在自己的后院中测量空气质量-Atmel 公司

Zymbit 公司位于圣芭芭拉市，离这个县的圣芭芭拉市机场不太远。当地社区的居民对于通过他们头顶上的飞行航线感到很担心，不知道是否会影响到本地的环境和居民的健康。因此，Zymbit 团队决定开发出一套能够在他们的后院里方便地检测空气质量的系统，以便一劳永逸地回答一个问题，即当地居民的身心健康是否由于飞机的起降而受到影响。

在这个项目中，Zymbit 一共建立了5个空气质量监测站，每个监测站都分配了不同的任务，其目的是通过商业级别传感器与Raspberry Pi 和 Arduino 的组合来测量不同的空气质量参数。这些设备通过 Zymbit 自己的专有软件相互连接起来并生成实时图表。数据经过进一步整合后还会同时被传送给 Groundswell Technologies 公司的环境分析软件。这就像是让圣芭芭拉的居民们实际上能够“看到他们所呼吸的空气”一样。

整套系统安装在一个经过改装的太阳能辐射板上，外部套上一个安全等级达到 IP67 级别的外罩，所有的传感器都安装在一个定制的主板上。传感器上的数据使用安装在辐射板顶层的 Arduino Zero(Atmel | SMART SAM D21)进行采集。然后从这里将数据打包后通过一个串行连接传递给 Raspberry Pi，串行连接从 Raspberry Pi 的 IP65防水外壳的外部接入。按照 Zymbit 的说法，这种安排方式可以让热量合理地散发出去，不会对传感器的测量能力造成影响。

与此同时，Raspberry Pi 还起到网关的作用，将打包后的数据公布到 zymbit.com/console 网页上。为了达到实时的效果，数据流是单向的，也就是说，系统不会订阅任何外来的流信息，尽管将这项功能整合在系统内是非常容易的一件事。此外，看到 Raspberry Pi 的外壳里面尚有多余空间，Zymbit 团队又安装了一个 PoE(以太网供电)分流器以增加系统的多功能性。这种方式让整个系统的安装非常简单，同时还提高了整体的可靠性，因为设备只需要一根电缆连接，POE 可以应对较大的线路电压变化。所以用户可以选择采用 Wi-Fi 或者以太网连接。当然了，也可以用 USB 线缆为系统供电。

空气质量监测站的核心部件是一块专门设计的传感器线路板，将多种不同类型的传感器都整合在一起，其中包括悬浮颗粒、一氧化碳、相对湿度、温度和大气压力传感器等。

Zymbit 团队的 Evan Fairchild 解释说：“悬浮颗粒传感器是整个线路板设计的主要目的所在;采用一个小型的对流加热器让空气流动，所以需要让整个模块都处于垂直姿态。悬浮颗粒传感器有两个通道，一个用于测量2.5微米左右大小的颗粒，另外一个用来测量10微米左右大小的悬浮颗粒。每个通道所产生的脉冲以30秒的间隔进行测量和储存。其他的传感器通过 12c 总线进行管理，频率间隔都在15秒钟。”

数据发布之后，会存储在 Zymbit 云中，在这里可以很方便地采用仪表盘软件或者Zymbit API 进行交互。为了这一应用，Groundswell Technologies 公司的工程师们同样也参与到了项目当中，并采用这个 API 将原始数据提取出来并传输给他们的分析和可视化呈现软件。

目前已经有5个 Zymbit 空气质量监测站成功地部署完毕并已经开始工作。令人印象深刻的是，每个监测站只需要不到一个小时的时间就安装完毕并开始接收数据。

这套系统的创作者补充道：“来自每套设备的数据流都被整合进 Groundswell 的地理空间软件当中。”

Zymbit 硬件是一套独立系统，主要用于室外具有遮挡的环境当中。在试运行阶段通过 Wi-Fi 或以太网与所在建筑物中的网关/路由器连接并进而与互联网连接在一起。在以后的项目中 Zymbit 计划提供另外一种可选方式，即通过太阳能供电，通过蜂窝网连接。

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