智慧倫敦——利用物聯網大數據監測空氣品質
空氣污染是全球面臨的一項重大挑戰。多年來,這種情況已經惡化,尤其是在大城市中,這使其成為許多智慧城市事實上的優先事項。
根據世界衛生組織(WHO)的數據,在空氣污染監測的城市地區,超過 80% 的人接觸到的空氣品質水準,超過了世界衛生組織的限制。
後果是眾所皆知的:從整體健康狀況下降到疾病甚至死亡。雖然空氣污染的原因可能大相徑庭,但應對挑戰的一個重要部分,是了解任何給定時間和地點的空氣品質。技術提供了物聯網(IoT)、無線連接、雲和大數據/分析的解決方案,如以下空氣品質監測領域的智慧城市應用案例所示。
格拉斯哥智慧城市:物聯網連接基礎設施
例如,在你決定像某些城市那樣,將城市區域的特定部分,變成低排放區或禁止交通,和/或其他部分的特定污染源之前,你需要了解空氣污染的程度。
在某些城市中,這是一種高度動態的情況,同一城市區域內的區域之間可能存在重大差異,並且取決於一天或一年中的時間、特定事件、天氣等因素。這就是物聯網的用武之地,我們看到已經建立了幾個智慧城市專案項目,以實現最佳的空氣品質監測。
運行此類項目的城市的一個例子,是智慧城市格拉斯哥(蘇格蘭)。當歸結為物聯網時,格拉斯哥已經相當先進。由 Stream Technologies、Semtech (LoRa 聯盟的創始人,LoRaWAN 物聯網連接參與者聚集的地方)、波士頓網路和 CENSIS 組成的聯盟,與當地三所大學合作推出了無線物聯網網路。
使用物聯網監測空氣品質 —— 行動方式
除了開發和使用污染感測器等設備之外,該網路還用於智慧交通等。
格拉斯哥與許多致力於改善空氣品質(有時是法律義務)的城市一樣,擁有許多靜態場域,來監測空氣品質數據。由於它們是靜態的且不便宜,因此實際上只使用了有限的數量。這通常意味著你無法監測整個市區的空氣污染,和各種污染物,從而導致差距。
以格拉斯哥為例,應對這一挑戰的答案是:在一個名為「感知城市」的專案項目中,在靜態場景頂部,添加帶有感測器的車輛來控制空氣品質。
該項目是蘇格蘭感測器和成像系統創新中心 CENSIS 的一項倡議,也是上述 LoRaWAN 項目的關鍵,是與斯特拉斯克萊德大學和西班牙 Libelium 合作進行的,該公司擁有一系列物聯網解決方案,其中包括空氣品質監測,和一系列智慧城市解決方案。
解決方案和結果
由於諸如 LoRaWAN 或 Sigfox 之類的 LPWAN 技術,不適用於空氣品質監測,可能採用車輛和運輸系統,進行動態感測的高度行動條件,因此該解決方案可與 4G 等一起使用。
格拉斯哥行動空氣品質監測項目的組成部分:
- Libelium 的 Waspmote Plug & Sense!Smart Environment PRO 和多個 Particle Matter 灰塵感測器,可監測一氧化碳 (CO)、顆粒物 (PM)、溫度、濕度、壓力、一氧化氮 (NO)、二氧化氮 (NO²)、臭氧 (O³) 和位置, 放在一個盒子裡。
- 這些設備和平台監控的資訊,被發送到感測器的 HUB,透過 802.15.4 放置在車輛的手套箱中。它由 Raspberry Pi2、GPS 天線和 Zigbee 組成。
- 然後,資訊透過 4G 發送到雲端,並在 CitySense 應用 app 中可視化,該應應用 app 由 CENSIS 開發,base 於 Microsoft Azure IoT 平台。
結果:
一個具有成本效益、行動和可靠的空氣品質監測系統,考慮到各種參數和城市地區的動態,並提供即時數據和靈活性,使格拉斯哥的空氣污染防治措施更加知情和完整。
諮詢資源:
- CENSIS(格拉斯哥透過新的 LoRa 網路開創物聯網連接)。
- 世界衛生組織(2016 年 5 月全球城市空氣污染趨勢)。
- 思克萊德大學未來城市研究所。
- Libelium(行動監控系統:帶有感測器控制格拉斯哥空氣品質的車輛,2016 年 12 月)。
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