Как часто мы задумываемся о причинах появления усталости или головной боли в течение дня? И задумываемся ли мы вообще о том, что окружающий нас воздух может являться причиной множества заболеваний? До появления астмы или аллергии мы не замечаем воздействия загрязнения на наше самочувствие и не принимаем особых мер по ограничению данного воздействия. Выхлопные газы, близость заводов, бытовая химия, мебель, табачный дым, обычная жарка на масле – всё это может нам навредить.

Актуальность проекта заключается в том, что загрязнение воздуха, как в помещении, так и на улице становится глобальной проблемой.

Объектом исследования является влияние различных составляющих воздуха на здоровье человека и способы контроля его качества.

Предметом исследования – разработка собственной системы мониторинга качества воздуха.

Цель проекта – разработка, изготовление портативной системы мониторинга качества воздуха как инструмента по предупреждению ряда заболеваний.

Для достижения цели перед собой я ставлю следующие задачи:

• определение функций и подбор компонентов прибора;
• проектирование и изготовление конструкции прибора с использованием САПР и 3D принтера;
• программирование системы мониторинга качества воздуха;
• тестирование системы.

Изучив воздействие воздуха на здоровье людей, было принято решение о разработке собственной системы мониторинга качества воздуха, получившей название «AirBox». Данная система включает в себя два компонента: собственно, сам прибор, производящий необходимые замеры, и приложение, выводящее на экран смартфона результаты этих замеров.

В качестве электронных компонентов прибора были выбраны:

• Плата Arduino nano на микроконтроллере Atmega 328;
• Датчики углекислого и угарного газов;
• Датчик, измеряющий температуру, влажность, атмосферное давление;
• Bluetooth модуль и другие.

Корпус прибора был смоделирован в системе автоматизированного проектирования КОМПАС 3D, с последующей распечаткой его на 3D принтере.

На главном экране приложения можно увидеть измеренные прибором параметры воздуха. Приложение их анализирует, и верхней половине экрана выводится заключение о том, что качество воздуха находится в пределах нормы, либо сообщение, в котором говориться какие именно параметры вышли за пределы, а также рекомендации по избеганию их вредных воздействий. Более подробную информацию о влиянии каждого из измеряемых параметров на человека можно узнать, кликнув на область отображения соответствующего параметра.

Углекислый газ очень негативно влияет на организм человека и является канцерогеном. Нахождение в помещении с высокой концентрацией СО₂ может вызывать слабость, сонливость, головные боли, проблемы с концентрацией внимания, или даже негативные изменения в крови. Учитывая то, что главным источником СО₂ в помещениях является человек, во избежание негативных воздействий этого газа необходимо регулярно проветривать помещение.

Угарный газ – это вещество, не имеющее цвета и запаха. Даже небольшая концентрация угарного газа может вызвать отравление, высокая – летальный исход. Монооксид углерода встречается повсеместно. Он образуется не только во время пожаров, но и в нормальных условиях. С угарным газом ежедневно имеют дело люди, у которых есть автомобиль, а также курящие. Кроме того, он содержится в воздухе. При увеличении концентрации вещества развиваются симптомы гипоксии, то есть недостатка кислорода.

Содержимое влаги в воздухе способно влиять на общее самочувствие человека. Отклонение этого параметра от нормальных значений способно незаметно и постепенно снизить иммунитет человека, ухудшить состояние кожи, повысить утомляемость. Следствием недостаточной влажности являются обветривание кожи и губ, раздражение носа, ангина, проблемы с дыханием. Избыточная влажность способна вызвать аллергические реакции, проблемы с астмой, ринит.

Атмосферное давление может быть высоким и низким. Повышенное атмосферное давление оказывает влияние на того человека, который страдает от психических заболеваний или астмы. Именно эти люди испытывают наибольший дискомфорт, который может выражаться в сильной сонливости или, напротив, появлении состояния тревоги, а также в ощущении того, что дышать становится тяжело. Низкое атмосферное давление оказывает еще большее влияние на человека. Прежде всего, от такого явления страдают гипотоники, они испытывают тошноту, головокружения.

Учитывая выше сказанное, можно сделать вывод, что качество воздуха играет важную роль в формировании состояния здоровья человека. Вместо устранения последствий заболеваний и лечения, лучше уделять большее внимание качеству воздуха и принимать меры по его улучшению. С этой целью и был разработан прибор «AirBox».

В заключении хотелось бы отметить, что разработанная портативная система мониторинга качества воздуха удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к ней до начала разработки, стоимость ее изготовления в несколько раз ниже подобных продуктов, представленных на рынке.

Изложенный в данном проекте опыт может быть полезен абсолютно всем, так как мониторинг качества воздуха является незаменимым инструментов предупреждения широко спектра заболеваний человека.

Список использованных источников

1. Борисов О.И., Громов В.С., Пыркин А.А.  Методы управления робототехническими приложениями: Учебное пособие/Университет ИТМО, 2016, с110.
2. Петин В.А., Биняковский А.А. Практическая энциклопедия Arduino. М.: ДМК Пресс, 2017. – 152 с.

3.    Сырямкин В.И. Информационные устройства и системы в робототехнике и мехатронике: Учебное пособие/Изд-во Томского ун-та, 2016, с 524

• Интернет ресурсы:
• Влияние воздуха на здоровье и организм человека URL: https://ecoteco.ru/library/magazine/zhurnal-10/ekologiya/vliyanie-vozduha-na-zdorove-i-organizm-cheloveka/
• Научный журнал Успехи современного естествознания URL: https://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=32692
• Влияние углекислого газа на человека URL: http://biofile.ru/bio/22831.html
• Влияние угарного газа на организм человека. Помощь при отравлении угарным газом URL: http://fb.ru/article/287524/vliyanie-ugarnogo-gaza-na-organizm-cheloveka-pomosch-pri-otravlenii-ugarnyim-gazom