Thiết kế và tích hợp thiết bị quan trắc bụi di động nhằm xây dựng bản đồ ô nhiễm bụi cho một số tuyến giao thông chính tại Hà Nội

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế, lắp ráp và tích hợp thiết bị quan trắc bụi di động kết hợp quan trắc một số yếu tố khí tượng và định vị GPS có thể lập trình được. Thiết bị này có thể quan trắc di động liên tục theo thời gian và không gian thực, tự động ghi số liệu sau mỗi bước thời gian là 5 giây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế và tích hợp thiết bị quan trắc bụi di động nhằm xây dựng bản đồ ô nhiễm bụi cho một số tuyến giao thông chính tại Hà NộiKẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆTHIẾT KẾ VÀ TÍCH HỢP THIẾT BỊ QUAN TRẮC BỤI DI ĐỘNGNHẰM XÂY DỰNG BẢN ĐỒ Ô NHIỄM BỤI CHO MỘT SỐTUYẾN GIAO THÔNG CHÍNH TẠI HÀ NỘI Lê Ngọc Cầu, Dương Hồng Sơn (1) Lê Văn Quy, Lê Văn Linh Trần Hoài Linh2 Nguyễn Anh Dũng3 TÓM TẮT: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế, lắp ráp và tích hợp thiết bị quan trắc bụi di động kết hợp quan trắc một số yếu tố khí tượng và định vị GPS có thể lập trình được. Thiết bị này có thể quan trắc di động liên tục theo thời gian và không gian thực, tự động ghi số liệu sau mỗi bước thời gian là 5 giây. Thiết bị đã được áp dụng quan trắc bụi tại các khung giờ khác nhau trên một số tuyến giao thông chính của TP. Hà Nội vào các mùa khác nhau. Số liệu quan trắc đã được dùng để xây dựng bản đồ ô nhiễm bụi cho một số tuyến phố tại TP.Hà Nội. Phân tích kết quả quan trắc cho thấy có sự khác nhau rõ rệt về nồng độ bụi quan trắc được tại giờ cao điểm và giờ không cao điểm, giữa các tuyến đường khác nhau. Các tuyến đường Nguyễn Văn Cừ, Nguyễn Văn Linh, đường vành đai 3, đường lên cầu Thanh Trì có nồng độ bụi tổng (TSP) cao hơn từ 1,5 - 2,5 lần so với giá trị cho phép tại QCVN 05:2013/BTNMT (trung bình 1h). Nồng độ bụi quan trắc tại một số tuyến đường thuộc các quận trung tâm như Ba Đình, Hoàn Kiếm, Đống Đa là thấp hơn so với các tuyến đường vành đai và trục giao thông chính. Kết luận của nghiên cứu là thiết bị quan trắc bụi di động kết hợp quan trắc một số yếu tố khí tượng và định vị GPS có thể lập trình được đã được thiết kế và thử nghiệm thành công. Bản đồ ô nhiễm bụi cho một số tuyến phố của TP.Hà Nội, được xây dựng dựa trên kết quả quan trắc. Từ khóa: Thiết bị quan trắc bụi di động, bụi tổng; bản đồ ô nhiễm bụi, TP. Hà Nội 1. Mở đầu ghiên cứu là thiết kế, lắp ráp và tích hợp bộ thiết bị Hiện nay, để quan trắc môi trường người ta thường quan trắc bụi, một số yếu tố khí tượng khác nhỏ gọn,sử dụng các bộ cảm biến môi trường được gắn cố định đa chức năng và thông minh.tại các trạm quan trắc đặt tại các vị trí địa lý khác nhau Thiết bị được thiết kế, lắp ráp có thể quan trắcđể giám sát và thu thập thông số về chất lượng môi di động các thông số bụi, nhiệt độ, độ ẩm, áp suấttrường. Tại các thành phố lớn, với sự gia tăng mạnhmẽ của quá trình đô thị hóa, ô nhiễm không khí đang và định vị GPS [1, 2, 3]. Số liệu quan trắc từ thiết bịngày càng trở nên trầm trọng. Việc quan trắc chất nhằm phục vụ xây dựng bản đồ hiện trạng nồng độlượng không khí, đặc biệt là nồng độ bụi trong không bụi TSP trên các tuyến phố chính của TP. Hà Nội.khí, là yêu cầu hết sức cần thiết nhằm nâng cao hiệu 2. Phương phápquả giám sát chất lượng không khí. Thiết bị quan trắc 2.1. Thiết kế và lắp ráp thiết bị quan trắc bụibụi di động sẽ giúp giám sát ô nhiễm bụi theo thời gianvà không gian thực tại các đô thị lớn. Mục tiêu của di động1 Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và BĐKH2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội3 Vụ Khoa học và Công nghệ - Bộ TN&MT Chuyên đề II, tháng 8 năm 2017 29 Thiết bị quan trắc bụi di động có cấu hình như sau: điều khiển này bao gồm 54 chân digital (15 có thểBộ cảm biến bụi, bộ định thời gian, bộ thu GPS, màn được sử dụng như các chân PWM), 16 đầu vào analog,hình cảm ứng LCD, bộ xử lý trung tâm, định vị GPS, 4 cổng UARTs (cổng nối tiếp phần cứng), 1 thạch anhcảm biến nhiệt độ, độ ẩm, đầu đọc thời gian, và thẻ 16 MHz, 1 cổng kết nối USB, 1 jack cắm nguồn điện, 1nhớ được kết nối với bộ xử lý trung tâm thông qua các đầu ICSP và 1 nút reset [5].giao diện để bộ xử lý trung tâm điều khiển hoạt động (3) Màn hình hiển thịcủa các bộ phận này. Khi khởi động thiết bị, các bộcảm ứng tiến hành thu thập các thông số về nồng độ Màn hình LCD Nextion NX4832K035 đã đượcbụi trong không khí và các thông số liên quan như độ chọn để tăng khả năng hiển thị (GUI) trên màn cảmẩm, nhiệt độ, áp suất không khí, tọa độ, thời gian đo và ứng ...