IoT / Περιβαλλοντική παρακολούθηση / Machine Learning
AirThessaly — Παρακολούθηση & Πρόγνωση Ποιότητας Αέρα
Ενεργή περιφερειακή πλατφόρμα ποιότητας αέρα που συγκεντρώνει σταθμούς αναφοράς και αισθητήρες χαμηλού κόστους σε έναν δημόσιο χάρτη, με Ευρωπαϊκό Δείκτη Ποιότητας Αέρα (AQI), ειδοποιήσεις και προβλέψεις επιπέδων ρύπανσης με machine learning.
- Ρόλος
- Σχεδιασμός συστήματος / Full-stack, IoT & ML engineering
- Κατάσταση
- Σε παραγωγική λειτουργία / Σε εξέλιξη
Το AirThessaly είναι μια ενεργή πλατφόρμα παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα στη Θεσσαλία. Ενοποιεί τους σταθμούς αναφοράς της Περιφέρειας, ένα δίκτυο σταθμών τρίτου παρόχου, το δικό μας δίκτυο αισθητήρων χαμηλού κόστους και παλαιότερους καταγραφείς που βασίζονται σε spreadsheets. Όλες οι πηγές προβάλλονται σε έναν δημόσιο, δίγλωσσο χάρτη, με αξιολόγηση βάσει του Ευρωπαϊκού Δείκτη Ποιότητας Αέρα (AQI), καλύπτοντας τον Βόλο, τη Λάρισα, τα Τρίκαλα, την Καρδίτσα και μικρότερες πόλεις.
Η βασική τεχνική πρόκληση είναι η ανομοιογένεια των πηγών. Τα δεδομένα φτάνουν μέσω REST API, ιστοσελίδας με ταυτοποίηση, του δικού μας sensor backend και Google Sheets, με διαφορετικά timestamps, μονάδες μέτρησης και πιθανά σημεία αστοχίας. Μια ενιαία υπηρεσία ingestion ευθυγραμμίζει τα δεδομένα σε κοινά χρονικά διαστήματα πέντε λεπτών, ελέγχει την εγκυρότητα των μετρήσεων, συμπληρώνει κενά και βαθμονομεί τους αισθητήρες χαμηλού κόστους σε σύγκριση με όργανο αναφοράς στην ίδια τοποθεσία πριν από τη δημοσίευση κάθε τιμής.
Αναπτύξαμε και τους ίδιους τους αισθητήρες: συσκευές βασισμένες σε Arduino, με δύο αισθητήρες αιωρούμενων σωματιδίων, τοπικό υπολογισμό μέσων τιμών, buffer σε κάρτα SD όταν χάνεται η σύνδεση και watchdog για αυτόματη επανεκκίνηση κατά την αυτόνομη λειτουργία τους. Μια υπηρεσία διαχείρισης συσκευών εφαρμόζει ξεχωριστούς συντελεστές βαθμονόμησης ανά αισθητήρα, διατηρώντας το ιστορικό των εκδόσεών τους.
Πάνω από αυτά τα δεδομένα λειτουργεί ένα forecasting layer. Ξεχωριστά μοντέλα για κάθε σταθμό, ρύπο και χρονικό ορίζοντα προβλέπουν την κατηγορία ποιότητας αέρα σε 8, 12 και 16 ώρες, αξιοποιώντας τις μετρήσεις γειτονικών σταθμών ως χωρικό πλαίσιο. Η εκπαίδευση και οι live προβλέψεις χρησιμοποιούν το ίδιο feature pipeline, ενώ κάθε πρόβλεψη αξιολογείται εκ των υστέρων σε σύγκριση με τις πραγματικές μετρήσεις.
Η πλατφόρμα συμπληρώνεται από τις λειτουργίες που χρειάζεται μια δημόσια υπηρεσία παρακολούθησης: ειδοποιήσεις για υπερβάσεις ορίων και βλάβες αισθητήρων, ημερήσιες αναφορές, admin panel με πλήρες ιστορικό αλλαγών και role-based access, καθώς και Grafana monitoring σε containerized περιβάλλον deployment.
Αιτίες ειδοποιήσεων
- Υπέρβαση ορίου
- Σφάλμα αισθητήρα ή τιμή εκτός εύρους
- Αισθητήρας με σταθερές μετρήσεις
- Απουσία εξαρτήματος
- Πλήθος υπερβάσεων οριακής τιμής
Τεχνολογίες & θεματικές
- Python
- Node.js
- React
- TypeScript
- Leaflet
- SQLite
- Machine Learning
- Time-Series Forecasting
- IoT / Arduino
- Docker
- Grafana
Ενδεικτικό pipeline — δεν απεικονίζει live μετρήσεις ή πραγματικά αποτελέσματα πρόγνωσης.