<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">radioelectronics</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Journal of the Russian Universities. Radioelectronics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1993-8985</issn><issn pub-type="epub">2658-4794</issn><publisher><publisher-name>Saint Petersburg Electrotechnical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32603/1993-8985-2020-23-3-93-99</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">radioelectronics-442</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ПРИБОРЫ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ, КОНТРОЛЯ СРЕДЫ, ВЕЩЕСТВ, МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MEDICAL DEVICES, ENVIRONMENT, SUBSTANCES, MATERIAL AND PRODUCT</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Аппаратное обеспечение системы для экологической диагностики загрязнения атмосферного воздуха</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Hardware System for Environmental Diagnosis of Air Pollution</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рыбак</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rybak</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Рыбак Виктор Александрович - кандидат технических наук (2003), доцент (2009), заведующий кафедрой программного обеспечения сетей телекоммуникаций Белорусской государственной академии связи. Автор более 200 научных работ. Сфера научных интересов – применение систем поддержки принятия решений и искусственного интеллекта в социально-экономических системах.</p><p>ул. П. Бровки, д. 14-120, Минск, 220013 </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Viktor A. Rybak, Cand. Sci. (Eng.) (2003), Associate Professor (2009), Head of the Department of Software for Telecommunications Networks of the Belarusian State Academy of Communications. The number of printed works is more than 200, including 13 monographs. His research interests include the application of decision support systems and artificial intelligence in socio-economic systems.</p><p>14-120 P. Brovki St., Minsk 220013 </p></bio><email xlink:type="simple">6774338@tut.by</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рябычина</surname><given-names>О. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ryabychina</surname><given-names>O. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Рябычина Ольга Петровна - магистр технических наук (2016), старший преподаватель Белорусской государственной академии связи. Автор 25 научных работ. Сфера научных интересов – аппаратное и программное обеспечение систем экологического мониторинга и поддержки принятия решений.</p><p>ул. П. Бровки, д. 14-120, Минск, 220013 </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Olga P. Ryabykina, Master. Sci. (Eng.) (2016), Senior lecturer of the Belarusian State Academy of Telecommunications. The number of printed works is 25, including 3 patents. His research interests include hardware and software for environmental monitoring and decision support systems.</p><p>14-120 P. Brovki St., Minsk 220013 </p></bio><email xlink:type="simple">olechkach@tut.by</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусская государственная академия связи</institution><country>Беларусь</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Belarusian State Academy of Telecommunications</institution><country>Belarus</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2020</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>21</day><month>07</month><year>2020</year></pub-date><volume>23</volume><issue>3</issue><fpage>93</fpage><lpage>99</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Рыбак В.А., Рябычина О.П., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Рыбак В.А., Рябычина О.П.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Rybak V.A., Ryabychina O.P.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://re.eltech.ru/jour/article/view/442">https://re.eltech.ru/jour/article/view/442</self-uri><abstract><p>Введение. Показана существующая научно-техническая проблема, заключающаяся в том, что, с одной стороны, в соответствии с законодательством и международными обязательствами (например, а рамках Орхусской конвенции) население может запрашивать данные об актуальном состоянии окружающей среды, а с другой – существующие на сегодняшний день системы мониторинга не в состоянии своевременно обеспечить их предоставление. Приведены результаты исследований по выбору и обоснованию датчиков загрязненности атмосферного воздуха, давления, температуры и влажности. Цель работы. Главная цель проведения описанных исследований – разработка аппаратного обеспечения экологического мониторинга загрязненности атмосферного воздуха и его апробация при выборе оптимального безопасного маршрута движения людей. Материалы и методы. Для передачи данных выбран модуль беспроводной связи GSM; для определения местоположения – GPRS. Аппаратное обеспечение системы строится на базе микрокомпьютера Arduino Nano, к которому подключаются указанные датчики. Исследования проведены в г. Минске (Республика Беларусь). Результаты. Разработанное аппаратное обеспечение объединило датчики загрязнения воздуха, влажности, температуры с модулями GSM и GPRS на базе микрокомпьютера, что позволило использовать его как стационарно, так и с беспилотным летательным аппаратом (дроном) и осуществлять мобильный мониторинг. Передаваемые прибором данные обрабатываются с целью построения карт загрязненности атмосферного воздуха. Для этого на карту наносятся наборы точек, полученные интерполяцией по методу линейных усреднений соседних значений. Значения загрязнения отображаются на карте цветовым кодированием. Заключение. Получаемые таким образом карты могут использоваться, например, для выбора оптимального маршрута движения людей в городе с точки зрения минимизации неблагоприятного воздействия загрязнения на здоровье населения и в чрезвычайных ситуациях техногенных аварий. На момент создания предложенное решение не имеет аналогов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Introduction. The existing scientific and technical problem was shown that, on the one hand, in accordance with legislation and international obligations (for example, under the Aarhus Convention), the population can request data on the