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未來學校不用再緊盯著環保署網站看PM2.5有沒有超標,當空氣品質不好PM2.5濃度太高時,系統就會發出警告,學校可以立刻廣播請學生不要在外面活動,學校也不用再派人去升「空汙旗」,學校穿堂的電視牆上就有顯示即時顯示監測結果,學生只要經過穿堂就會看到了。

空氣中的懸浮微粒會進入人體,可能會導致人體器官不同的危害。PM2.5對於健康造成影響,包括:支氣管炎、氣喘、心血管疾病、肺癌等,無論長期或短期暴露在空氣污染物的環境之下,皆會提高呼吸道疾病及死亡之風險。(註1)

因為環保署在各地設置的監測站數量不多(註2),因此民間單位也架設一個非官方的共同觀測網,將民間測站的監測資料整合在網頁上呈現,民眾只要上網點選測站,就可以即時看到監測資料。(註3)有興趣想要加入監測的民眾只要透過相關程序,就可以加入。

注意:LASS網站需要使用社群認可的感測器。

完成儀器設定,在穿堂電視上顯示空氣汙染監測資料,學生可以參考環保署的建議活動(註4)。

宜蘭縣竹林國小PM2.5細懸浮微粒 監測網站
https://pm25.lass-net.org/data/show.php?device_id=74DA38F208E2

只要學校網頁設定好連結,學生連上學校首頁,不管是在家裡或學校都可以看到監測結果。

 

網頁內嵌PM2.5資料超簡單http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/753091

比較值

將監測結果對照環保署宜蘭測站的觀測結果,誤差不大。

除了使用現成網站來顯示資料,我們也可以教學生用程式來監測,並做運用。

沒有安裝監測儀器的學校,也可以利用附近的監測站資料來練習

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這些監測器也可以算是物聯網的應用。

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校園空污警報程式

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軟體:scratch2.0+WFduino

程式設計架構圖如下:

學校可以使用平價的感測器,將監測資料上傳到「LASS網站」,老師教學生使用scratch+WFduino程式將雲端的資料取回,做成「自動監測警示系統」。

一般環境監測器大概都包含三種資料:pm2.5、溫度、濕度

上圖為了顯示成果,設定較低條件就顯示,實際執行時視實際條件調整。

程式設計:

啟動WFduino  App,[雲端積木]前面的方框打勾,使用scratch2.0打開範例檔。(註5)

程式分成三個腳色,分別控制pm2.5、溫度、濕度三個資料

主程式:(簡易版)

程式開始先設定三個變數分別儲存三個資料。

重複執行讀取資料並存成變數

使用 [LASS設備編號(......)],填入監測站編號。(註6)

[讀取感測器(LASS)參數(PM25)]積木,讀取(PM2.5)的數值

[讀取感測器(LASS)參數(C)]積木,讀取(溫度)的數值

[讀取感測器(LASS)參數(H]積木,讀取(濕度)的數值

判斷PM2.5的值,決定要讓腳色做什麼動作。

加上[等待30秒],因為監測資料大約1分鐘更新一次,不需要一直去讀取測站的資料,降低主機的負載。

也可以加入[說.......]的積木,將電腦連接學校廣播系統,直接說出要做的動作。

注意:

1.記得讀取資料要加等待幾秒,沒有加等待幾秒,會一直讀取,對網站造成類似DDoS的攻擊,可能造成讀取資料失敗。

2.讀取網路資料因為網路速度有異,剛按下綠旗執行時,不會立刻得到數據,請耐心等待,最好加等待時間。

3.105年12月1日起環保署實施空氣品質指標(AQI)新制,設定條件請依新的規定修改。(註4)

延伸:

程式有些瑕疵,請學生找出Bug修正

溫度

溫度腳色:

如果溫度高於35度,就說[外面天氣熱,減少戶外活動]

濕度

注意:這裡取得的溫度是空氣盒子裡溫溼度感測器測到的溫度,會比實際室溫高一點。

濕度腳色: 

如果濕度高於90%,就說[外面濕氣大,請關窗,開除濕機](註7)

如果濕度小於60%,就說[外面濕氣小,請開窗,空氣流通]

程式下載:PM2.5.sb2

李昕澤同學程式:PM2.5李昕澤.sb2

上面程式只是簡單的示範,程式中有些bug,先做完的同學可以試試看讓程式更嚴謹。

會說話的監測程式下載:會說話的PM2.5監測程式.sb2

自動啟動空氣清淨機(DiFi)式下載:PM2.5(自動).sb2

延伸課程:

1.加入[說.......]的積木,讓程式直接說出警示語音。

2.運用[音效]功能的錄音功能,讓程式直接說出警示語音。

3.運用[造型]功能,做一些不同的圖片,切換造型變換,讓畫面便更美觀。

4.模仿監測網站,畫出時間曲線圖、PM2.5速度圖。

5.使用雲端資料存取積木,將資料寫到雲端資料庫或雲端硬碟。

讀取LASS資料庫的資料後,可以將讀取的資料儲存在自己的電腦,方便日後作分析。
請參考:
WFduino第二十六課資料存取
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/657968

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註1:請參考環保署網站

http://air.epa.gov.tw/Public/suspended_particles.aspx

PM2.5是什麼?

