Covid19大流行期間的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(IAQD)

描述

背景

二氧化碳 (CO2) 是燃燒的副產(chǎn)品，也是生物體代謝過程的結(jié)果。由于二氧化碳是人體新陳代謝的結(jié)果，因此建筑物內(nèi)的濃度通常用于指示是否向空間供應了足夠的新鮮空氣。中到高濃度的二氧化碳會導致頭痛和疲勞，而較高濃度的二氧化碳會導致惡心、頭暈和嘔吐。在極高濃度下會發(fā)生意識喪失。在室溫下，二氧化碳是一種無色、無味、微酸性、不易燃氣體。二氧化碳是正常細胞功能的副產(chǎn)品，通過呼出的空氣從體內(nèi)排出。燃燒化石燃料時也會產(chǎn)生二氧化碳

室內(nèi)二氧化碳影響我們健康的主要方式是通過我們的大腦。隨著房間內(nèi)二氧化碳含量的增加，氣體開始排擠氧氣。二氧化碳被認為是一種簡單的窒息劑，因為它會減少我們從每次呼吸中吸收的氧氣量。如果室內(nèi)二氧化碳水平過高（約 40, 000 ppm），您的生命可能會處于危險之中。

在我們更可能經(jīng)歷的水平（1000-5000 ppm），健康影響更微妙。大約 1000 ppm，一個非常常見的室內(nèi)水平，您將開始感到疲勞、嗜睡，并且可能難以集中注意力。您可能還會發(fā)現(xiàn)睡覺不舒服，空氣會感到悶熱。隨著長時間接觸和注意力的增加，您可能會出現(xiàn)頭痛并感到身體不適。

揮發(fā)性有機化合物 (VOC) 是許多室內(nèi)源釋放的氣體。大多數(shù)揮發(fā)性有機化合物在室內(nèi)空氣中的濃度高于室外空氣。揮發(fā)性有機化合物包括多種化學物質(zhì)，會導致眼睛、鼻子和喉嚨發(fā)炎、呼吸短促、頭痛、疲勞、惡心、頭暈和皮膚問題。較高的濃度可能會刺激肺部，并損害肝臟、腎臟或中樞神經(jīng)系統(tǒng)。長期接觸還可能對肝臟、腎臟或中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成損害

解決方案

世衛(wèi)組織透露，Covid-19 通過飛沫傳播，也就是感染冠狀病毒的人咳嗽或打噴嚏時濺出的唾液。一名大型 Covid-19 患者噴灑的液滴直徑為 0.125 微米，因此它不夠輕，無法在空氣中停留很長時間。最遠的，投擲距離大概一兩米。顆粒會在最終落到患者周圍物體表面之前短暫漂浮。沒有證據(jù)表明空氣傳播可以在自然環(huán)境中發(fā)生。這就是為什么洗手是預防感染 Covid-19 的主要建議。另一方面，在產(chǎn)生氣溶膠的醫(yī)院的醫(yī)療程序中，空氣傳播是可能的。解釋很簡單。世衛(wèi)組織新發(fā)疾病和人畜共患病股負責人 Maria Van Kerkhove 博士說，由于醫(yī)療程序，冠狀病毒飛沫顆粒會變成氣溶膠，這是一種可以在空氣中持續(xù)很長時間的細小顆粒。IAQD 記錄并收集溫度、濕度、二氧化碳濃度和總揮發(fā)性有機化合物，以實時監(jiān)控房間。

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然后，這些數(shù)據(jù)可以成為進一步處理和/或?qū)嵺`以改善潔凈室滅菌的基礎(chǔ)。IAQD 技術(shù)基于物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 與智能傳感器集成，能夠收集數(shù)據(jù)以在醫(yī)院和教室每天進行監(jiān)控。可設(shè)置監(jiān)測時長，監(jiān)測結(jié)果也可直接連接并實際記錄在云數(shù)據(jù)庫中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時更新二氧化碳和揮發(fā)性有機化合物的信息。該項目的技術(shù)核心是現(xiàn)在通過物聯(lián)網(wǎng)應用傳感器來監(jiān)測影響空氣質(zhì)量的物理量，以及工作空間、病房和學校等房間內(nèi)的環(huán)境條件之間的關(guān)系。

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節(jié)點傳感器（變送器）

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物聯(lián)網(wǎng) HC-12 網(wǎng)關(guān)

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由Arduino Nano和ESP8266 Wemos組成的網(wǎng)絡(luò)傳感器系統(tǒng)作為網(wǎng)關(guān)和互聯(lián)網(wǎng)連接用于測量房間內(nèi)的二氧化碳、總揮發(fā)性有機化合物、溫度和濕度傳感器模塊，以確保消毒。通信協(xié)議中使用的數(shù)據(jù)傳輸是消息隊列遙測傳輸 (MQTT)，其中傳感器連接到使用 arduino IDE 編程編程的網(wǎng)關(guān)。通過使用 MQTT 協(xié)議，可以在微控制器、網(wǎng)關(guān)和移動應用程序或計算機之間進行無線通信。

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物聯(lián)網(wǎng)云

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測量數(shù)據(jù)由連接到 IoT 模塊微控制器的 4 個傳感器部件組成，稱為網(wǎng)絡(luò)傳感器、Node-RED、谷歌云、使用 influxdb 的本地數(shù)據(jù)庫、可視化和計算建模。然后可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到云服務(wù)并存儲在本地數(shù)據(jù)庫中。存儲在數(shù)據(jù)庫中的傳感器數(shù)據(jù)可用于實時可視化過程。要進行計算建模，可以在數(shù)據(jù)庫中訪問傳感器數(shù)據(jù)。

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