता निगरानी प्रणाली

यह पोस्ट vozduh.msk.ru मास्को वायु गुणवत्ता निगरानी प्रणाली के बारे में बात करती है जो कि किकस्टार्टर प्रोजेक्ट के रूप में बनाई गई है। सबसे पहले, इस बारे में कुछ शब्द होंगे कि हवा की निगरानी करना क्यों दिलचस्प है और मौजूदा सिस्टम इसके लिए पर्याप्त क्यों नहीं हैं। फिर परियोजना के लिए धन जुटाने (संख्याओं के साथ) के बारे में एक कहानी होगी। फिर सिस्टम की वास्तुकला, इसकी विशेषताओं, ताकत और सीमाओं के बारे में एक कहानी होगी।

बर्च से लेकर आर्डिनो तक

26 अप्रैल, 2012 मॉस्को एक घने पीले-हरे बादल द्वारा कवर किया गया था। बादल के साथ, कुछ कथित रूप से विस्फोट किए गए उर्वरक संयंत्र के बारे में अफवाह फैल गई। लेकिन यह जल्द ही स्पष्ट हो गया कि साजिश के सिद्धांतों के लिए कोई जगह नहीं थी: इस वसंत में बर्च की विशिष्ट तेजी से फूल हुई। हरे बादल में पराग शामिल था। एलर्जी दोस्त घर पर बैठे थे, कसकर डबल-घुटा हुआ सैश बंद कर रहे थे।

लेकिन दुर्भाग्यपूर्ण सन्टी के बिना, मास्को हवा आमतौर पर पहाड़ी शुद्धता की नहीं होती है। कई लोग छुट्टी से लौटते हैं, जो विषाक्तता के हल्के स्तर से मिलते-जुलते हैं।

हम शहर में वायु प्रदूषण पर डेटा के दो स्रोतों को जानते थे।

1. मोसेकोमोनिटरिंग । सल्फर डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों की सामग्री को मापता है। यह प्रणाली ठोस कणों (धूल, धुआं, पौधे पराग) द्वारा वायु प्रदूषण पर सटीक डेटा की निगरानी (या प्रकाशित) नहीं करती है
2. एंटीएलर्जेनिक दवा के निर्माता की साइट । ये डेटा धूल और धुएं को ध्यान में नहीं रखते हैं, और परिचालन में भी नहीं हैं, देरी कई दिनों तक पहुंचती है।

मोसकोमोनिटोरिंग के आंकड़ों को देखते हुए, मास्को हवा में प्रदूषणकारी गैसों की अशुद्धियों की एकाग्रता आमतौर पर एक प्रीमियम स्तर पर है। यानी कुछ भी होता है (विशेष रूप से Avtozavodskaya क्षेत्र में), लेकिन सामान्य तौर पर, इन आंकड़ों को देखते हुए, हमारी हवा अन्य मेगासिटी के समान है। इसलिए अन्य सक्रिय कारक हैं जो लोगों के स्वास्थ्य पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।


एक परिकल्पना पैदा हुई है: "अदृश्य" धूल ऊर्जा हवा की गुणवत्ता में एक महत्वपूर्ण योगदान देती है।

किकस्टार्ट परियोजना।

मूल्य सीमा में "$ 1000 तक", जिसमें मैंने समाधानों की तलाश करने का फैसला किया, दो लोकप्रिय धूल सेंसर हैं: तीव्र कंपनी जिसे आसानी से याद किया जाने वाला नाम GP2Y1010AU0F $ 12 के लिए है और DC1100 $ Dylos से $ 290 में। पहले के फायदों में इसकी कम कीमत शामिल है। अन्यथा, यह डिलोस से नीच है, क्योंकि यह बाद में ठीक के लिए व्यक्तिगत संकेतक (<2.5 um) और मोटे धूल को माप सकता है। इससे यह उम्मीद जगी कि डिवाइस की रीडिंग यूनिवर्सल इंडिकेटर PM2.5 को ले जाने में सक्षम होगी, जिसका इस्तेमाल सिर्फ AQI की गणना में किया जाता है। आगे देखते हुए, मैं कहता हूं कि यह आशा उचित नहीं थी।

