Petukhov (1)

1.

АПОУ ВО «Вологодский колледж связи и информационных
технологий»
«Разработка системы мониторинга и
прогнозирования качества воздуха»
Студент: Петухов
Никита Сергеевич
Группа: ИИС-323
руководитель: Хромцова
Анастасия Игоревна
Вологда, 2026
год

2.

Актуальность, цель и задачи
Актуальность:
До 90% времени человек проводит в помещении, где накапливаются CO₂, Летучие
Органические Соединения, взвешенные частицы.
Цель работы:
создание автономного прибора для мониторинга и прогнозирования качества
воздуха.
Задачи:
1. Подбор элементной базы.
2. Проектирование схемы и конструкции.
3. Разработка алгоритмов сбора, хранения, отображения и прогнозирования.
4. Экспериментальная оценка работоспособности.

3.

Параметры качества воздуха и нормативная база
Основные контролируемые показатели:
CO₂ индикатор воздухообмена,
взвешенные частицы PM2.5/PM10,
летучие органические соединения (ЛОС),
температура и влажность.

4.

Требования к разрабатываемой системе
Функциональные
Опрос датчиков каждые 30 секунд (MQ135, PMS7003, DHT22).
Хранение истории за последние 1,5 часа - 120 записей в циклическом буфере.
Отображение текущих данных и прогноза на OLED-дисплее, две страницы,
переключение каждые 20 с.
Выдача предупреждения «VENTILATE THE ROOM!» при:
превышении порога MQ135 > 600,
приросте > 30 единиц за 10 минут.
Прогноз на 1 час вперёд методом скользящего среднего, окно 30 минут.
Нефункциональные:
Платформа: Arduino Mega 2560 (8 КБ SRAM).
Питание: внешний USB-аккумулятор.
Дисплей: OLED 0.96" I2C.

5.

Экономическая эффективность
Ajax Life Quality Jeweler
35,500 руб.
Sensibo Elements
19,200 руб.
Даджет ATMO 8
7,990 руб.
Разработанное
устройство
4,486 руб.

6.

Схема подключений

7.

Устройство работает в двух режимах
Прогнозирование
Сбор информации
Опрос датчиков каждые 30с
Ёмкость буфера записей = 120 (1,5
часа)
Каждая запись состоит из:
MQ135, PM2.5, температура,
влажность, метки времени
Автоматическое замещение старых
данных
Метод: простое скользящее среднее
(SMA).
Прогноз выдаётся на 1 час вперёд.
Условие готовности: накоплено не
менее 60 записей (30 мин).

8.

Сбор показаний и реакция системы

9.

Экспериментальные результаты
Все датчики работают стабильно,
показания соответствуют ожидаемым.
Прогноз методом скользящего среднего
адекватно отражает тренд накопления
загрязнителей.
Предупреждение о проветривании
срабатывает как при превышении порога,
так и при ускоряющемся росте
(упреждающий режим).
Погрешность прогноза находится в
приемлемых пределах для бытового
применения, подтверждено тестированием
в помещении.

10.

Заключение и перспективы
Итоги работы:
Создан автономный прибор для мониторинга 4 групп параметров.
Реализована функция прогнозирования на 1 час вперёд с использованием
Скользящего среднего.
Стоимость прототипа – 4486 руб., что значительно ниже аналогов.
Все поставленные задачи решены, цель достигнута.
Возможные направления дальнейшего развития
1)Добавление Wi-Fi для передачи данных в облачный сервис и управления умной
вентиляцией.
2)Установка датчика CO₂ для повышения точности.
3)Оптимизация энергопотребления для работы от аккумулятора.
4)Разработка 3D-печатного корпуса
5)Русификация интерфейса.

11.

Спасибо за внимание!