創科廣場｜傳感器蒐集環境數據檢測空氣 課室通風阻病毒傳播

疫情反覆不斷，學校停課令學生學習進度大受影響。本港學校正為在疫情中恢復面授課堂作好準備，以便在常態中保持教與學。學校須保持良好通風，不少外國學校復課之前，紛紛作好消毒和防禦，病毒可經空氣傳播，而且無聲無息，量度室內二氧化碳含量，就可成為室內通風是否良好的指標。

 

佛教慈敬學校連續第五年，獲教育局選為「資訊科技教育卓越中心（IT in Education Centre of Excellence（CoE））」，一直以雲端技術協助校本管理，推行資訊科技教育，去年參加百仁基金的學生編程計畫，以MicroBit感應器學習物聯網的編程，深受學生歡迎。

 

傳感技術價格下降

 

　　慈敬為了保障學生安全，決定以物聯網科技，蒐集環境數據，透過低功耗的物聯網和傳感器，以LORA廣域網二氧化碳傳感器，傳送到公有雲作分析和監察。

 

　　「開始時只作少量部署，課室部署了二氧化碳傳感器，洗手間部署測量氨氣和硫化氫等有害氣體的傳感器，LORA閘道器上傳數據雲端，通過短訊可通知清潔。類似傳感器技術成熟，價格也不貴，雲端技術也可自動化開關抽風的裝置。」

 

　　慈敬的范秀琪校長說：「國內LORA傳感器和閘道技術成熟，加上採用公有雲，很快就架設起雲端的數據庫。」

 

　　上屆的開放日，慈敬已展出第一代的物聯網環境檢測系統，以可視化圖表監察空氣數據，包括二氧化碳、溫濕度和揮發性氣體等等。

 

　　「我們希望營造安全舒適學習環境，後來考慮其他教學需求，甚至考慮將物聯網，成為培養學生數據文化和課外活動。」

 

　　慈敬聘請了外部顧問公司，打造Wi-Fi上傳數據傳感器，以進一步降低系統價格。

 

　　「為了推動資訊科技教學，學校Wi-Fi無綫網絡一向穩定，自行打造的傳感器模組，除了二氧化碳，又加上檢測PM2.5的傳感器，希望助學生學習數據文化，從環境數據獲得啟發。」

 

　　為了設計物聯網系統，學校組團參觀科學園的艾睿電子（Arrow Electronics），艾睿是全球最大的提供電子元件和計算服務的供應商，艾睿電子工程師在傳感器有豐富知識，也在科學園內設立了Open Lab，分享傳感器知識，在選擇傳感器也給予不少意見。

 

　　范秀琪關心到學生健康問題，部分班房加入監察空氣質素PM2.5傳感器，空氣質素太差時，可提醒呼吸道先天有問題的同學。

 

　　「課室內有實時數據顯示屏，二氧化碳和PM2.5的水平過高，會改變顏色警報甚至啟動鮮風機。系統也從附近氣象站和環保署，下載數據作出比對，外間空氣質素太差，就可減少學生室外活動，改在空氣質素較佳室內舉行活動。」

 

結合校內公開數據

 

　　慈敬帶領學生認識素食和惜食文化，甚至把有機耕種列為課外活動，園地命名為「心靈種植場」，現時以傳感器蒐集泥土數據，改善種植和作教學用途。

 

　　「我們讓學生以手機掃碼，即時看到歷史數據和圖表。數據在公有雲用API開放連結，學生可下載數據看到圖表分析。」

 

　　系統以API公開所有數據，再加上開源框架製作可視化的數據，日後成為教學環境。

 

　　「我們以開源框架來提供分析，學生透過框架可自建分析圖表，加上以公有雲的雲原生設計，運作成本低。雲平台技術降低開發營運成本，加上軟件開源，學生自行利用數據，加上不同工具學習資訊科技，除了惜食和感恩文化，還要培養數據文化，懂得運用和分析數據。」

 

　　范秀琪說，疫情令面授課堂一度停頓，學校被逼遙距教學，老師掌握了主持視像會議。科技也可降低學生感染風險，未來讓學生學會數據文化，應付人生的更大挑戰。