21 जून 2012 को, मैंने अपने LiveJournal, मित्र फ़ीड और फेसबुक में घोषणा की कि मैंने DC1100 धूल मीटर की खरीद के लिए धन जुटाना शुरू कर दिया है। छह दिनों में दोस्तों की मदद के लिए धन्यवाद, वे $ 420 के बारे में आवश्यकता से थोड़ा अधिक जुटाने में कामयाब रहे। इस अतिरिक्त के लिए एक अद्भुत ऑप्टिकल रेन सेंसर खरीदा गया था क्योंकि धूल पर बारिश का एक मजबूत प्रभाव होने की संभावना थी। एक बार फिर आगे, मैं कहता हूं कि बारिश और धूल के स्तर के बीच मजबूत संबंध की पुष्टि की गई थी।

मेरे लिए, घरेलू ऑनलाइन वित्तपोषण की ऐसी सफलता एक सुखद आश्चर्य के रूप में सामने आई। मुश्किल हालात में ऐसे लोगों की मदद करने के लिए धन उगाहने की आदत है, जिन्हें पैसे की जरूरत है। इसलिए, मुझे बिल्कुल भी यकीन नहीं था कि एक निजी हवाई निगरानी परियोजना, वास्तव में एक अनुसंधान परियोजना (और इस तरह की घोषणा की गई) धन प्राप्त करने में सक्षम होगी। परिणाम सभी अधिक सुखद था। वह कहते हैं कि समस्या प्रासंगिक है और कई लोगों को चिंतित करती है।
20 जुलाई को, संवेदक मास्को पहुंचे, अगस्त के बीसवें पर, परियोजना ने एक अर्ध-औद्योगिक मोड में काम करना शुरू कर दिया। अब परियोजना की वेबसाइट प्रासंगिक डेटा प्रकाशित करती है, लेकिन साइट को सक्रिय रूप से अंतिम रूप दिया जा रहा है।

गियर

आर्किटेक्चर

सिस्टम में तीन मॉड्यूल होते हैं: एक मीटर, एक मध्यवर्ती सर्वर और डेटा प्रकाशन सर्वर।
धूल, बारिश, तापमान और आर्द्रता सेंसर के डेटा को एक Arduino- आधारित मीटर द्वारा पढ़ा जाता है और होम सर्वर के लिए Xbee- लिंक के माध्यम से json प्रारूप में भेजा जाता है। वहां उन्हें लॉग इन किया और cosm.com और vozduh.msk.ru पर प्रकाशन के लिए भेजा गया।

मीटर

प्रशंसक (8) द्वारा पाइप (2) के माध्यम से सड़क से हवा को हीटिंग तत्व (3) से गुजरता है ताकि यदि आवश्यक हो तो सापेक्ष आर्द्रता को कम करने और माप परिणामों पर जल वाष्प के प्रभाव को रोकने के लिए। वायु प्रवाह तीरों द्वारा इंगित किया जाता है। आर्द्रता सेंसर (6) के डेटा का उपयोग करते हुए arduino uno प्लेटफॉर्म पर आधारित कंट्रोल सर्किट (5), एक पावर रिले (7) का उपयोग करके हीटर (3) को नियंत्रित करता है।

DC1100 (4) और रेन सेंसर (आरेख में नहीं दिखाया गया) के डेटा को कंट्रोल सर्किट (5) द्वारा पढ़ा जाता है और XBee कार्ड के माध्यम से होम सर्वर पर प्रेषित किया जाता है, जहां उन्हें संसाधित किया जाता है और एक सार्वजनिक वेबसाइट पर प्रकाशन के लिए भेजा जाता है।

बाएं से दाएं: मीटर इकाई की उपस्थिति, हटाए गए कवर और DC1100 के साथ आवास, परीक्षण के दौरान बारिश सेंसर। (तस्वीरें क्लिक करने योग्य हैं)

होम सर्वर

टूटे हुए स्क्रीन के साथ एक पुराने लैपटॉप पर FreeBSD 9.0। खुद, एक नखरे के साथ नृत्य किए बिना, मैंने एक्सबी मॉड्यूल के साथ एक एफडीआई-कार्ड देखा, माणिक डेटा आयात स्क्रिप्ट स्क्रीन में घूम रही है।