空氣中存在許多污染物,其中漂浮在空氣中類似灰塵的粒狀物稱為懸浮微粒(particulate matter, PM),PM粒徑大小有別,小於或等於2.5微米(μm)的粒子,就稱為PM2.5,通稱細懸浮微粒,單位以微克/立方公尺(μg/m3)表示之,它的直徑還不到人的頭髮絲粗細的1/28,非常微細可穿透肺部氣泡,並直接進入血管中隨著血液循環全身,故對人體及生態所造成之影響是不容忽視的。

註2:環保署監測站

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/PsiMap.aspx

環保署測站

註3:

專案介紹https://g0v.hackpad.com/g0v--TexkKFNmqZP

G0V空汙網站https://list.airmap.g0v.tw/

空汙監測地圖https://pm25.lass-net.org/GIS/voronoi/

空氣盒子監測地圖  https://airbox.edimaxcloud.com/

空氣盒子 EdiGreen AirBox使用教學https://free.com.tw/edigreen-airbox/ 

測站

監測畫面

民眾手機安裝 [ EdiGreen AirBox ] APP,也可以即時查詢LASS系統觀測點的資料。使用說明如下:

http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/103154/672699

http://www.shjhs.ntpc.edu.tw/mediafile/506/news/19/2016-6/2016-6-23-13-31-43-nf1.pdf

註4:細懸浮微粒(PM2.5)指標對照表與活動建議
資料來源:
http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/fpmi.aspx

活動建議

105年12月1日起環保署實施空氣品質指標(AQI)新制

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0201.aspx
污染物濃度與污染副指標值對照表

氣品質指標(AQI)與健康影響

空氣品質
指標
(AQI)
0~5051~100101~150151~200201~300301~500
對健康影響
與活動建議
良好普通對敏感族群不良對所有族群不良非常不良有害
GoodModerateUnhealthful for Sensitive GroupsUnhealthfulVery UnhealthfulHazardous
狀態色塊      
人體
健康
影響
空氣品質為良好,污染程度低或無污染。空氣品質普通;但對非常少數之極敏感族群產生輕微影響。空氣污染物可能會對敏感族群的健康造成影響,但是對一般大眾的影響不明顯。對所有人的健康開始產生影響,對於敏感族群可能產生較嚴重的健康影響。健康警報:所有人都可能產生較嚴重的健康影響。健康威脅達到緊急,所有人都可能受到影響。

空氣品質指標(AQI)與活動建議

空氣品質
指標
(AQI)
0~5051~100101~150151~200201~300301~500
對健康影響
與活動建議
良好普通對敏感族群不良對所有族群不良非常不良有害
GoodModerateUnhealthful for Sensitive GroupsUnhealthfulVery UnhealthfulHazardous
狀態色塊      
一般民眾
活動建議
正常戶外活動。正常戶外活動。1.一般民眾如果有不適,如眼痛,咳嗽或喉嚨痛等,應該考慮減少戶外活動。
2.學生仍可進行戶外活動,但建議減少長時間劇烈運動。
1.一般民眾如果有不適,如眼痛,咳嗽或喉嚨痛等,應減少體力消耗,特別是減少戶外活動。
2.學生應避免長時間劇烈運動,進行其他戶外活動時應增加休息時間。
1.一般民眾應減少戶外活動。
2.學生立即停止戶外活動,並將課程調整於室內進行。
1.一般民眾應避免戶外活動,室內應緊閉門窗,必要外出應配戴口罩等防護用具。
2.學生應立即停止戶外活動,並將課程調整於室內進行。
敏感性族群
活動建議
正常戶外活動。極特殊敏感族群建議注意可能產生的咳嗽或呼吸急促症狀,但仍可正常戶外活動。
 
