WFduino第30課空氣品質指標(AQI)自動警報系統

由 roc · 2016-12-06

只要依照下面步驟，就可以簡單的完成空氣品質指標(AQI)(註5)自動警報系統，還可以將資料記錄在硬碟裡，也可以再加上設定，當空氣品質不好超標時，自動在line群組發出警示訊息，通知全校(群組)老師。

使用說明影片：

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一、下載程式(只要一次) (註1)

1.開啟 WFduino 網頁 http://wfduino.com/

2.網頁最下面選擇適合您作業系統的版本。

3.點右上[下載]

4.點[仍要下載]

5.到下載檔案的資料夾，將檔案解壓縮。

建議將壓縮檔複製到D磁碟下再解壓縮。

二、啟動WFduino

1.進入資料夾，啟動[WFduino.exe]

2.點[其他資訊]，(有些windows會有的保護)

3.點[仍要執行]

4.[雲端積木]前面的方框打勾

三、到 (行政院環境保護署－空氣品質監測網) 點連結 http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/AqiMap.aspx ，查離學校最近的測站名稱，記下來。

四、點右邊連結 [ AQI.sb2 ] (868-3737848.sb2)下載程式。

4147116-AQI.sb2(新網址)

五、打開scratch，執行

1.點右邊連結 https://scratch.mit.edu/projects/editor/?tip_bar=home

1.開啟離線版scratch2

2.點[檔案]，[從你的電腦上傳]，選擇剛剛下載的 868-3737848.sb2 檔案，開啟。

3.點左上角，將執行畫面放大

4.點右上角[綠旗]，輸入[測站名稱]，按[Enter]

6.自動顯示現在的AQI值及警示畫面。

PS：測站名稱前的1閃爍表示正在搜尋資料，請稍後。

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程式說明：

A、舞台：

用不同顏色來表示空氣品質

B、主程式：

1.先提問[測站名稱]，將答案(測站名稱)存入列表備用。

2.從環保署公開資料庫(註2)讀取資料。

3.先計算要讀的測站是第幾筆資料。

4.讀取測站的AQI值，並加上時間記錄在硬碟中。(註3)

5.依據AQI值，判斷要顯示(說)哪一種警告畫面及背景。(註4)
請自行發揮創意設計。

6.修改程式下面的等待時間可以改變讀取更新的時間。

也可以再加上設定，當空氣品質不好超標時，自動在line群組發出警示訊息，通知全校(群組)老師。

請參考：
WFduino第29課家電也會和你line
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/675501

註1：請參考WFduino 設定使用
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/660050

註2：OpenData.epa 行政院環境保護署環境資源資料開放平台
http://opendata.epa.gov.tw/
http://opendata2.epa.gov.tw/AQI.json

註3：資料存取應用請參考：
WFduino第二十六課資料存取

http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/657968

註4：
http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0201.html
空氣品質指標(AQI)與健康影響，空氣品質指標(AQI)與活動建議

註5：

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0201.aspx
空氣品質指標為依據監測資料將當日空氣中臭氧(O3)、細懸浮微粒(PM2.5)、懸浮微粒(PM10)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)及二氧化氮(NO2)濃度等數值，以其對人體健康的影響程度，分別換算出不同污染物之副指標值，再以當日各副指標之最大值為該測站當日之空氣品質指標值(AQI)。

