Моніторинг якості повітря: мобільний IoT-додаток

Чому важливий моніторинг якості повітря

Зазначимо: коли в офісі рівень CO2 перевищує 1500 ppm, концентрація співробітників падає приблизно на 30% — це не теорія, а результати досліджень Гарвардської школи громадського здоров'я. Крім того, підвищений вміст PM2.5 та VOC може викликати головні болі та зниження продуктивності. Ми стикалися з проєктом, де в серверній кімнаті через погану вентиляцію виходили з ладу SSD-накопичувачі — температура та вологість теж відіграють роль. Без моніторингу ви помічаєте проблему лише за суб'єктивними відчуттями. Ми розробляємо мобільний IoT-додаток, який підключається до датчиків Sensirion SEN55 або Bosch BME688 на ESP32, передає дані по MQTT та відображає в реальному часі на смартфоні з кольоровою індикацією та налаштовуваними сповіщеннями. Все — від прошивки датчика до App Store та Google Play.

Як наш IoT-додаток вирішує задачу моніторингу повітря

Ми будуємо платформу, яка поєднує точні датчики, надійну прошивку та зручний мобільний клієнт. Кожен компонент оптимізовано під умови експлуатації в офісах, складах або житлових приміщеннях.

Як датчик SEN55 передає дані на телефон?

SEN55 вимірює PM1.0, PM2.5, PM4, PM10, VOC, NOx, температуру та вологість по інтерфейсу I²C. ESP32 зчитує дані кожні 30 секунд, упаковує в JSON та відправляє через MQTT на брокер (наприклад, Mosquitto). Серверний API зберігає показники в базу InfluxDB та розсилає push-сповіщення через FCM. Додаток підписується на MQTT-топік для реального часу або опитує REST API.

Код на сервері отримує сирі дані, застосовує формули конвертації від Sensirion, обчислює AQI:

AirQualityLevel classifyPm25(double ugm3) { if (ugm3 <= 12.0) return AirQualityLevel.good; if (ugm3 <= 35.4) return AirQualityLevel.moderate; if (ugm3 <= 55.4) return AirQualityLevel.sensitiveGroups; if (ugm3 <= 150.4) return AirQualityLevel.unhealthy; if (ugm3 <= 250.4) return AirQualityLevel.veryUnhealthy; return AirQualityLevel.hazardous; } 

Дашборд в додатку: кругові індикатори (gauge) кожного параметра з кольоровим кодуванням та міні-трендом за останню годину. CO2 > 1000 ppm — рекомендація провітрити, PM2.5 > 35 — увімкнути очищувач.

Що таке IAQ і чому він важливий?

Bosch BME688 з бібліотекою Bsec видає IAQ індекс 0–500. Чим вище, тим гірше. На відміну від сирих значень, IAQ враховує комбінацію газів та компенсує температуру і вологість. Це зручно для швидкої оцінки: один зелено-жовто-червоний індикатор замість п'яти.

Вибір датчиків і протоколів

SEN55 забезпечує точність PM2.5 ±10%, що в 1.5 рази краще, ніж у Plantower PMS5003 (±15%). Порівняємо популярні датчики:

SEN55 — найкращий вибір для PM, BME688 — для комплексної оцінки повітря з меншим бюджетом.

Прошивка ESP32

Пишемо на C++ з бібліотекою SensirionI2CSen5x або Bsec. Після ініціалізації I²C кожні 30 секунд вимірюємо, формуємо JSON, публікуємо в MQTT:

#include <Sen5x.h> Sen5x sensor; void setup() { sensor.begin(Wire); sensor.startMeasurement(); } void loop() { auto data = sensor.readMeasuredValues(); char buffer[256]; sprintf(buffer, "{\"pm2.5\":%.1f,\"voc\":%d}", data.massConcentrationPm2p5, data.vocIndex); client.publish("air/office", buffer); delay(30000); } 

Для стабільності використовуємо watchdog та queue в разі втрати зв'язку.

Серверна частина та зберігання

Дані надходять до MQTT-брокера, потім підписник зберігає в InfluxDB. Історія агрегується по 15-хвилинках для графіків в додатку. Для push-сповіщень використовуємо Firebase Cloud Messaging. Локальний кеш останніх значень (SharedPreferences) усуває порожній екран при запуску.

Мобільний додаток

Використовуємо Flutter для кроссплатформенності: один код під iOS та Android. Стек: Dio для HTTP, MQTT Client для підписки, fl_chart для графіків, flutter_local_notifications для алертів. Користувач налаштовує пороги: CO2 > 1000 ppm або PM2.5 > 35 мкг/м³ — сповіщення на телефон.

Що входить в роботу: deliverables

Кожен проєкт включає повний цикл розробки та документацію:

• Прошивка для датчика (ESP32/Arduino) з конфігурацією MQTT та автокалібруванням.
• Серверний API (Node.js або Go) на вашій інфраструктурі або в хмарі, включаючи парсинг даних.
• Мобільний додаток (Flutter) з дашбордом, історією та push-сповіщеннями.
• Документація з розгортання та експлуатації (схеми, конфіги, інструкції).
• Інтеграція з App Store та Google Play (включаючи сертифікати та provisioning profiles).
• Місяць безкоштовної підтримки після запуску.

Процес роботи: покроково

1. Аналіз вимог та вибір датчиків (1 день).
2. Прошивка ESP32 з налаштуванням MQTT та watchdog (3-5 днів).
3. Розробка серверної частини: API, InfluxDB, FCM (3-5 днів).
4. Мобільний додаток на Flutter з дашбордом та сповіщеннями (5-7 днів).
5. Інтеграційне тестування та деплой (2-3 дні).

Строки розробки

Розробка під ключ — від 2 до 3 тижнів. Строки уточнюємо після аналізу ваших датчиків та вимог до дизайну. Нижче приблизна тривалість етапів:

У нас за плечима 20+ IoT-проєктів, включаючи системи моніторингу для офісів та складів. Команда з трьох інженерів з досвідом від 5 років. Ми гарантуємо стабільну роботу завдяки код-рев'ю та навантажувальному тестуванню. Замовте попередню оцінку вашого проєкту — ми підберемо оптимальний стек. Зв'яжіться з нами для старту розробки.