Design of heat stress sensors for mass deployment in cities

Abstract

Stedelijke hitte-eilanden verhogen gezondheidsrisico’s, maar realtime data ontbreekt vaak in snel groeiende steden. Conventionele weerstations zijn duur en energie-intensief, dus wordt er een betaalbaar LoRaWAN-sensornetwerk met laag energieverbruik ontwikkeld om temperatuur- en vochtigheidsdata op straatniveau te meten en via een simpel dashboard bijna realtime te visu- aliseren. Vooral in ontwikkelingslanden met weinig publieke data kunnen planners hiermee snel hittebestrijdingsmaatregelen nemen. De hoofdonderzoeksvraag luidt: Op welke wijze kan een robuust sensorsysteem met een laag energieverbruik worden ontwikkeld en geoptimaliseerd, dat real-time omgevingsparameters meet en rapporteert?

Ten eerste is er een end-to-endnetwerk opgezet met Dragino LA66-sensornodes, een DLOS8N- gateway en het open-source ChirpStack-platform. ChirpStack stuurt meetdata via HTTP POST naar een Python-backend. Het VLINDER-dashboard haalt de gegevens via HTTP GET in JSON- formaat op voor visualisatie. Ten tweede zijn er twee PCB-iteraties ge¨ımplementeerd: versie 1 met een Arduino Nano Every; versie 2 met een ultralow-power STM32L071K8U3-microcontroller.

De tests tonen dat firmwareoptimalisaties het gemiddelde stroomverbruik met 66% reduceren, terwijl LoRa-verbindingen over ≥ 2 km stabiel blijven. Versie 2 belooft verdere verlaging van het verbruik en verbeterde batterijmonitoring. Hiermee levert het voorgestelde systeem een praktische basis voor gerichte adaptatiestrategie¨en tegen het hitte-eilandeffect.