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1.背景
筑波大学 平砂宿舎 や 一の矢宿舎 では,湿気が原因で服がかびてしまうことがある.また,昨今ではコロナウイルスなどの影響で乾燥に対しても敏感になっている.これらの対策するために,一般的な温湿度計を導入し,温度と湿度の値をみても,暑い・寒い,湿っている・乾燥しているなどの情報しか認知することができない.

2.目的

温度と湿度の値から,暗示している情報を知れるようにする.

3.設計

Raspberry Piを用いて温度と湿度を測定し、Android 端末を用いて温度や湿度を表示させ、得られた温度と湿度の情報から現在の室内の情報を表示されるようにした。また、過去10時間の温度と湿度の情報をグラフで見ることができるようにした.

RaspberryPiの設計

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(画像 :https://qiita.com/mininobu/items/1ba0223af84be153b850)

  • DHT11(温湿度センサ)を用いて温度と湿度を測定した.
  • RaspberryPi内でサーバーを立て、phpに温度と湿度の情報を渡した.

Android 端末 の設計

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  • phpから温湿度の情報を受け取る.
  • ホーム画面では現在の温度、湿度が表示される。温度湿度に対応した情報も表示される.
  • 【計測する】ボタンを押すと現在の温度、湿度による情報が表示される.
  • 【気温グラフ】 【湿度グラフ】ボタンを押すと直近 10 時間のグラフを 

30 分間隔でプロットしている.

4.実装

Raspberry PiとAndroidで実装を行った.

Raspberry Pi側:

  • 温湿度系から現在の温湿度を読み取り、レスポンスを返す.
  • 30分に一度csvに現在の温湿度を書き込み、データを保存する.
  • リクエストに応じて、csvからデータを取得しレスポンスを返す.

Android側:

  • HTTPでリクエストすることにより現在の温湿度を取得し、画面へ表示する.
  • 読み取った気温湿度データから暗示されるデータを表示する(体感温度、熱中症へのなりやすさ、ちょうど良い温度)。熱中症へのなりやすさについては*Heat Index (暑さ指標)を計算し、閾値を設けて判定する.
  • HTTPでリクエストすることにより直近20個の温湿度を取得し、MPAndroidChartを利用して温度・湿度それぞれのグラフを表示する.

参考用語

*Heat Index

アメリカ国立気象局で採用されている暑さに関する指標である.この指標は,気温と相対湿度から計算される.また,熱中症危険度をこの指標から定めている.計算方法については,アメリカ国立気象局 The Heat Index Equation (URL: https://www.wpc.ncep.noaa.gov/html/heatindex_equation.shtml)を参照のこと.

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図1: ヒートインデックスと熱中症危険度

(引用:https://www.weather.gov/images/safety/heatindexchart-650.jpg

図1の各ラベルが,熱中症危険度であり,その時の体への影響は以下の通りである.

  • Caution

長期間,日にさらされたり,運動をすると疲労する可能性がある.

  • Extream Caution

長期間,日にさらされたり,運動をすると熱中症,熱痙攣,熱疲労などが起こりうる.

  • Danger

 少しの間でも熱痙攣,熱疲労などが起こりうる.さらに,長時間日にさらされたり,運動していると熱中症が発生する可能性がある.

  • Extream Danger 

少しの間でも熱中症を起こす可能性が高い.

参考
What is the Heat index? - National Whether Service  
URL: https://www.weather.gov/ama/heatindex

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