Système Avancé de Surveillance de la Qualité de l'Air Intérieur avec Arduino et IoT

À Propos de ce Projet

Introduction

La pollution de l'air intérieur a été classée de manière constante par l'Agence de Protection de l'Environnement des États-Unis (EPA) et son Conseil Scientifique Consultatif parmi les cinq principaux risques environnementaux pour la santé publique. La personne moyenne passe environ 90 % de son temps à l'intérieur, de sorte que la mauvaise qualité de l'air intérieur (QAI) représente un risque substantiel pour la santé publique. Une mauvaise qualité de l'air peut causer des problèmes de santé à court terme accrus tels que fatigue et nausées, ainsi que des maladies respiratoires chroniques, des maladies cardiaques et le cancer du poumon. On estime que les coûts annuels et les pertes de productivité aux États-Unis s'élèvent à 10 à 20 milliards de dollars liés au syndrome du bâtiment malsain, qui décrit des effets aigus sur la santé et l'inconfort qui semblent liés à une mauvaise qualité de l'air intérieur et au temps passé dans un bâtiment.

Dans ce projet, nous allons présenter un système de surveillance de la qualité de l'air intérieur. Notre système est connecté à Internet, et par conséquent, n'importe qui peut visualiser à distance l'indice de qualité de l'air depuis n'importe où.

Domaines d'Application Possibles de ce Système

• Domiciles et bureaux
• Industries
• Détection à distance pour pompiers
• Recherche et agriculture
• Hôpitaux et cliniques
• Unités de soins intensifs (USI)

Éléments Nécessaires

• Large gamme de cartes IoT avec WiFi (MKR1000 et Yún Rev2) et connectivité GSM/bande étroite (MKR FOX 1200, MKR WAN 1300, et MKR GSM 1400). [Pour le prototypage de ce projet, j'ai utilisé un Arduino Leonardo avec Yun Shield]
• Capteurs de gaz (MQ-2, 3, 7)
• Capteur de qualité de l'air (MQ-135)
• Appareil Android
• Plateforme de développement d'applications mobiles
• Cloud IoT
• Fils de connexion (jumper wires)
• Compétences en programmation
• Arduino IDE / Arduino Web IDE
• Panneau solaire pour source d'énergie verte

Schéma de Câblage

Capteur Qualité Air VCC → broche 5V Arduino
Capteur Qualité Air GND → broche GND Arduino
Capteur Qualité Air SIG → broche A3 Arduino

Capteur Gaz MQ-2 VCC → broche 5V Arduino
Capteur Gaz MQ-2 GND → broche GND Arduino
Capteur Gaz MQ-2 SIG → broche A2 Arduino

Capteur Gaz MQ-3 VCC → broche 5V Arduino
Capteur Gaz MQ-3 GND → broche GND Arduino
Capteur Gaz MQ-3 SIG → broche A1 Arduino

Téléverser le Firmware

Téléchargez le firmware (code source) et téléversez-le sur la carte Arduino. Avant de téléverser, assurez-vous d'avoir inclus toutes les bibliothèques. Veuillez vous référer à ce tutoriel pour connecter l'Arduino Yun à Internet.

Le dépôt Git

https://github.com/Mohammadsalahuddin/indoor_air_quality_monitoring.git

Connectivité Cloud

Veuillez vous référer à la section documentation de thinger.io pour la connectivité cloud : https://docs.thinger.io/arduino

Attention

***Attention***

Démonstration

Projets Futurs

• Ajouter un indicateur embarqué pour afficher l'indice de qualité de l'air
• Alarme par buzzer lors de la détection d'une pollution élevée
• Notifications push pour alerter les utilisateurs en situation dangereuse

Références

• US Environmental Protection Agency (USEPA). Indoor air quality tools for schools Communications guide. Disponible sur https://www.epa.gov.
• H.S. Brightman et N. Moss. Sick building syndrome studies and the compilation of normative and comparative values. Indoor Air Quality Handbook. Éditeurs : J. D. Spengler, J. F. McCarthy, et J. M. Samet, New York : McGraw-Hill, 2001.
• J.-J. Kim, S.K. Jung, et J.T. Kim. Wireless monitoring of indoor air quality by a sensor network. Indoor and Built Environment, 19:1:145-150, 2010.
• thinger.io
• Arduino Yun
• Arduino.cc
• Grove - capteur qualité air
• Grove - capteur gaz

Code

• Code source Arduino

Code source Arduino Arduino

// Surveillance qualité air
#include <YunClient.h>
#include <ThingerYun.h>
// Le cloud Thinger.io
#define USERNAME "VOTRE_NOM_UTILISATEUR"
#define DEVICE_ID "VOTRE_ID_APPAREIL"
#define DEVICE_CREDENTIAL "VOTRE_IDENTIFIANT"
ThingerYun thing(USERNAME, DEVICE_ID, DEVICE_CREDENTIAL);

void setup() {
  pinMode(A0, INPUT);
  pinMode(A1, INPUT);
  pinMode(A2, INPUT);
  pinMode(A3, INPUT);
  // initialiser le bridge
  Bridge.begin();
  // exemple de ressource de sortie (lecture valeur capteur, variable, etc)
  thing["LPG"] >> outputValue(analogRead(A0)); // optionnel
  thing["CO2"] >> outputValue(analogRead(A1));
  thing["CO"] >> outputValue(analogRead(A2));
  thing["AIRQ"] >> outputValue(analogRead(A3));
  // plus de détails sur https://docs.thinger.io/arduino/
}

void loop() {
  thing.handle();
}

Pièces Personnalisées et Boîtiers

Le dépôt Git pour ce projet

contient APK, sources, et autres. https://github.com/Mohammadsalahuddin/indoor_air_quality_monitoring.git

Schémas

Schéma de circuit