创科广场｜传感器蒐集环境数据检测空气 课室通风阻病毒传播

疫情反覆不断，学校停课令学生学习进度大受影响。本港学校正为在疫情中恢复面授课堂作好准备，以便在常态中保持教与学。学校须保持良好通风，不少外国学校复课之前，纷纷作好消毒和防御，病毒可经空气传播，而且无声无息，量度室内二氧化碳含量，就可成为室内通风是否良好的指标。

 

佛教慈敬学校连续第五年，获教育局选为「资讯科技教育卓越中心（IT in Education Centre of Excellence（CoE））」，一直以云端技术协助校本管理，推行资讯科技教育，去年参加百仁基金的学生编程计画，以MicroBit感应器学习物联网的编程，深受学生欢迎。

 

传感技术价格下降

 

　　慈敬为了保障学生安全，决定以物联网科技，蒐集环境数据，透过低功耗的物联网和传感器，以LORA广域网二氧化碳传感器，传送到公有云作分析和监察。

 

　　「开始时只作少量部署，课室部署了二氧化碳传感器，洗手间部署测量氨气和硫化氢等有害气体的传感器，LORA闸道器上传数据云端，通过短讯可通知清洁。类似传感器技术成熟，价格也不贵，云端技术也可自动化开关抽风的装置。」

 

　　慈敬的范秀琪校长说：「国内LORA传感器和闸道技术成熟，加上采用公有云，很快就架设起云端的数据库。」

 

　　上届的开放日，慈敬已展出第一代的物联网环境检测系统，以可视化图表监察空气数据，包括二氧化碳、温湿度和挥发性气体等等。

 

　　「我们希望营造安全舒适学习环境，后来考虑其他教学需求，甚至考虑将物联网，成为培养学生数据文化和课外活动。」

 

　　慈敬聘请了外部顾问公司，打造Wi-Fi上传数据传感器，以进一步降低系统价格。

 

　　「为了推动资讯科技教学，学校Wi-Fi无綫网络一向稳定，自行打造的传感器模组，除了二氧化碳，又加上检测PM2.5的传感器，希望助学生学习数据文化，从环境数据获得启发。」

 

　　为了设计物联网系统，学校组团参观科学园的艾睿电子（Arrow Electronics），艾睿是全球最大的提供电子元件和计算服务的供应商，艾睿电子工程师在传感器有丰富知识，也在科学园内设立了Open Lab，分享传感器知识，在选择传感器也给予不少意见。

 

　　范秀琪关心到学生健康问题，部分班房加入监察空气质素PM2.5传感器，空气质素太差时，可提醒呼吸道先天有问题的同学。

 

　　「课室内有实时数据显示屏，二氧化碳和PM2.5的水平过高，会改变颜色警报甚至启动鲜风机。系统也从附近气象站和环保署，下载数据作出比对，外间空气质素太差，就可减少学生室外活动，改在空气质素较佳室内举行活动。」

 

结合校内公开数据

 

　　慈敬带领学生认识素食和惜食文化，甚至把有机耕种列为课外活动，园地命名为「心灵种植场」，现时以传感器蒐集泥土数据，改善种植和作教学用途。

 

　　「我们让学生以手机扫码，即时看到历史数据和图表。数据在公有云用API开放连结，学生可下载数据看到图表分析。」

 

　　系统以API公开所有数据，再加上开源框架制作可视化的数据，日后成为教学环境。

 

　　「我们以开源框架来提供分析，学生透过框架可自建分析图表，加上以公有云的云原生设计，运作成本低。云平台技术降低开发营运成本，加上软件开源，学生自行利用数据，加上不同工具学习资讯科技，除了惜食和感恩文化，还要培养数据文化，懂得运用和分析数据。」

 

　　范秀琪说，疫情令面授课堂一度停顿，学校被逼遥距教学，老师掌握了主持视像会议。科技也可降低学生感染风险，未来让学生学会数据文化，应付人生的更大挑战。