В настоящее время в помещениях различного назначения концентрация болезнетворных микроорганизмов, газообразных органических и неорганических соединений, выделяемых отделочными материалами (формальдегиды) или бытовыми предметами, как правило, выше, чем на улице. Биологический и химический терроризм, вспышки распространения инфекций гриппа - все это сделало критической проблему обеспечения людей чистым воздухом. Эффективная и своевременная оценка качества воздуха является ключевым фактором обеспечения комфорта на рабочем месте и в квартире, поскольку многие проводят в помещениях более 20 часов. Плохое качество воздуха в помещениях может быть особенно вредным для уязвимых групп населения таких как дети, пожилые люди, а также люди с сердечно-сосудистыми и хроническими заболеваниями, такими как астма.
Современные приборы по оценке качества воздуха анализируют небольшое количество параметров качества воздуха (таблица 1) [1-3] в помещениях имеют неоптимизированные режимы энергопотребления и высокую стоимость по отношению к выполняемым функциям, требуют дорогостоящих расходных материалов и периодического технического обслуживания.
В результате анализа рынка таких устройств были выявлены следующие недостатки:
- ограниченное количество параметров рабочей среды, измеряемое прибором (см. таблицу);
- малая точность измерений и большая погрешность;
- отсутствие документации и интерфейса на русском языке и английском языке.
Отсутствие модульных систем мониторинга качества воздуха и загазованности помещений как таковых или большая стоимость аналогичного оборудования, способного отслеживать только отдельные параметры состояния воздуха в помещениях, побуждают к разработке и внедрению модульных систем мониторинга качества воздуха и загазованности помещений, способных в режиме реального времени контролировать все параметры внутреннего воздуха в помещениях и наличия в них загрязнений различного рода и гармонично интегрироваться в систему умного дома и мобильные устройства, а также обладающих энергоэффективными характеристиками и беспроводными модулями связи.
В результате проведенных исследований и анализа рынка современной микропроцессорной техники предлагается использовать в интеллектуальных системах оценки качества воздуха и наличия в нем загрязнений энергоэффективных микропроцессора ESP32, оснащенных беспроводными каналами связи.
Таблица 1. Сравнительная характеристика существующих на рынке приборов по анализу качества воздуха
Наименование прибора |
||||||
Контролируемый параметр |
Китайские анализаторы |
Xiaomi PM 2.5 Air Detector |
Honeywell HAQ |
Testo 400 |
||
VОС |
ꓦ |
ꓦ |
||||
PM1.0 |
||||||
PM2.5 |
ꓦ |
ꓦ |
||||
PM10 |
ꓦ |
ꓦ |
||||
CO |
ꓦ |
ꓦ |
ꓦ |
|||
CO2 |
||||||
CH2 |
||||||
C2H4 |
||||||
Температура |
ꓦ |
ꓦ |
ꓦ |
|||
Давление |
ꓦ |
|||||
Влажность |
ꓦ |
ꓦ |
ꓦ |
|||
Рейтинг качества показаний |
||||||
Стоимость |
2000 руб. |
3000 руб. |
13999 руб. |
379000 руб. |
Использование микроконтроллеров на базе микропроцессора ESP32 позволит создать универсальный прибор для контроля качества воздуха и загазованности помещений с низким энергопотреблением и возможностью интеграции с мобильными устройствами и системой «Умный дом», обеспечивающий выполнение следующих задач:
1. Модульность и мобильность: возможно устанавливать исходя из вида помещения переменное количество датчиков в зависимости от анализируемых параметров качества воздуха.
2. Совместная работа с воздухоочистными, воздухомывочными устройствами, устройствами, обеспечивающими комфортный микроклимат в помещениях, соединенных в одну сеть Умного дома.
3. Энергосбережение путем использования микроконтроллеров с низким энергопотреблением.
4. Постоянный мониторинг значений контролируемых параметров онлайн как на мобильных, так и на стационарных устройствах. Информация может храниться на ПК, в облачных сервисах в формате доступном для дальнейшего анализа.
5. Снижение удельной стоимости предлагаемых устройств в 1,5-2 раза от средней цены аналогичных зарубежных приборов, присутствующих на рынке.
Список литературы
- Анализатор воздуха Xiaomi PM 2.5 Air Detector https://ru-mi.com/analizator-vozduha-xiaomi-pm-2-5-air-detector.
- Монитор качества воздуха HONEYWELL HAQ https://dadget.ru/catalog/datchiki_kachestva_vozdukha/honeywell_haq/properties/
- Комплект testo 400 для оценки качества воздуха и уровня комфорта в помещении https://www.testo.ru/ru-RU/kompliekt-testo-400-dlia-otsienki-kachiestva-vozdukha-i-urovnia-komforta-v-pomieshchienii-so-stoikoi/p/0563-0401