AirCitizen - वायु गुणवत्ता की निगरानी: 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

हेलो सब लोग

आज, हम आपको सिखाएंगे कि कैसे हमारे प्रोजेक्ट को पुन: पेश किया जाए: AirCitizen by the AirCitizenPolytech Team!

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'OpenAir / What's your air?' से आ रहा है प्रोजेक्ट्स, AirCitizen प्रोजेक्ट का उद्देश्य नागरिकों को उनके तत्काल पर्यावरण की गुणवत्ता का सक्रिय रूप से मूल्यांकन करने में सक्षम बनाना है और विशेष रूप से जिस हवा में वे सांस लेते हैं, उन्हें निम्नलिखित की पेशकश करके:

निर्माण

विभिन्न कम लागत वाले सेंसर (जैसे तापमान, आर्द्रता, दबाव, NOx गैस, ओजोन या कण PM10 और PM2.5) को एकीकृत करने वाले पर्यावरणीय माप के "फैबलैब्स" (डिजिटल निर्माण प्रयोगशालाओं) पोर्टेबल स्टेशनों में महसूस करें।

उपाय

पर्यावरणीय चरों की स्थानिक-अस्थायी परिवर्तनशीलता को उजागर करने के लिए सीटू माप में प्रदर्शन करें: एक तरफ, भूगोलवेत्ता-जलवायु विज्ञानियों के समर्थन से यात्रा अभियानों के दौरान और दूसरी ओर, विभिन्न स्थानों पर जो विविधतापूर्ण पर्यावरणीय संदर्भ प्रस्तुत करते हैं।

साझा करना

इन मापों को एक पर्यावरण डेटाबेस में साझा करके ज्ञान में सुधार करने में योगदान करें और इस प्रकार वायु प्रदूषण के ऑनलाइन मानचित्रण को सक्षम करें।

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अवधारणा एक स्वायत्त स्टेशन बनाने की है जो पर्यावरण डेटा एकत्र कर सकती है और उन्हें सिगफॉक्स नेटवर्क के साथ एक डैशबोर्ड पर भेज सकती है।

तो एक तरफ हम आपको दिखाएंगे कि हार्डवेयर कैसे डिजाइन करें और दूसरी तरफ सॉफ्टवेयर पार्ट कैसे करें।

चरण 1: हार्डवेयर

यहां वे घटक हैं जिनका उपयोग हमने स्टेशन को डिजाइन करने के लिए करने का निर्णय लिया है:

- STM32 NUCLEO-F303K8 -> अधिक जानकारी के लिए

- HPMA115S0-XXX (कण सेंसर PM2.5 और PM10) -> अधिक जानकारी के लिए

- SHT11 या SHT10 या STH15 या DHT11 (तापमान और सापेक्ष आर्द्रता) -> अधिक जानकारी के लिए

- MICS2714 (NO2 सेंसर, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड सेंसर) -> अधिक जानकारी के लिए

- सौर पैनल x2 (2W) -> अधिक जानकारी के लिए

- बैटरी लीपो 3, 7 वी 1050 एमएएच -> अधिक जानकारी के लिए

- रेगुलेटर लीपो राइडर प्रो (106990008) -> अधिक जानकारी के लिए

- ब्रेकआउट सिगफॉक्स BRKWS01 + 1 लाइसेंस -> अधिक जानकारी के लिए

- 7 प्रतिरोधक (86, 6; 820; 1K; 1K; 4, 7K; 10K; 20K)

- 1 संधारित्र (100nF)

- 1 ट्रांजिस्टर (2N222)।

! ! ! HPMA और SHT11 के बीच हस्तक्षेप को रोकने के लिए आपको stm32 न्यूक्लियो बोर्ड पर SB16 और SB18 को हटाना होगा!

मूल रूप से, इस प्रकार आपको घटकों को जोड़ना है:

1. वेल्ड, समानांतर में, सौर पैनल।
2. उन्हें लीपो राइडर प्रो से कनेक्ट करें और बैटरी को लीपो राइडर प्रो से भी कनेक्ट करें।
3. ऊपर दिए गए फोटो की तरह, सभी तत्वों को STM32 से कनेक्ट करें। केवल एक तापमान और आर्द्रता सेंसर कनेक्ट करें 2 नहीं! प्रतिरोधों, संधारित्र और ट्रांजिस्टर को मत भूलना।
4. अंत में, एसटीएम 32 को यूएसबी केबल के साथ लीपो राइडर प्रो से कनेक्ट करें।

अगला चरण इस वायर्ड का एक विकल्प है।

चरण 2: हार्डवेयर - पीसीबी

हमने मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) को डिजाइन करने के लिए ऑटोडेस्क ईगल का उपयोग करने का निर्णय लिया।

