Citizen-Science: Bürger erforschen die Umwelt

1. Ziel des Projekts

Luftdaten
Quelle: Luftdaten.info

In diesem Projekt veröffentlichen wir Umweltdaten aus unserer Messstation auf öffentlichen Plattformen wie Luftdaten.info und OpenSenseMap.org.
So helfen wir mit, offene Umweltdaten bereitzustellen, die auf Karten angezeigt und weltweit genutzt werden können – ein Beitrag zur Citizen Science.

Open-Data Bewegung: https://de.wikipedia.org/wiki/Open_Data

Weitere Ziele:

  • Sensorstandort mit Koordinaten veröffentlichen
  • Mitmachen bei großen Umweltprojekten
  • Kommunikation mit Open-Source-Diensten
  • Live-Daten auf interaktiven Karten anzeigen
  • Sensoren selbst programmieren statt fertige Firmware

2. Echtzeit-Umweltdaten unserer Stationen: luftdaten.info & OpenSenseMap

Live-Daten unserer Station bei luftdaten.info (Innenraum, kein Feisntaubsensor)

Luftdaten.info betrieben durch das OK Lab

Das OK Lab Stuttgart widmet sich mit dem Citizen Science Projekt luftdaten.info der Feinstaub­messung. Tausende von Paten weltweit installieren selbst gebaute Messgeräte an der Außenwand ihres Hauses. Aus den übermittelten Daten generiert luftdaten.info eine sich ständig aktualisierende Feinstaub-Karte. So wird Feinstaub sichtbar…

Livedaten unserer Station bei OpenSenseMap.org

OpenSenseMap.org betrieben von sensebox.de

Das Team des Schüler- und Forschungslabors GI@School am Institut für Geoinformatik sammelt seit mehreren Jahren praktische Erfahrung in Workshops mit Schülern und Lehrern. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Datenerhebung mit selbstgebauten Sensorstationen einen besonders zugänglichen Weg bei der Arbeit mit Geoinformation und Umweltdaten bietet. Ganz nebenbei werden Kompetenzen in der Programmierung auf eine sehr anschauliche Art und Weise vermittelt.

3. Was brauchen wir? (Hardware)

Teil Anzahl Beschreibung
Octopus-Board oder Arduino 1 mit analogem Anschluss A0 und UART
Feinstaubsensor SDS011 1 misst Feinstaub (PM10 / PM2.5)
Grove-Kabel oder Jumperkabel einige zum Verbinden
USB-Kabel 1 zum Anschluss an den PC
WLAN-Modul (falls nötig) 1 für die Online-Datenübertragung

4. Selbst machen: Umsetzung

Teil 1: Luftdaten.info

  1. Registrierung: unter meine.luftdaten.info/register

  2. Sensor-ID ermitteln: Mit dem passenden Block aus „HTTP-Protokoll“ im Ardublock wird die Chip-ID (ESP8266) im SerialMonitor angezeigt.

  3. Sensor anmelden: Sensor mit Standort auf der Karte registrieren, Sensor-ID angeben, BME280/Feinstaubsensor auswählen.

  4. Live-Anzeige: Sensor erscheint nach kurzer Zeit auf luftdaten.info in der Feinstaubkarte.

Ardublock Luftdaten
Der Sensorknoten kommuniziert mit dem Cloud-Dienst. Die Sensor ID wird automatisch durch den esp8266 bestimmt. Weltweit hat jeder esp8266 eine andere ChipID.
Die so ermittelte ChipID muss bei der Registrierung des Sensorknotens angegeben werden. Außerdem ist der BME 280 und ggf. ein Feinstaubsensor auszuwählen.
Raumbezug über Standortdaten
Sensorstandort festlegen.
Feinstaubsensor
Octopus und externer Feinstaubsensor bilden die ideals Kombination zur Messung der Luftqualität. (Foto: G. Burger).

Teil 2: OpenSenseMap.org

  1. Registrierung: unter opensensemap.org/register

  2. SenseBox anlegen: Standort auf Karte wählen, Hardware „senseBox:home“, IDs erhalten

  3. Programmierung: Ardublock öffnen → OpenSenseMap-Block unter „HTTP-Protokoll“ nutzen → SenseBox-ID und Sensor-IDs einfügen

  4. Live-Anzeige: Nach Upload erscheint die Station automatisch auf der Karte von opensensemap.org

Registrierung
Registrierung als "Arduino senseBox".
Registrierung Ardublock
Bei OpenSenseMap werden die IDs wärend der Registrierung der senseBox zentral vergeben. Diese IDs tragen wir im Ardublock Programm ein.
Vogelhäuschen
Regengeschützt und mit "Solarantrieb" ist ein autarker Outdoor-Betrieb möglich. (Foto: G. Burger).

Hinweis:

  • Beide Plattformen zeigen Daten öffentlich und mit Standortbezug.
  • Durch den Einsatz von Deep-Sleep zwischen den Messzyklen spart der Octopus Energie – ideal für solarbetriebene Außenstationen.
  • Sensoren wie HM3301 für Feinstaub können an die Grove-Buchse angeschlossen werden.

5. Was passiert in echt?

  • Unsere Sensordaten werden live auf Karten angezeigt.
  • Jede Person mit Internetzugang kann sie sehen und analysieren.
  • Wir bauen damit ein eigenes kleines Umwelt-Messnetz mit auf.
  • Die Daten sind über Sensor-ID oder Karte auffindbar.
  • Der Octopus arbeitet dabei energiesparend und regelmäßig.
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