微气候系统简化了大气污染监测

January 3, 2018 Patrick Mannion

他们说,“怎样测量?通过什么方式测量?”在空气质量检测领域,人们需要更快的速度。据世界卫生组织统计,2012 年有 700 万人死于空气污染,这使得空气污染成为世界上最大的环境健康风险因素。到 2050 年,全世界将有 66% 的人口居住在城市。随着人口密度的不断增加,这一问题只会越来越严重。鉴于形势紧急,城市规划人员需要采用更好的空气质量监测手段。特别是,实时监控可警告城市居民、实行交通管制、分析趋势并实施修复工作。在一项著名的三日研究案例中,爱尔兰都柏林市配备了 30 辆带有监视器的自行车,并追踪了二氧化碳、一氧化碳、香烟烟雾和空气颗粒物的数据。然而,更大范围的研究需要更加可靠、可扩展、安全和高效的方法。但迄今为止,大规模方法体积庞大、价格昂贵、难以部署,并且消耗太多的能源,同时缺乏关键的后端分析来提供行动情报。正是得益于物联网 (IoT) 的创新,这种情况正在迅速发生改变。一个小盒子便具有全部监控、通信和分析功能,而盒子只占当前系统的一小部分。

微型监测,大有裨益

在空气质量监测的创新程度方面,有一个富有吸引力的案例:Bosch 基于物联网的微型气候检测系统 (MCMS),如图 1 所示。系统尺寸为 30 x 25 x 15 厘米,仅重 4 公斤。借助 Bosch 传感器和板载 Intel® Quark™ SoC,该系统能对二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和臭氧进行监测和分析。传感器可以根据需要接入和拔出。

图 1. Bosch 微型气候监测系统可快速部署空气污染分析。(来源:Bosch

MCMS 的核心功能就是在感应点提供分析,而不必将数据传回云端。例如,可以设置污染限制条件,只有严重偏离限制条件才需要发送至云端。这样既节省了电力,又节省了昂贵的带宽。除了污染物之外,MCMS 还能监测温度、相对湿度、光线(包括紫外线)、声音和气压。内置的数据安全功能可通过可信的方式从所有设备传输数据,并且提供了强大的保护手段来防范篡改。MCMS 的结构非常坚固、灵活,允许进行无线 (OTA) 更新,从而最大限度地减少实体操作。它还配备了必需的 API,用于集成到本地软件解决方案。这样一来,与其他选项相比,MCMS 的空间覆盖范围提高了 10 到 20 倍,物理尺寸缩小了 20 倍,成本降低了 10 倍(基于 Bosch 内部数据)。借助这些指标,监测和行动情报将结合在一起,降低高度密集化对健康的影响。这种可能性将会增加。

作者简介

Patrick Mannion

Patrick Mannion is a independent content developer and consultant who has been analyzing developments in technology for more than 25 years. Formerly Brand Director for EETimes, EDN, Embedded, Planet Analog, and Embedded.com, now part of AspenCore, he has also been developing and executing community-oriented online- and events-based engineer-to-engineer learning platforms. His focus is on connecting engineers to find novel design solutions and focused skills acquisition in the areas of Embedded, IoT, Test and Measurement, RF/Wireless, and Analog & Mixed-Signal Design.

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