आप या तो DHT या SHT कनेक्ट करना चुन सकते हैं, हमने जरूरत पड़ने पर सेंसर को बदलने के लिए इन 2 सेंसर के लिए दो फिंगरप्रिंट डिज़ाइन करना चुना है।

अनुलग्नक में, आप ईगल गर्भाधान फ़ाइलें डाउनलोड कर सकते हैं ताकि आप इसे आसानी से स्वयं बना सकें।

हम डिवाइस की आपूर्ति के लिए stm32 के 5V पिन का उपयोग करते हैं। इस कॉन्फ़िगरेशन में, केवल stm32 कोर संचालित होता है।

इस प्रकार हम कम स्लीप करंट प्रदान करने वाले MCU के डीप स्लीप मोड का उपयोग कर सकते हैं। स्टैंडबाय स्थिति में, संपूर्ण स्लीपिंग करंट XXµA से नीचे गिर जाता है।

चरण 3: एलपीडब्ल्यूएएन प्रोटोकॉल: सिगफॉक्स कम्युनिकेशन

सिगफॉक्स एक फ्रेंच टेलीकॉम फर्म - SIGFOX. द्वारा बनाया गया एक LPWAN प्रोटोकॉल है

यह अल्ट्रा-नैरो बैंड (UNB) तकनीक का उपयोग करके दूरस्थ उपकरणों को कनेक्ट करने में सक्षम बनाता है। इनमें से अधिकांश को कम मात्रा में डेटा स्थानांतरित करने के लिए केवल कम बैंडविड्थ की आवश्यकता होगी। नेटवर्क केवल प्रति संदेश लगभग 12 बाइट्स को संभालने में सक्षम हैं और साथ ही प्रति दिन प्रति डिवाइस 140 से अधिक संदेश नहीं हैं।

कई आईओटी अनुप्रयोगों के लिए, पारंपरिक सेलुलर फोन सिस्टम बहुत कम बिजली के संचालन की अनुमति देने के लिए बहुत जटिल हैं और कई छोटे कम लागत वाले नोड्स के लिए व्यवहार्य होने के लिए बहुत महंगा हैं … SIGFOX नेटवर्क और तकनीक का उद्देश्य कम लागत वाली मशीन से मशीन है आवेदन क्षेत्र जहां व्यापक क्षेत्र कवरेज की आवश्यकता है।

AirCitizen के लिए, पता लगाया गया डेटा का प्रारूप सरल है और सेंसर से हमारे IOT प्लेटफॉर्म - थिंगस्पीक में पाए गए डेटा का अनुवाद करने के लिए Sigfox का उपयोग करने के लिए डेटा की मात्रा सही है।

हम निम्नलिखित चरणों में सिगफॉक्स के उपयोग का परिचय देंगे।

चरण 4: सॉफ्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन

हमारे सर्किट की प्राप्ति के बाद, हमारे STM32 F303K8 माइक्रोकंट्रोलर के विकास के लिए आगे बढ़ते हैं।

अधिक सरलता के लिए, आप Arduino में प्रोग्राम करना चुन सकते हैं।

चरण 1: यदि आपने अभी तक Arduino IDE स्थापित नहीं किया है, तो इसे इस लिंक से डाउनलोड और इंस्टॉल करें। सुनिश्चित करें कि आपने अपना सही ऑपरेटिंग सिस्टम चुना है।

लिंक: Arduino डाउनलोड करें

चरण 2: Arduino IDE को स्थापित करने के बाद STM32 बोर्ड के लिए आवश्यक पैकेज खोलें और डाउनलोड करें। यह फ़ाइल -> वरीयताएँ का चयन करके किया जा सकता है।

चरण 3: Preferences पर क्लिक करने पर नीचे दिखाया गया डायलॉग बॉक्स खुल जाएगा। अतिरिक्त बोर्ड प्रबंधक URL टेक्स्ट बॉक्स में नीचे दिए गए लिंक को पेस्ट करें:

github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/ra…

और ओके दबाएं।

चरण 4: अब टूल -> बोर्ड्स -> बोर्ड मैनेजर पर जाएं। यह बोर्ड प्रबंधक संवाद बॉक्स खोलेगा, "STM32 Cores" की खोज करेगा और दिखाई देने वाले पैकेज (STMicroelectronics package) को स्थापित करेगा।

चरण 5: पैकेज के बाद, इंस्टॉलेशन पूरा हो गया है। टूल्स पर जाएं और "न्यूक्लियो -32 सीरीज़" खोजने के लिए नीचे स्क्रॉल करें। फिर सुनिश्चित करें कि संस्करण "Nucleo F303K8" है और अपलोड विधि को "STLink" में बदलें।

चरण 6: अब, अपने बोर्ड को कंप्यूटर से कनेक्ट करें और जांचें कि डिवाइस मैनेजर का उपयोग करके बोर्ड किस COM पोर्ट से जुड़ा है। फिर, टूल्स-> पोर्ट में उसी पोर्ट नंबर का चयन करें।

अब आप Arduino के साथ अपने STM32 F303K8 को प्रोग्राम करने के लिए तैयार हैं!