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0202.aspx
細懸浮微粒（ PM2.5 ）
PM2.5係指微粒氣動粒徑小於2.5微米，單位以微克／立方公尺表示之，由於PM2.5較PM10更容易深入人體肺部，對健康影響更大，若細微粒又附著其他污染物，將更加深呼吸系統之危害。
懸浮微粒（ PM10 ）
係指粒徑在10微米以下之粒子，又稱浮游塵。主要來源包括道路揚塵、車輛排放廢氣、露天燃燒、營建施工及農地耕作等，或由原生性空氣污染物轉化成之二次污染物，由於粒徑小於10微米以下，能深入人體肺部深處，如該粒子附著其他污染物，則將加深對呼吸系統之危害。
二氧化硫（ SO2 ）
除自然界產生外，一般為燃料中硫份燃燒與空氣中之氧結合者，為一具刺激臭味之無色氣體，易溶於水，與水反應為亞硫酸；於空氣中可氧化成亞硫酸，為引起酸雨的主要物質之一。
氮氧化物（ NOx ）
氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）及二氧化氮（NO2），其生成原因係來自燃燒過程中，空氣中氮或燃料中氮化物氧化而成，一氧化氮為無色無味氣體，稍溶於水，燃燒過程生成之氮氧化物以一氧化氮為主要成份，光化學反應中可反應成二氧化氮。
二氧化氮為具刺激味道之赤褐色氣體，易溶於水，與水反應為亞硝酸及硝酸；參與光化學反應，吸收陽光後分解成一氧化氮及氧，在空氣中可氧化成硝酸鹽，亦是造成雨水酸化原因之一。
一氧化碳（ CO ）
除森林火災、甲烷氧化及生物活動等自然現象產生外，主要來自石化等燃料之不完全燃燒產生，無色無味，比空氣輕，由於一氧化碳對血紅素的親和力比氧氣大得多，因此，可能造成人體及動物血液和組織中氧氣過低，而產生中毒現象。
臭氧（ O3 ）
係一種由氮氧化物、反應性碳氫化合物及日光照射後產生之二次汙染物。具強氧化力，對呼吸系統具刺激性，能引起咳嗽、氣喘、頭痛、疲倦及肺部之傷害，特別是對小孩、老人、病人或戶外運動者有較大影響，同時對於植物，包括農作物有不良影響，對於人造材料，諸如橡膠（輪胎等）及油漆等，均能造成危害。

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0203.aspx
即時空氣品質指標(AQI)計算方式如下：
各測項即時濃度依下列公式計算後，再對應下表得出O₃、PM_2.5、PM₁₀、CO、SO₂、 NO₂等6個測項之即時副指標值，再取出其中最大值為即時空氣品質指標，該最大值測項即為指標污染物：

O_3,8hr	：	取最近連續8小時移動平均值 (例如今日上午10點發布的O₃的8小時濃度平均值，是取今日上午2點至上午9點監測數據的平均值。）
O₃	：	取即時濃度值
PM_2.5	：	0.5 × 前12小時平均 + 0.5 × 前4小時平均 (前4小時2筆有效，前12小時6筆有效）
PM₁₀	：	0.5 × 前12小時平均 + 0.5 × 前4小時平均 (前4小時2筆有效，前12小時6筆有效）
CO	：	取最近連續8小時移動平均值 (例如今日上午10點發布的CO的8小時濃度平均值，是取今日上午2點至上午9點監測數據的平均值。）
SO₂	：	取即時濃度值
SO_2,24hr	：	取最近連續24小時濃度平均值 (例如今日上午10點發布的SO₂的24小時濃度平均值，是取前1天上午10點至今日上午9點監測數據的平均值。）
NO₂	：	取即時濃度值

污染物濃度與即時副指標值對照表

一般以臭氧(O₃)8小時值計算各地區之空氣品質指標(AQI)。但部分地區以臭氧(O₃)小時值計算空氣品質指標(AQI)是更具有預警性，在此情況下，臭氧(O₃)8小時與臭氧(O₃)1小時之空氣品質指標(AQI)則皆計算之，取兩者之最大值作為空氣品質指標(AQI)。
空氣品質指標(AQI)301以上之指標值，是以臭氧(O₃)小時值計算之，不以臭氧(O₃)8小時值計算之。
空氣品質指標(AQI)200以上之指標值，是以二氧化硫(SO₂)24小時值計算之，不以二氧化硫(SO₂)小時值計算之。

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相關連結：

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

WFduino第二十六課資料存取
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/657968

空氣品質指標(AQI)自動警報系統(簡易版)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/677018

空氣品質指標(AQI)自動警報系統(WFduino第30課)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/677043

WFduino第29課家電也會和你line
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/675501

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