1.有心臟、呼吸道及心血管疾病患者、孩童及老年人,建議減少體力消耗活動及戶外活動,必要外出應配戴口罩。
2.具有氣喘的人可能需增加使用吸入劑的頻率。
1.有心臟、呼吸道及心血管疾病患者、孩童及老年人,建議留在室內減少體力消耗活動,必要外出應配戴口罩。
2.具有氣喘的人可能需增加使用吸入劑的頻率。
1.有心臟、呼吸道及心血管疾病患者、孩童及老年人應留在室內減少體力消耗活動,必要外出應配戴口罩。
2.具有氣喘的人應增加使用吸入劑的頻率。
1.有心臟、呼吸道及心血管疾病患者、孩童及老年人應留在室內避免體力消耗活動,必要外出應配戴口罩。
2.具有氣喘的人應增加使用吸入劑的頻率。

註5:

請參考WFduino 設定使用

http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/660050 (建議使用)

http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/637303 (APP版)

註6:

選擇設備編號方法一:

點 https://list.airmap.g0v.tw/ 進入測站列表查詢,選擇想要查詢的測站位置。

點 https://airmap.g0v.asper.tw/進入即時監測網站

選擇監測站圓點(滾動滑鼠滾輪向前可放大地圖),點下去,可以看到監測資料,點監測資料右下角,可以看到更詳細的資料。

 

在詳細資料頁,可以看到[ ID ] ,就是測站編號。

例如:74DA38AF4732 

複製下來就可以了。

選擇設備編號方法二:

https://pm25.lass-net.org/GIS/voronoi/ 進入即時監測網站

選擇監測站圓點(滾動滑鼠滾輪向前可放大地圖),點下去,可以看到監測資料。

可以看到左下角有測站編號

例如:74DA38B0537E 

複製下來就可以了。

如果看到的是中文名稱,例如:高雄市勝利國小

請點進去,可以看到詳細的測站觀測資料,左上角中文名稱前的括弧內的字就是測站名稱,例如:74DA3895DEF:。

選擇設備編號方法三:

https://pm25.lass-net.org/AirBox/ 進入空氣盒子 設備狀態報告列表

選擇設備分類,然後點[HTML]進去

複製測站的[Site ID],就是測站編號。

註7:

地板一直出水?「反潮」時趕快關窗戶,再開除濕機

http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/155866

http://www.masters.tw/103/%E7%82%BA%E4%BB%80%E9%BA%BC%E6%9C%83%E5%8F%8D%E6%BD%AE?fbclid=IwAR3AJeVjurYhSVOc2mFB0ggLon5Lx6b3a80boavTaRw9kRmDNcwFJW77Cnc

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中時報導
http://www.chinatimes.com/newspapers/20161008000386-260107

聯禾有線電視新聞報導

https://www.facebook.com/ylannews04/videos/1595612937401298/

「空氣盒子」錯了嗎?數據和環保署的不一樣
https://www.thenewslens.com/article/108267?fbclid=IwAR3AeYSjPKXrVt5EfEzunRLgZN2n664FrL5cuMQdWlblyghyoc8HDqKfsP4

108.1.12民視新聞台介紹宜蘭縣竹林國小
環境教育(空氣盒子)結合程式教育課程
https://youtu.be/jHADVsT1I2Y?t=180
https://youtu.be/B7hMUZE4d8w?t=644

https://youtu.be/X4QpDoBF5Mc

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相關連結:

PM2.5空氣品質自動Line通知
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/718940

PM2.5環境監測超簡單(第二十四課)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/652136

從PM2.5細懸浮微粒監測談環境教育
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/658895

網頁內嵌PM2.5即時資料顯示超簡單
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/10898/689172

WFduino 課前準備

課程目錄
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/641433

相關聯結:

LASS國中小教育 在宜蘭
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/750666

網頁內嵌PM2.5即時資料顯示
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/10898/689172

PM2.5空氣品質自動Line通知
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/718940

JSON格式資料運用
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/677614

PM2.5超標自動發Line警示
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/675501

PM2.5環境監測超簡單
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/652136

OLED(有機發光二極體)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/104089/695595

液晶顯示器(LCD)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/683820

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為什麼要推Arduino初級班課程為正式課程?

A:

1.程式寫作如果結合外部感應器,可以達成簡單的自動控制功能,進一步讓學生創作一些作品改善生活或是增加樂趣。課程內容適合小孩或初學者,完成初級班課程後,發揮創意再加上市面上的各種感應器,就可以創造各種有用、有趣的作品,讓資訊課不再只是[電腦課]。

2.教育機會均等:適合國小五、六年級以上學生,全年級都上一個學期課的型態,讓全校學生都能接受基礎的Maker資訊課,讓家裡沒有電腦、沒錢上社團、科學班的學生享有平等的受教權。

3.本系列課程,材料便宜(初級班基本材料費每校只要幾千元),程式安裝簡便,學生學習容易(簡單的電子零件,搭配積木式拖拉來完成程式寫作),有完整的教材教案提供老師教學(老師只要依照課程示範,學生創意無限)。




 
 
 
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