चरण 5: प्रोग्राम योर STM32

एक बार कॉन्फ़िगरेशन हो जाने के बाद, आपको डेटा एकत्र करने और भेजने के लिए अपने माइक्रो कंट्रोलर को प्रोग्राम करना होगा।

Step1: I/O के प्रभाव की जांच करें और कोड के "डिफाइन" भाग में टाइमस्टैम्प को मापें।

Step2: ऊपर दिए गए कोड को stm32 पर अपलोड करें, सीरियल मॉनिटर खोलें और डिवाइस को रीसेट करें। स्क्रीन पर "एटी" कमांड दिखाई देनी चाहिए, यदि नहीं, तो I/O घोषणा की जांच करें।

संलग्नक में फ्रेंच कानून मानकों से परामर्श करके आप अपने डेटा की सत्यता का अंदाजा लगा सकते हैं।

आइए डैशबोर्ड के कॉन्फ़िगरेशन पर चलते हैं।

चरण 6: थिंगस्पीक - 1

हमारे स्टेशन से डेटा को थिंगस्पीक प्लेटफॉर्म पर पुनर्निर्देशित करने के तरीके को कॉन्फ़िगर करने से पहले आपको एक थिंगस्पीक खाता बनाना होगा।

साइन अप करें: थिंगस्पीक वेबसाइट

चरण 1: अब "नया चैनल" पर क्लिक करें। इससे एक फॉर्म खुल जाएगा। एक नाम और एक विवरण दर्ज करें (यदि आवश्यक हो)।

5 फ़ील्ड बनाएँ:

• फील्ड १: दोपहर २, ५
• फील्ड 2: दोपहर 10
• फ़ील्ड 3: तापमान
• फ़ील्ड 4: आर्द्रता
• फील्ड 5: NO2

ये शीर्षक हमारे चार्ट के शीर्षक नहीं होंगे।

यदि आपको एक उदाहरण की आवश्यकता है, तो ऊपर फोटो देखें।

आपको अधिक फ़ील्ड भरने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन यदि आप कोई स्थान दर्ज करते हैं तो यह दिलचस्प हो सकता है।

नीचे स्क्रॉल करें और "चैनल सहेजें"।

चरण 2: एयरसिटीजन स्टेशन चैनल।

अब, आप 5 चार्ट वाला एक पेज देख सकते हैं। पेंसिल सिंबल पर क्लिक करके आप ग्राफ के गुणों को बदल सकते हैं।

परिणाम ऊपर की दूसरी तस्वीर है।

इस चरण में, वे ग्राफ़ निजी होते हैं। डेटा मिलने के बाद आप उन्हें सार्वजनिक कर पाएंगे।

चरण 3: अपने रेखांकन के विन्यास के बाद। "एपीआई कुंजी" टैब पर जाएं। एपीआई अनुरोध भाग और अधिक सटीक रूप से पहला फ़ील्ड देखें, "चैनल फ़ीड अपडेट करें"। एपीआई कुंजी पर ध्यान दें।

आपके पास कुछ ऐसा होगा:

api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXXXXX&field1=0 प्राप्त करें

अब आप अगले अध्याय में जाने में सक्षम हैं।

चरण 7: सिगफॉक्स मॉड्यूल और थिंगस्पीक प्लेटफॉर्म के बीच संचार

आपकी जानकारी के लिए, ध्यान दें कि प्रत्येक सिगफॉक्स मॉड्यूल कार्ड में कार्ड पर एक विशिष्ट संख्या और एक पीएसी नंबर लिखा होता है।

ThingSpeak पर डेटा प्राप्त करने के लिए, आपको उन्हें पुनर्निर्देशित करना चाहिए।

डेटा स्टेशन से सिगफ़ॉक्स बैकएंड तक जाता है और थिंगस्पीक सर्वर पर रीडायरेक्ट किया जाएगा।

स्पष्टीकरण के लिए ऊपर दी गई पहली तस्वीर देखें।

चरण 1: हम यह नहीं बताएंगे कि इंटरनेट पर कई ट्यूटोरियल के कारण सिगफॉक्स पर पंजीकरण कैसे करें।

सिगफॉक्स बैकएंड पर जाएं।

"डिवाइस प्रकार" पर क्लिक करें, फिर अपनी किट की लाइन पर क्लिक करें और "संपादित करें" चुनें।

अब, "कॉलबैक" अनुभाग में जाएं और "नया", "कस्टम कॉलबैक" पर क्लिक करें।

चरण 2:

