如何利用鴿子精準(zhǔn)地監(jiān)測空氣質(zhì)量

是不是覺得空氣質(zhì)量監(jiān)測站的數(shù)據(jù)不可靠?看機智的歐洲人民如何應(yīng)用LoRa技術(shù)，借助鴿子的力量更精準(zhǔn)地監(jiān)測空氣質(zhì)量。

一、空氣污染每年造成820萬人死亡

根據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)，每年約有820萬人死于與空氣污染有關(guān)的非傳染性疾病，這相當(dāng)于每分鐘就有15人因為空氣污染而死亡。可以說空氣污染已經(jīng)成為了地球上最大的環(huán)境污染之一。

即使空氣污染問題已經(jīng)這么嚴(yán)重了，但其卻往往得不到應(yīng)有的重視。因為空氣污染對人體的傷害往往需要很長時間才能體現(xiàn)，將空氣污染直接歸于死因通常很困難，通常只會被記錄為一個促成因素。

為此各國政府都做出了許多努力，如在城市的各個地方放置空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，為人們提供實時可查的空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)。但許多人對此數(shù)據(jù)還是持有懷疑態(tài)度。畢竟空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備被安置在固定地方，如果污染源距離設(shè)備較遠(yuǎn)，意味著檢測出的空氣指數(shù)與實際數(shù)據(jù)很可能并不相符。

針對這個問題，法國 Plume Labs 公司與法國國家科學(xué)中心、倫敦帝國大學(xué)等一流科研機構(gòu)合作，推出了一個有趣又有效的方案。

二、讓鴿子監(jiān)測空氣質(zhì)量情況

2016年，Plume Labs 公司讓十只經(jīng)過訓(xùn)練的鴿子背上了載著傳感器的小背包，一邊在倫敦飛翔，一邊實時監(jiān)測空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)直接發(fā)到了社交網(wǎng)站Twitter。

鴿子背包里的傳感器能監(jiān)測 PM2.5 、PM10 、臭氧、二氧化硫與二氧化氮(往往來源于汽車尾氣)等指標(biāo)。這個小背包輕如羽毛，并經(jīng)獸醫(yī)確認(rèn)過安全性。

該公司最近還開發(fā)了便于行人攜帶的版本，以用來實時監(jiān)測地面空氣質(zhì)量。目前正在自行車和長跑愛好者等經(jīng)常在戶外活動的人群中測試。

三、相關(guān)技術(shù)方案猜測

我們來討論一下那個可愛的小背包。該公司并沒有透露他們使用了哪些無線技術(shù)讓鴿子把數(shù)據(jù)傳輸至地面，但我們可以推測它不是 GSM(背包太小還得插SIM卡，而且能耗太高)，同時也應(yīng)該不是 WLAN 或者 ZigBee ，畢竟二者的傳輸距離也只有200米不到?；蛟S最可能是 LP-WAN(低功耗廣域網(wǎng)絡(luò))的一種。在此我們假設(shè)是近年熱門的 LoRa 技術(shù)。在這個案例中，采用 LoRa 技術(shù)有什么好處呢?

l超長距離：在城市中通信距離可遠(yuǎn)達 3 - 8km，郊區(qū)可達 15 - 22km，任鴿子自由飛翔也不需擔(dān)心飛出服務(wù)區(qū);

l超低功耗：兩節(jié)7號電池可以用近10年，可以用到鴿子都老了;

l通信可靠：使用擴頻調(diào)制技術(shù)可消除一定的噪聲干擾，再不擔(dān)心城市中復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境

對于 LoRa 技術(shù)的相關(guān)需求，ZLG致遠(yuǎn)電子可以提供ZM470SX系列無線擴頻通信模塊，模塊采用LoRa調(diào)制技術(shù)設(shè)計，安全可靠的同時，也完美解決了小數(shù)據(jù)量在復(fù)雜環(huán)境中的超遠(yuǎn)距通信問題。

在抑制同頻干擾的性能方面，相較傳統(tǒng)的FSK或OOK等調(diào)制技術(shù)，該模塊更具有明顯的優(yōu)勢，其內(nèi)部的LoRa調(diào)制解調(diào)器集成擴頻調(diào)制及出色的前向糾錯技術(shù)，甚至能將數(shù)據(jù)從噪聲中(負(fù)信噪比)提取出來，保障數(shù)據(jù)完整可靠。

在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男阅芊矫妫捎谠撓盗心K集成了+20dBm的可調(diào)功率放大器，以及超過-148dBm的接收靈敏度，鏈路預(yù)算達到了行業(yè)領(lǐng)先水平，特別適合應(yīng)用于遠(yuǎn)距離傳輸且對可靠性要求極高的場合。

相信在城市這樣電磁干擾非常復(fù)雜的環(huán)境里，可愛的小鴿子們?nèi)绻鼙成线@樣優(yōu)秀的通信模塊，其監(jiān)測的空氣質(zhì)量也會更加精準(zhǔn)吧~