Una rete di sensori wireless per il monitoraggio ambientale e della qualità dell'aria a Santa Maria Capua Vetere (bozza tecnica).

1. L'aria di S. Maria Capua Vetere
Monitoraggio ambientale a
basso costo
(TECNICAMENTE...)
F. M. Taurino

2. Alcune definizioni
- WSN : wireless sensor network
- Mote : un nodo di una WSN
- ZigBee : insieme di protocolli di
comunicazione per reti senza
fili basato su IEEE 802.15.4
- Sensore : dispositivo che misura una
grandezza fisica e la
trasforma in un segnale
elettrico

3. Cosa e' una WSN
E' un gruppo di piccoli apparati muniti di
sensori in grado di fornire autonomamente
misure ambientali, connessi fra loro attraverso
una rete senza fili, che consumano pochissima
corrente e che, tipicamente, hanno un
costo ridotto di acquisto e manutenzione

4. Nel nostro caso
Mote della Libelium (spinoff della
Università di Saragozza – Spagna)
- moduli di sensori per diversi tipi
di gas e PM10
- modulo di comunicazione 802.15.4
PRO
- batterie e pannelli solari
- contenitori IP65

5. WaspMote - 1

6. WaspMote - 2
Processore ATmega 1281 a 8 MHz
Falsh da 128KB, SRAM da 8 KB e EEPROM da 4 KB
73,5 x 51 x15 mm - Peso 20 gr
Consumi
9 mA in ON, 62 uA in sleep e 0,7 uA in ibernazione
Input/Output
7 Analog, 8 Digital (I / O), 1 PWM, 2 UARTs, 1 I2C, 1 USB

7. WaspMote - 3
- Basato sul progetto opensource Arduino
- Dispone di un sistema di sviluppo semplificato e
multipiattaforma
- Si programma con un sottoinsieme del linguaggio
C
- Mette a disposizione tantissime librerie per
diversi ambiti e tipi di hardware
- Sensori da includere in ogni caso: temperatura e
umidità (servono per calibrare anche gli altri sensori)

8. Gas e Smart Cities
Per il nostro progetto occorrono due
tipi di schede aggiuntive:
- Gas Board, per installare i sensori di
rilevamento dei gas
- Smart Cities Board, per poter
installare i sensori di rilevamento
delle polveri sottili (PM10)

9. Sensori di gas
Basandosi sulle misure effettuate
dall'ARPA occorrono almeno i seguenti
sensori
- monossido di carbonio (CO)
- biossido di azoto (NO2)
- biossido di zolfo (SO2)
- ozono (O3)
- polveri sottili (PM10)
In opzione: benzene, toluene, metano, ammoniaca....

10. Comunicazione
I mote (5 per ora) saranno connessi
fra loco e al pc che raccoglierà i dati
tramite dei moduli 802.15.4 PRO e
antenne da 5 dBi, con potenza di
63mW e raggio utile di 7 Km (LOS)

11. Alimentazione
Ogni mote richiede una batteria e un
piccolo pannello solare per tenerla
sempre carica e garantire un
funzionamente continuo
Batteria ricaricabile a ioni di litio da
6600 mAh
Pannello solare rigido da 7V – 500mA
con connettore per WaspMote

12. Contenitori e installazione
I mote e le relative schede verranno
inseriti in appositi contenitori
resistenti alla polvere e alla
penetrazione di acqua (IP65)
L'installazione sul territorio potrà
avvenire su piccoli pali da piantare
al suolo oppure su pali
dell'illuminazione pubblica

13. Programmazione
Grazie alle librerie della Libelium sarà
possibile istruire i mote ad acquisire
i dati ambientali con una frequenza
prefissata o variabile, sincronizzare
le “letture” e inviare tutto ad un
“gateway” che esporterà i valori
raccolti in un formato compatibile
con l'archiviazione in un database e
la visualizzazione con un browser

14. Dati pubblici
TUTTI i parametri acquisiti dai mote
verranno archiviati in appositi
database e resi pubblici attraverso
un sito web, che potrà essere creato
appositamente e reso
perfettamente aderente alle nostre
esigenze, oppure usufrendo dei
servizi come Pachube.com (the
Internet of Things)