Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων Για Καταγραφή Και Παρακολούθηση Περιβαλλοντικών Παραμέτρων Σε Αστικό Περιβάλλον Έξυπνης Πόλης

Abstract

Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η καταγραφή και παρακολούθηση περιβαλλοντικών συνθηκών σε αστικό περιβάλλον έξυπνης πόλης από ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. Αρχικά, γίνεται μια εισαγωγική παρουσίαση των ασύρματων δικτύων αισθητήρων, των αρχών σχεδιασμού που τα διέπουν, καθώς και αναφορές σε εφαρμογές αυτών στη σύγχρονη εποχή. Παράλληλα αναλύεται η τοπολογία και η αρχιτεκτονική που παρουσιάζουν τα συγκεκριμένα δίκτυα.Έπειτα, επεξηγείται η έννοια της "έξυπνης πόλης" και πως μπορεί αυτή να λειτουργήσει στα πλαίσια μεσαίου μεγέθους πόλης. Σημαντικές είναι και οι αναφορές στην προσπάθεια υλοποίησης "έξυπνων πόλεων".Στη συνέχεια γίνεται μια σύντομη αναφορά του γενικού εξοπλισμού και λογισμικού που έχουμε στη διάθεσή μας κατά την διεξαγωγή των μετρήσεων. Εκτενέστερα παρουσιάζονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά του Waspmote, της ασύρματης μονάδας XBee 802.15.4 Pro και η διαδικασία σύνδεσης όλων αυτών μεταξύ τους.Αντίστοιχα παρουσιάζονται η πλατφόρμα του Gas Sensor Board, τα χαρακτηριστικά των αισθητήρων των αέριων ρύπων (CO, CO2, NO2, CH4), και κατ’ επέκταση ο τρόπος υλοποίησης της εφαρμογής. Υλοποιήθηκε μια εφαρμογή καταγραφής και μετάδοσης της μετρούμενης τάσης στους ακροδέκτες της αντίστασης των αισθητήρων ρύπων, μέσω της ασύρματης μονάδας XBee 802.15.4 Pro. Επίσης, δημιουργήθηκε ένα μοντέλο όπου είναι δυνατή η μετατροπή της μετρούμενης τάσης σε ποσοστιαία συγκέντρωση (ppm) και ενσωματώθηκε το μοντέλο αυτό στον κώδικα.Τέλος, έγινε αναλυτική παρουσίαση των μετρήσεων συγκέντρωσης ppm αέριων ρύπων σε συνθήκες δωματίου και αστικές συνθήκες. Οι μετρήσεις παρουσιάζονται σε δύο δείγματα. Πρέπει να αναφερθεί ότι στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας δεν υπήρχε η δυνατότητα βαθμονόμησης των αισθητήρων, έτσι για να αντιμετωπιστεί η δυσκολία αυτή επιλέχθηκε η βιβλιογραφική αναζήτηση για τις ποσοστιαίες περιεκτικότητες των μετρούμενων μεγεθών ανά αέριο σε κοντινές συνθήκες περιβάλλοντος προς αυτές που πραγματοποιήθηκαν οι δοκιμές.