सर्वर प्रकाशित करें

अब डेटा दो स्थानों पर प्रकाशित होता है: cosm.com पर और vozduh.msk.ru पर। Vozduh एक माणिक-साइनट्रा स्क्रिप्ट है; ग्राफिक्स को डॉग्ग्राफ लाइब्रेरी का उपयोग करके तैयार किया गया है। चार्ट 10 मिनट के अंतराल पर सुचारू रूप से प्रदर्शित होते हैं; जो लोग "कच्चे" डेटा के बारे में उत्सुक हैं, वे उन्हें संबंधित पृष्ठ पर देख सकते हैं।
न्यूनतम आंकड़ों को वुज़ुह-ए पर खराब कर दिया जाता है: धूल माप और रुझानों के लिए मात्राओं की गणना रैखिक मॉडल के अनुसार की जाती है। सांख्यिकी की गणना R भाषा में एक छोटी लिपि का उपयोग करके की जाती है जो सीधे डेटाबेस (SQLite) से डेटा पढ़ती और लिखती है।

निष्कर्ष, निष्कर्ष और परियोजना के विकास की दिशा

मेरी राय में, परियोजना को सफल माना जा सकता है। सबसे पहले, यह हमारे देश में हवा की निगरानी के लिए पहली सार्वजनिक रूप से वित्त पोषित परियोजना है। दूसरे, दो वायुमंडलीय प्रदूषकों पर हर मिनट सटीक डेटा प्रकाशित किया जाता है: मोटे और ठीक धूल। यह जानकारी परियोजना से पहले उपलब्ध नहीं थी।

धूल से वायु प्रदूषण पर डेटा बहुत दिलचस्प है। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि मध्य अफ्रीका से धूल के तूफान उत्तरी अमेरिका के तटों तक पहुंचते हैं, हजारों किलोमीटर की दूरी पर चलते हैं। हमारे माप से पता चलता है कि सैकड़ों किलोमीटर की दूरी पर चलते समय महीन धूल की मात्रा कम होती है। एक दिन मैंने मास्को के दक्षिण-पश्चिम में मॉस्को रिंग रोड पर और डबना शहर में क्रमिक रूप से गवाही ली। सबूत बहुत पास था। इसके अलावा, समय के साथ, प्रदूषण का स्तर कई घंटों में कई बार जल्दी से बदल सकता है। यह इस पैरामीटर के मूल्यों को व्याख्या के लिए आशाजनक बनाता है।
दुर्भाग्य से, इस व्यवसाय में आमतौर पर स्वीकृत PM2.5 संकेतक में धूल माप को चालू करना संभव नहीं था। तथ्य यह है कि DC1100 हवा की प्रति इकाई मात्रा धूल कणों की संख्या को दर्शाता है, और PM2.5 प्रति इकाई मात्रा धूल के द्रव्यमान को दर्शाता है। इस तथ्य के बावजूद कि एक को दूसरे में बदलने का प्रयास किया गया था, इस समय मेरी सबसे अच्छी समझ यह है कि इसे सही ढंग से करना असंभव है। मैं इस मुद्दे में रुचि रखने वालों को संबोधित कर सकता हूं [5]।

परियोजना के विकास की आगे की योजनाओं में शामिल हैं:

• सेंसर नेटवर्क यह देखना बहुत दिलचस्प होगा कि धूल महत्वपूर्ण दूरी पर कैसे चलती है। यदि कई माप बिंदुओं के निर्माण के लिए धन है, तो मास्को और अन्य शहरों पर धूल और बारिश के आंदोलन का अध्ययन करना संभव होगा।
• एपीआई। यह प्राथमिकता वाली चीजों में से एक है जो जल्द ही साइट पर दिखाई देगी।
• ट्विटर। शहर की हवा में क्या हो रहा है, इस पर अनुसूचित फीड रिपोर्टिंग। यह एथलीटों और एलर्जी पीड़ितों के लिए उपयोगी हो सकता है। और शायद हर कोई जो उत्सुक है कि क्या रात में बारिश हो रही थी, उदाहरण के लिए।
• मोबाइल ग्राहक निकटतम सूची से एक और कदम।

मुझे परियोजना के विकास और इसमें भाग लेने के इच्छुक लोगों के लिए अन्य विचारों पर खुशी होगी।

संदर्भ

1. परियोजना स्थल: vozduh.msk.ru
2. सभी सॉफ्टवेयर के स्रोत: github.com/ati/air-quality
3. वायु गुणवत्ता संकेतक: sir35.ru/Pokazateli-kachestva-vozduxa.html
4. वायु गुणवत्ता अंडा, नागरिक वायु गुणवत्ता निगरानी प्रणाली - www.kickstarter.com/projects/edborden/air-quot-ngg
5. CN Davies वायुमंडलीय कणों का आकार वितरण - www.sciencedirect.com/science/article/pii/0021850274900639