आपको कॉन्फ़िगरेशन पृष्ठ पर होना चाहिए:

टाइप करें: डेटा और UPLINK

चैनल: यूआरएल

डुप्लिकेट भेजें: कोई नहीं

कस्टम पेलोड कॉन्फिगरेशन: डेटा स्रोत सेट करें और डेटा फॉर्म तय करें। आपको इस तरह लिखना चाहिए:

VarName::Type:NumberOfBits

इस मामले में, हमारे पास pm25, pm10, तापमान, आर्द्रता और NO2 नाम के 5 मान हैं।

pm25::int:16 pm10::int:16 तापमान::int:8 आर्द्रता::uint:8 NO2::uint:8

यूआरएल पैटर्न: यह वाक्य रचना है। पहले पाई गई API कुंजी का उपयोग करें और इसे "api_key =" के बाद डालें।

api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXXXXXX&field1={customData#pm25}&field2={customData#pm10}&field3={customData#temperature}&field4={customData#humidity}&field5={customData#NO2}

HTTP विधि का प्रयोग करें: GET

SNI भेजें: ON

शीर्षलेख: कोई नहीं

अब "ओके" पर क्लिक करें।

थिंगस्पीक एपीआई के लिए आपका कॉलबैक अब कॉन्फ़िगर किया गया है! (ऊपर की दूसरी तस्वीर में प्रतिनिधित्व)।

चरण 8: थिंगस्पीक - 2

अब, आप कुल्हाड़ियों के न्यूनतम और अधिकतम मूल्यों को संशोधित करने में अधिक चुस्त हो सकते हैं।

यदि आवश्यक हो, तो ग्राफ़ के शीर्ष दाईं ओर पेंसिल लोगो पर क्लिक करें।

सामान्य मूल्य:

पीएम 2, 5 और पीएम 10 = ug/m^3

तापमान = डिग्री सेल्सियस

आर्द्रता =%

नाइट्रोजन डाइऑक्साइड = पीपीएम

आपके पास ऊपर की दो तस्वीरों जैसा कुछ होना चाहिए।

आप "न्यूमेरिक डिस्प्ले" या "गेज" जैसे कुछ अन्य विजेट भी जोड़ सकते हैं।

अंत में, अपने चैनल को सार्वजनिक करने के लिए, "साझाकरण" टैब पर जाएं और "सभी के साथ चैनल दृश्य साझा करें" चुनें।

चरण 9: बोनस - थिंगट्वीट और प्रतिक्रिया

वैकल्पिक: कोई शर्त पूरी होने पर ट्वीट करें !

चरण 1: एक ट्विटर खाता बनाएं या अपने व्यक्तिगत ट्विटर खाते का उपयोग करें।

साइन अप - ट्विटर

चरण 2: थिंग्सपीक में, "ऐप्स" में जाएं और फिर "थिंगट्वीट" पर क्लिक करें।

"लिंक ट्विटर अकाउंट" पर क्लिक करके अपने ट्विटर अकाउंट को लिंक करें।

चरण 3: अब, "ऐप्स" में वापस जाएं और फिर "रिएक्ट" पर क्लिक करें।

"नई प्रतिक्रिया" पर क्लिक करके एक नई प्रतिक्रिया बनाएं।

उदाहरण द्वारा:

प्रतिक्रिया का नाम: 15 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान

शर्त प्रकार: संख्यात्मक

परीक्षण आवृत्ति: ओ एन डेटा प्रविष्टि

शर्त, अगर चैनल:

फ़ील्ड: 3 (तापमान)

साइन इन करें: से बड़ा है

मूल्य: 15

क्रिया: थिंगट्वीट

फिर ट्वीट करें: ओह! तापमान 15 डिग्री सेल्सियस से अधिक है

ट्विटर अकाउंट का उपयोग करना:

विकल्प: हर बार शर्त पूरी होने पर कार्रवाई चलाएं

फिर "सेव रिएक्ट" पर क्लिक करें।

यदि शर्त पूरी हो जाती है तो आपका अब ट्वीट करेगा और पीएम 10 के स्तर के आधार पर कई अन्य शर्तों को कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

चरण 10: अब आपकी बारी है

अंत में, अब आपके पास अपने स्वयं के AirCitizen स्टेशन को पुन: पेश करने के लिए सभी तत्व हैं!

वीडियो: आप एक वीडियो देख सकते हैं जहां हम अपना काम प्रस्तुत करते हैं।

हमारा थिंगस्पीक प्लेटफॉर्म: AirCitizenPolytech Station

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ध्यान देने के लिए आपका धन्यवाद !

AirCitizen Polytech टीम

चरण 11: संदर्भ और ग्रंथ सूची

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