(Ова е гостински пост на Матеј Плавевски, ученик во осмо одделение во училиштето Јахја Кемал. Постот оригинално е објавен на Medium, а преведен и реобјавен на IT.mk со дозвола од авторот.)

Загадувањето на воздухот станува чест и постојан проблем на 21-от век. Како што бројот на земји кои се справуваат со овој проблем расте, така и ние стануваме посвесни за проблемот и последиците кои имаат огромно влијание над здравјето на популацијата. Но адресирањето на овој проблем носи и голем број на прашања. Зошто го имаме овој проблем на прво место? Што е главната причина за загадување и како да го решиме тоа?

За да започнеме со справување на воздушното загадување ни требаат подетални и поспецифични мерења за причинителот. Истражување кое ќе ни ја покаже податоци како време и локација на загадувањето треба да биде спроведено. Без оваа информација нема да можеме да пронајдеме начин за решавање на проблемот, бидејќи не го знаеме вистинскиот причинител. Ова би било како борба со непознат непријател.

Вака се роди дронот за справување со воздушното загадување, специјално дизајниран за собирање на податоци за загадувањето. Дронот има способност да лета 20 минути на дизајнирана рута без никаква асистенција. Како што дроновите летаат низ воздухот, и имаат праволиниско движење, тие можат да покријат повеќе за помалку време.

За време на летот сензорите закачени на дронот испраќаат метрики во реално време за загадувањето преку интернет. Процедурата може да се повтори се додека има заменски батерии за нов лет. Сите метрики прикажуваат слика на локацијата и главните точки и време на загадувањето. Овие соберени информации се првиот и главниот чекор за решавање на проблемот со загадување.

Концептот на овој дрон е во ран развој и беше презентиран на неколку ИТ предизвици на кои доби поголемо внимание. во

Технички детали

Следниве компоненти се потреби за правењето на дронот за справување со загадувањето:

#1 Дрон



DJI Phantom 3 Advanced

Цена: 934 US долари за време на купување

#2 PM сензор



nova PM sensor SDS011

Цена: 32 US долари од AliExpress

#3 Rasperry Pi



Rasperry Pi micro computer

Цена: 30 US долари

#4 GSM модем



Имавме постоечки Huawei модем кој го искористивме.

Цена: Околу 20 US долари

#5 GPS Arduino модул



GY-NEO6MV2 GPS модул од AliExpress

Цена: Околу 10 US долари

#6 Екстерна батерија



Anker 5000 mAh од Amazon.com

Цена: 15 US долари

————————-

Вкупен трошок: 1.041 US долари

Поставување

Rasperry Pi-то беше искористено како компјутер, благодарение на неговата флексибилност и омжноста за поврзување со интернет преку 3G со USB dongle. Дополнително на тоа што е мал, портабилен и компјутер, Pi-то исто така има пинови на кои може да се поврзе екстерен хардвер.

GPS чипот се конектира со Rasperry Pi преку RasPi Pinout. Користејќи Python скрипта, Rasperry-то се конектира со GPS чипот и ги чита GPS координатите.

Сензорот nova PM10 и PM2.5 е поврзан со Rasperry Pi користејќи USB порт, а користејќи Python скрипта ќе ги исчита PM10 и PM2.5.

Целиот проект беше поставен во кутија испечатена со 3D принтер што овозможи сите делови да се постават под DJI Phantom 3 дронот.

Едно црево се закачува од PM сензорот на врвот од дронот со цел да се избегне ситуацијата каде што пропелерите на дронот го раздувуваат воздухот, правејќи турбуленции и чистејќи го воздухот заради брзата циркулација со што ќе добиеме погрешни метрики. Со тоа што воздухот го носиме од делот над дронот, имаме непречен примерок од загадувањето.

Датабаза

Ние користевме Google Firebase за датабаза, бидејќи е флексибилна и едноставна за поставување. Исто така овозможува следење на резултати во реално време, со што може да се исцрта загадувањето во реално време на мапа.

Се користи JSON за зачувување на податоци, со што податоците се зачувани во објеки и експортирани во JSON исто така.

Код

Кодот на овој проект може да се пронајде на GitHub. Кодот преку GPS чипот ги добива координатите, а преку USB се поврзува со PM сензорот за да ги добие вредности. Потоа создава JSON стринг кој се испраќа до Firebase.

Мапирање на резултатите

Со цел да се визуелизираат резултатите, се користеа heatmap за да се прикаже степенот и покривањето на загадувањето на воздухот.

Податоците претставени во ваква визуелна репрезентација даваат многу подобра слика за изворот на загадувањето.

Пронаоѓање на загадувачите

Следниот чекор за овој дрон е да се направи опширно истражување на градот за време на различно време во денот и на разни локации. Собирањето на голем број на податоци ќе овозможи да анализираме и да ги најдеме критичните точки на загадувањето, со цел да изнајдеме решение.

Следени чекори

Следните чекори за проектот се:

Да се подобрат визуелизациите (филтери по PM честички, датум, време)

Да се додадат нов визуали (графикони кои ќе прикажуваат трендови)

Да се направи апликација која ќе ги достави директните координати на дронот наместо да истиот се управува рачно

Да се истестираат разни области

Заклучок

Воглавно дронови опремени со PM сензори ни овозможуваат да имаме флексибилно, лесно и практично решение за изнаоѓање на причинителите за загадувањето на воздухот.

Поставувањето може да се изврши во 10 минути, и можеме да покриеме локација од повеќе од 500.000 метри квадратни во само еден лет.