This paper deals with the implementation of a research infrastructure as a sensor network for urban air quality monitoring. It is based on distributed devices (sensor-nodes) for measuring air pollutants such as toxic gases and particulate matters, including other environmental parameters, to understand the air quality level in the urban areas. This tool allows to achieve a nearly real-time tracking of the atmospheric pollutants concentration by multi-parametric sensor-systems, called AIRBOX, completely designed and fabricated in our Sensor Test Laboratory at ENEA Research Center in Brindisi. These sensor-systems (sensor-nodes) have been deployed over the targeted area to form a wireless network for gathering data of environmental interest. Measurements provided by sensor-nodes (AIRBOX) are filtered, collected and processed covering a wide spectrum of use: from scientific purposes, with data delivered by protected communications protocols for science and technology community, to environmental informatics services with friendly webuser interfaces at easy reading for not-skilled users (citizens). This sensors network can be useful for several purposes: monitoring of the targeted air-pollutant levels, delivering data for chemical weather forecasting and air quality modelling, providing information to support the decision-making process of the local authorities devoted to the public health and related to air quality monitoring. The sensors-network described in this paper has been strongly pursued in the “smart cities” context and demonstrated in the “RES-NOVAE” national project. To achieve this goal, a wireless network composed by AIRBOX sensor-systems has been deployed in the urban area of the Bari city for air quality monitoring. The sensor-nodes have been placed both in stationary sites and on mobile vehicles like public buses. This monitoring network has been deployed on July 2015 and at the current time we are writing this paper is still working.

Questo documento presenta le attività che hanno portato alla realizzazione di un’infrastruttura per il monitoraggio ambientale che si basa su dispositivi per il rilevamento di inquinanti atmosferici gassosi, polveri sottili, e parametri ambientali, utili a definire lo stato di qualità dell’aria in aree urbane. Tale infrastruttura permette un controllo in tempo “quasi” reale degli inquinanti atmosferici monitorati e basa il proprio funzionamento sui dispositivi multisensoriali AIRBOX, interamente prodotti all’interno del Laboratorio Test Sensori del Centro Ricerche ENEA di Brindisi, che ne costituiscono gli elementi cognitivi dispiegati sul territorio e che formano una rete wireless per la raccolta dei dati di interesse. I dati di misura forniti dagli AIRBOX vengono filtrati, aggregati ed elaborati secondo modalità che possono variare in funzione dell’utenza cui sono destinati: si passa dalla trasmissione dati secondo protocolli di comunicazione protetti, contemplati per un’utenza tecnico/scientifica, alla più intuitiva interfaccia web che consente una più immediata consultazione dei dati anche da parte di utenze meno esperte. Tale infrastruttura si presta ad un utilizzo su più fronti che possono variare dal semplice monitoraggio statistico della presenza di inquinanti, alla produzione di dati per lo sviluppo e la verifica di modellistica ambientale, al non meno importante supporto decisionale per gli organi che quotidianamente si interfacciano con problematiche ed aspetti connessi alla qualità dell’aria ed al benessere generale. L’infrastruttura è stata fortemente voluta ed incentivata in contesto “smart cities” per un’applicazione diretta nel Progetto RES-NOVAE: in tale occasione è stata dispiegata una rete di monitoraggio sull’area metropolitana di Bari con il posizionamento di AIRBOX su strutture fisse e mezzi mobili. La rete di monitoraggio ha visto il dispiego dei nodi durante il secondo semestre del 2015 ed è operativa al momento della stesura di questo documento.

Rete di monitoraggio della qualità dell'aria. Infrastrutture e realizzazione

Penza, Michele;Suriano, Domenico;Dipinto, Sebastiano;Prato, Mario;Pfister, Valerio
2017-06

Abstract

Questo documento presenta le attività che hanno portato alla realizzazione di un’infrastruttura per il monitoraggio ambientale che si basa su dispositivi per il rilevamento di inquinanti atmosferici gassosi, polveri sottili, e parametri ambientali, utili a definire lo stato di qualità dell’aria in aree urbane. Tale infrastruttura permette un controllo in tempo “quasi” reale degli inquinanti atmosferici monitorati e basa il proprio funzionamento sui dispositivi multisensoriali AIRBOX, interamente prodotti all’interno del Laboratorio Test Sensori del Centro Ricerche ENEA di Brindisi, che ne costituiscono gli elementi cognitivi dispiegati sul territorio e che formano una rete wireless per la raccolta dei dati di interesse. I dati di misura forniti dagli AIRBOX vengono filtrati, aggregati ed elaborati secondo modalità che possono variare in funzione dell’utenza cui sono destinati: si passa dalla trasmissione dati secondo protocolli di comunicazione protetti, contemplati per un’utenza tecnico/scientifica, alla più intuitiva interfaccia web che consente una più immediata consultazione dei dati anche da parte di utenze meno esperte. Tale infrastruttura si presta ad un utilizzo su più fronti che possono variare dal semplice monitoraggio statistico della presenza di inquinanti, alla produzione di dati per lo sviluppo e la verifica di modellistica ambientale, al non meno importante supporto decisionale per gli organi che quotidianamente si interfacciano con problematiche ed aspetti connessi alla qualità dell’aria ed al benessere generale. L’infrastruttura è stata fortemente voluta ed incentivata in contesto “smart cities” per un’applicazione diretta nel Progetto RES-NOVAE: in tale occasione è stata dispiegata una rete di monitoraggio sull’area metropolitana di Bari con il posizionamento di AIRBOX su strutture fisse e mezzi mobili. La rete di monitoraggio ha visto il dispiego dei nodi durante il secondo semestre del 2015 ed è operativa al momento della stesura di questo documento.
This paper deals with the implementation of a research infrastructure as a sensor network for urban air quality monitoring. It is based on distributed devices (sensor-nodes) for measuring air pollutants such as toxic gases and particulate matters, including other environmental parameters, to understand the air quality level in the urban areas. This tool allows to achieve a nearly real-time tracking of the atmospheric pollutants concentration by multi-parametric sensor-systems, called AIRBOX, completely designed and fabricated in our Sensor Test Laboratory at ENEA Research Center in Brindisi. These sensor-systems (sensor-nodes) have been deployed over the targeted area to form a wireless network for gathering data of environmental interest. Measurements provided by sensor-nodes (AIRBOX) are filtered, collected and processed covering a wide spectrum of use: from scientific purposes, with data delivered by protected communications protocols for science and technology community, to environmental informatics services with friendly webuser interfaces at easy reading for not-skilled users (citizens). This sensors network can be useful for several purposes: monitoring of the targeted air-pollutant levels, delivering data for chemical weather forecasting and air quality modelling, providing information to support the decision-making process of the local authorities devoted to the public health and related to air quality monitoring. The sensors-network described in this paper has been strongly pursued in the “smart cities” context and demonstrated in the “RES-NOVAE” national project. To achieve this goal, a wireless network composed by AIRBOX sensor-systems has been deployed in the urban area of the Bari city for air quality monitoring. The sensor-nodes have been placed both in stationary sites and on mobile vehicles like public buses. This monitoring network has been deployed on July 2015 and at the current time we are writing this paper is still working.
Inquinamento atmosferico;Geo-referenziazione;Misure parametri ambientali;Qualità dell'aria;Rete di sensori per il monitoraggio ambientale;Misure specie gassose;Sistemi di sensori chimici
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