current state of the environment, and on the other, monitoring systems existing today unable to timely ensure their provision. The paper presents the results of studies on selection and justification of sensors for air pollution, pressure, temperature and humidity. Aim. The development of hardware for environmental monitoring of atmospheric air pollution and its testing when choosing the optimal safe route for people to move. Materials and methods. For data transmission, the GSM wireless module was selected; to determine the location - GPRS. Hardware system was based on the Arduino Nano microcomputer, to which these sensors were connected. Studies were conducted in Minsk, Republic of Belarus. Results. The developed hardware combined air pollution, humidity, temperature sensors with GSM and GPRS modules was based on a microcomputer, which allowed it to be used both stationary and with an unmanned aerial vehicle (drone), and to carry out mobile monitoring. The data transmitted by the device were processed in order to build maps of air pollution. For this, sets of points gained by interpolation by the method of linear averaging of neighboring values were plotted on the map. Pollution values were displayed on the map by color coding. Conclusion. The maps thus gained can be used, for example, to select an optimal route for people to move in the city from the point of view of minimizing the adverse effects of pollution on human health and in technological emergencies. At the time of development, the proposed solution has no analogs.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>экологическая диагностика</kwd><kwd>мониторинг окружающей среды</kwd><kwd>датчики загрязненности</kwd><kwd>аппаратное обеспечение</kwd><kwd>карты уровня загрязненности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>environmental diagnostics</kwd><kwd>environmental monitoring</kwd><kwd>pollution sensors</kwd><kwd>hardware</kwd><kwd>maps of pollution levels</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Air Pollution in World: Real-time Air Quality Index Visual Map. URL: https://aqicn.org/map/world (дата обращения 19.02.2018)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Air Pollution in World: Real-time Air Quality Index Visual Map. Available at: https://aqicn.org/map/world (accessed 19.02.2018)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Национальная система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь: результаты и перспективы / В. И. Ключенович, М. Г. Герменчук, А. В. Бобко, М. А. Ересько, С. И. Кузьмин. Минск: "Бел НИЦ «Экология»", 2013. 36 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Klyu-chenovich V. I., Hermenchuk M. G., Bobko A.V., Yeresko M. A., Kuzmin S. I. National System of Environmental Monitoring of the Republic of Belarus: Results and Prospects. Minsk, Bel nits «Ecology», 2013, 36 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Афанасьев Д. С., Бардакова Е. А., Быстряков Д. С. Аналитический обзор датчиков летучих веществ для интернета вещей // Информационные технологии и телекоммуникации. 2016. Т. 4, № 4. С. 1–12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Afanasiev D. S., Bardakova E. A., Bystryakov D. S. Analytical review of volatile substance sensors for the Internet of things. Information technologies and telecommunications. 2016, vol. 4, no. 4, pp. 1-12. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Датчики газов. URL: http://gas-sensor.ru/ (дата обращения 19.02.2018)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">The gas sensors. Available at: http://gas-sensor.ru/ (accessed 19.02.2018)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Газовые датчики и сенсоры. URL: http://www.gassensor.ru/ru/sensors (дата обращения 19.02.2018)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gas sensors and sensors. Available at: http://www.gassensor.ru/ru/sensors (accessed 19.02.2018)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Arduino Nano. URL: http://arduino.ru/Hardware/ArduinoBoardNano (дата обращения 19.02.2018)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arduino Nano. Available at: http://arduino.ru/Hardware/ArduinoBoardNano (accessed 19.02.2018)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Радиационно-экологический мониторинг / Государственное учреждение "Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды" Минприроды Республики Беларусь. URL: http://rad.org.by/ (дата обращения 23.03.2018)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Radiation and Environmental Monitoring. State Institution "Republican Center for Hydrometeorology, Control of Radioactive Contamination and Environmental monitoring" of the Ministry of Natural Resources of the Republic of Belarus. Available at: http://rad.org.by/ (accessed 23.03.2018)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Быстряков Д. С., Ипатов О. С., Колбанев М. О. Система аромобезопасности // Технологии информационно-экономической безопасности: сб. ст. СПб.: Изд-во СПбГЭУ, 2016. С. 31–36.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bystryakov D. S., Ipatov O. S., Kolbanev M. O. System of Air Safety. Technologies of Information and Economic Security: SB. SPb., SPbGEU, 2016, pp. 16-22. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рыбак В. А., Рябычина О. П. Обзор методов и средств мониторинга загрязнения атмосферного воздуха // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Сер. Естественные и технические науки. 2018. № 4. С. 76–83.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rybak V. A., Ryabychina O. P. Review of Methods and Means for Monitoring Atmospheric Air Pollution. Modern Science: Actual Problems of Theory and Practice. Series: Natural and Technical Sciences. 2018, no. 04, pp. 76-83. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. BY 12070 U. МПК G01W 1/02 (2006.01). Погодная станция для мониторинга состояния автомобильных дорог: пат. на полезную модель / О. П. Рябычина, В. А. Рыбак, Амро Рабиа; опубл. 31.08.2019.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ryabikin O. P., Rybak V. A., Amro Rabia Weather Station for Monitoring the State of Highways: Pat. for utility model. Pat. RU BY 12070 U. IPC G01W 1/02 (2006.01). Publ. 31.08.2019. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
